CH668470A5 - Heizeinrichtung fuer eine mit elektroenergie beheizte strahlungsheizstelle. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung für eine mit Elektroenergie beheizte Strahlungsheizstelle.
Derartige Heizeinrichtungen sind üblicherweise so aufgebaut, dass unter einer strahlungswärme-durchlässigen Platte, beispielsweise einer Glaskeramikplatte, Strahlungsheizkörper mit Elektroenergie beaufschlagbare Strahlungsheizelemente angeordnet sind. Diese sind über den zu beheizenden Kochstellenbereich weitestgehend gleichmässig verteilt. Normalerweise sind die Strahlungsheizelemente mit elektrischem Strom beaufschlagbare Heizwendeln, die auf einem temperaturbeständigen, temperaturisolierenden und elektrisch nicht leitfähigen Material frei verlegt sind. Zur Sicherung gegen rasche Beeinträchtigung durch die Umgebungsatmosphäre werden derartige Heizelemente üblicherweise für eine Betriebstemperatur bis zu 1000 ° ausgelegt und auch bis zu diesem Temperaturbereich zum Einsatz gebracht. Es ist bekannt, zwei Heizkreise innerhalb eines Heizstellenbereichs anzuordnen, wobei ein Heizbereich für einen höheren Anschlusswert in seiner elektrischen Leistungsaufnahme und somit auch in seiner thermischen Leistungsabgabe regelbar ist und der andere, normalerweise leistungsschwächere Heizkreis für Sonderbeanspruchung, z.B. für den Ankochbetrieb, diesem ersten Heizkreis mit seiner vollen Nominal-Heizleistung zugeschaltet wird.
Es ist auch bekannt geworden, als Strahlungsheizkörper für Heizeinrichtungen schutzgasgeschützte, z.B. halogengeschützte Strahlungsheizelemente zu verwenden, die infolge des eingesetzten Schutzgases mit wesentlich höheren Temperaturen, beispielsweise bis zu 2000 °C betrieben werden können. Diese Strahlungsheizkörper sind zumindest herstellungstechnisch wesentlich aufwendiger als die verbreitet angewendeten Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente, welche der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt werden können. Aus strahlungstechnisch bekannten Gegebenheiten heraus weisen diese Hochtemperatur-Strahlungsheizele-mente besondere Strahlungseigenschaften auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr darin, eine Heizeinrichtung für die Elektroenergie beheizte Strahlungsheizstellen bereitzustellen, welche aufbautechnisch und ansteuertechnisch günstige Voraussetzungen bietet und welche für unterschiedliche Anwendungs- und Betriebsbedingungen funktionstechnisch vorteilhaft ausgebildet ist.
Eine Heizvorrichtung, welche aufbauend auf dem bekannten Stand der Technik diese Forderungen im vorteilhaften Umfang entspricht, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizeinrichtung Hochtempe-ratur-Strahlungsheizelemente und Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente gemeinsam angeordnet sind.
In bevorzugter Weise sind die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente in bekannter Weise durch Schutzgas umgebene Heizelemente, welche von Keramikglasstäben umgeben sind. Als Schutzgas werden beispielsweise Halogene eingesetzt. Derartige Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente sind bevorzugt für Betriebstemperaturen von ca. 2000 ° ausgelegt.
Die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente sind in bekannter Weise der Umgebungsatmosphäre ausgesetzte Heizelemente, welche für eine Betriebstemperatur von ca. 1000 °C ausgelegt sind.
Die Verwendung einer Kombination von Hochtemperatur-Strahlungsheizelementen und Normaltemperatur-Strahlungsheizelementen in einem Strahlungsheizstellenbe-reich vereinigt in vorteilhafter und sich ergänzender Weise die vorteilhaften Eigenschaften der beiden Heizsysteme. So sind die beiden Arten der Strahlungsheizelemente unterschiedlichen Betriebsfunktionen und Steuerfunktionen zuor-denbar. Die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente können so beispielsweise zur Befriedigung einer Grundlast für einen Kochbetrieb oder Bratbetrieb herangezogen werden, bei welcher sich eine thermische Trägheit des Heiz2
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systems sehr vorteilhaft auf den Vorgang auswirkt, während die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente für - im Normalfall - kurzzeitigen heiztechnischen Spitzenbelastungen, z.B. während der Ankochphase, zugeordnet werden. Hier wiederum wirkt sich die relativ wärmeträgheitsärmere Eigenschaft dieses Strahlungsheizelements positiv für den Erhitzungsprozess zum Zeitpunkt der Erreichung einer Solltemperatur im zu erhitzenden Gut vorteilhaft aus.
Für Regelanwendungszwecke zum Koch- und Bratbetrieb sind die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente für einen Anschlusswert bis ca. 1500 Watt und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente für einen Anschlusswert bis ca. 700 Watt ausgelegt.
Nach einer Weiterbildung ist die erfindungsgemässe Heizeinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltempe-ratur-Strahlungsheizelemente und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente von zugeordneten Ansteuerorganen individuell mit Elektroenergie beaufschlagbar sind, wobei bevorzugt die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente mit geregelter und/oder gesteuerter Elektroenergie und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente mit konstanter Elektroenergie beaufschlagbar sind. In diesem Zusammenhang werden die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente den bekannten und bewährten Regelungs- oder Steuerungs-massnahmen unterworfen, welche sowohl den Anschlussbedingungen an die Versorgungsnetze als auch den heiztechnischen Bedingungen gerecht werden. Die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente dagegen werden jeweils mit ihrer gesamten Anschlussleistung relativ dauerhaft zugeschaltet.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemässe Heizeinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente symmetrisch im Heizstellenbereich angeordnet sind, wobei es besonders vorteilhaft ist, sowohl die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente als auch die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente im wesentlichen gleichmässig über den Strahlungsheizstel-lenbereich zu verteilen. Heiztechnisch ist es vorteilhaft, die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente und die Normal-temperatur-Strahlungsheizelemente in wechselnder Folge, z.B. auch ring- oder spiralförmig, im Heizstellenbereich anzuordnen.
Zur verbesserten Ausnutzung der Wärmestrahlungsenergie, insbesondere der vom Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente abgegebenen Heizenergie für das zu erhitzende Gut ist es vorteilhaft, Wärmestrahlungsreflektoren im Bodenbereich des Strahlungsheizelemententrägers anzuordnen.
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Nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltete Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung im folgenden erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Strahlungsheizstelle,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Strahlungsheizeinrichtung im Schnitt,
Fig. 3 und
Fig. 4 Draufsichten auf unterschiedlich mit Heizelementen ausgestattete Strahlungsheizstellen.
In den Strahlungsheizbereichen 1,11,21 sind nebeneinander sowohl ein Hochtemperatur-Strahlungsheizelement 2, 12,22, sowie Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente 3, 13,23,23' angeordnet. Gemäss Fig. 1 ist das Hochtemperatur-Strahlungsheizelement 2 stabförmig ausgebildet, während nach den Fig. 3 und 4 ringförmig ausgebildete Hoch-temperatur-Strahlungsheizelemente innerhalb der Strah-lungsheizstelleneinheit angeordnet sind.
Die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente 2,12,22 sind in bekannter Weise aufgebaut, wobei der Heizdraht -beispielsweise aus Wolfram - von einem Glaskeramikrohr hermetisch umgeben ist, welches mit Schutzgas - z.B. mit einem Halogen - zum Schutze des Heizdrahts gefüllt ist. Derartige Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente sind in der Lage, bei einer Betriebstemperatur von ca. 2000 °C betrieben zu werden.
Die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente 3, 13,23, 23' sind in bekannter Weise in Wendelform in der Strah-lungsheizstelleneinheit frei verlegt, so dass sie der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt sind. Eine zweckmässige Betriebstemperatur wird damit auf ca. 1000 °C begrenzt sein.
Die Fig. 2 zeigt, dass die Strahlungsheizelemente 3,2 in einer Ebene unterhalb einer Glaskeramikplatte 4, welche gute Durchlasseigenschaften für Strahlungswärme aufweist, innerhalb einer Gehäuseschale 5 angeordnet sind. Das Normaltemperatur-Strahlungsheizelement 3 ist dabei in einem temperaturbeständigen, wärmeisolierenden und elektrisch nicht leitfähigen Material 6 verlegt, während das Hochtemperatur-Strahlungsheizelement 2 lediglich punktuell gehaltert ist und über weite Bereiche freitragend ist. Somit kann unterhalb dieses Hochtemperatur-Strahlungsheizelements ein Strahlungsreflektor 7 angeordnet sein, welcher die vom Hochtemperatur-Strahlungsheizelement 2 nach unten abgestrahlte Wärmeenergie wieder nach oben reflektiert. Somit wird eine gute Strahlungswärme-Ausnutzung erreicht.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Heizeinrichtung für eine mit Elektroenergie beheizte Strahlungsheizstelle, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizeinrichtung Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) und Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente (3,13,23,23') gemeinsam angeordnet sind.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) durch Schutzgas umgebene Heizelemente sind.
3. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) ausgelegt sind für eine Betriebstemperatur von ca. 2000 °C.
4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente (3,13,23,23') der Umgebungsatmosphäre frei ausgesetzte Heizelemente sind.
5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente (3, 13,23,23') ausgelegt sind für eine Betriebstemperatur von ca. 1000 °C.
6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente (3,13,23,23') für eine Anschlussleistung bis ca. 1500 Watt ausgelegt sind.
7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) für eine Anschlussleistung bis ca. 700 Watt ausgelegt sind.
8. Heizeinrichtung nacli einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente (3,13,23,23') und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) von zugeordneten Ansteuerorganen individuell mit Elektroenergie beaufschlagbar sind.
9. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente (3,13,23,23') mit geregelter und/oder gesteuerter Elektroenergie und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) mit konstanter Elektroenergie beaufschlagbar sind.
10. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Normaltemperatur-Strah-lungsheizelemente (3,13,23,23') und die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) symmetrisch im Heizstellenbereich (1,11,21) angeordnet sind.
11. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente als auch die Normaltemperatur-Strahlungsheizelemente im wesentlichen gleichmässig über den Heizstellenbereich verteilt sind.
12. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieNormaltemperatur-Strah-lungsheizelemente (23,23') und die Hochtemperatur-Strah-lungsheizelemente (22) in wechselnder Folge im Heizstellenbereich (21) angeordnet sind.
13. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich unterhalb der Hochtemperatur-Strahlungsheizelemente (2,12,22) eine die Strahlungstemperatur reflektierende Schicht (7) angeordnet ist.
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