DE2623979A1 - Electric space heater with water used as circulating fluid - has heating element isolated from direct contact with water in spiral tube - Google Patents
Electric space heater with water used as circulating fluid - has heating element isolated from direct contact with water in spiral tubeInfo
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Abstract
Description
RUDOLF HOFMANN
8581 BrandholzRUDOLF HOFMANN
8581 firewood
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Heizen mittels elektrischer Energie, bei der ein flüssiges Medium mittels elektrischer Heizwiderstände erhitzt wird und die aufgenommene Wärmeenergie an die Umgebung abgibt.The invention relates to an arrangement for heating by means of electrical energy, in which a liquid medium by means of electrical Heating resistors are heated and the absorbed thermal energy is released to the environment.
Es sind bereits verschiedene Heizanordnungen bekannt, bei denen elektrische Energie zum Aufheizen eines Raumes benutzt wird.Various heating arrangements are already known in which electrical energy is used to heat a room.
So sind beispielsweise elektrische Heizungen bekannt, bei denen ein Heizwiderstand zum Glühen gebracht wird und direkt durch Strahlung oder Konvektion die umgebende Luft erhitzt. Solche Heizungen haben den Nachteil, daß der in der Luft enthaltene Staub auf den Heizwiderstand auftrifft und dort verbrennt, was zu einer Geruchsbelästigung führt. Außerdem besteht die Gefahr, daß brennbare Teile mit dem glühenden Heizwiderstand in Berührung kommen und dadurch eine Brandgefahr entsteht. Dadurch, daß die Luft durch Konvektion oder durch einen zusätzlichen Lüfter in intensive Berührung mit dem Heizwiderstand kommt, wird dieser Oxidationsvorgängen ausgesetzt, was zu einem schnellen Verbrauch des Heizwiderstandes führt.For example, electric heaters are known in which a heating resistor is made to glow and goes through directly Radiation or convection heats the surrounding air. Such heaters have the disadvantage that the dust contained in the air hits the heating resistor and burns there, which leads to an unpleasant odor. There is also the risk of being flammable Parts come into contact with the glowing heating resistor, creating a fire hazard. By letting the air through If convection or an additional fan comes into intensive contact with the heating resistor, this will cause oxidation exposed, which leads to a rapid consumption of the heating resistor.
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Es sind Heizanordnungen bekannt, bei denen ein elektrischer Heizwiderstand innerhalb eines mit Keramik ausgekleideten Raumes angeordnet ist und durch den Heizwiderstand die Keramikteile auf eine höhere Temperatur aufgeheizt werden. Wenn Wärmeenergie entnommen werden soll, wird Luft durch die aufgeheizten Keramikteile geblasen, die sich dann entsprechend erwärmt. Solche Heizanordnungen werden auch als Elektrospeicherheizung bezeichnet. Die durch elektrische Energie erzeugte Wärme wird nämlich in den Keramikteilen gespeichert, was z. B. über Nacht geschieht, und die Wärmeenergie wird dann am Tag entnommen. Solche Elektrospeicherheizungen benötigen eine sehr lange Anheizzeit, da die aufzuheizenden Keramikteile eine schlechte Wärmeleitfähigkeit haben. Außerdem sind die Wärmeverluste zwischen Aufheizzeit und Wärmeentnahme nicht zu vernachlässigen.There are known heating arrangements in which an electrical heating resistor is arranged within a ceramic-lined room and the ceramic parts on a through the heating resistor higher temperature. If heat energy is to be extracted, air is blown through the heated ceramic parts, which then heats up accordingly. Such heating arrangements are also referred to as electric storage heaters. The by electrical Energy generated heat is namely stored in the ceramic parts, which z. B. happens overnight, and the heat energy is then used during the day taken. Such electric storage heaters require a very long heating time because the ceramic parts to be heated have poor thermal conductivity to have. In addition, the heat losses between the heating-up time and heat extraction are not to be neglected.
Schließlich sind ölgefUllte Rippenheizkörper bekannt, bei denen ein elektrischer Heizwiderstand in das Öl eintaucht. Infolge der verhältnismäßig großen Viskosität des Öls ist der Umlauf des Öls in dem Heizkörper selbst verhältnismäßig schlecht, so daß, um örtliche Überhitzungen zu vermeiden, das Öl nur mit einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur aufgeheizt werden kann. Hierdurch ergibt sich aber ein schlechter Wirkungsgrad einer solchen Heizung. Solche Heizungen sind daher auch nur langsam aufheizbar, so daß erst nach einer längeren Zeit eine wesentliche Wärmeabgabe an die Umgebung möglich ist. Außerdem können keine beliebigen Flüssigkeiten als Wärmeübertragungsmedium verwendet werden, da bei leitenden Flüssigkeiten trotz der Kapselung des Heizwiderstandes, die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses besteht. Finally, oil-filled finned radiators are known in which a electric heating resistor is immersed in the oil. Due to the relatively high viscosity of the oil, the circulation of the oil in the The radiator itself is relatively bad, so that, in order to avoid local overheating, the oil is only used at a relatively low level Temperature can be heated. However, this results in a poor efficiency of such a heater. Such heaters are therefore it can only be heated up slowly, so that substantial heat release to the environment is only possible after a long period of time. aside from that no arbitrary liquids can be used as a heat transfer medium, since conductive liquids despite the encapsulation of the heating resistor, there is a risk of an electrical short circuit.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizanordnung mit einem durch elektrische Heizwiderstände aufgeheizten flüssigen Medium zu schaffen, das eine sehr kurze Anheizzeit hat und mit einer im Vergleich zum Sie-The object of the invention is to provide a heating arrangement with an electrical To create heating resistors heated liquid medium that has a very short heating-up time and compared to the
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depunkt des flüssigen Mediums hohen Betriebstemperatur der Heizwiderstände und damit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet.Depoint of the liquid medium high operating temperature of the heating resistors and thus works with a high degree of efficiency.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Anordnung mindestens einen elektrischen aufheizbaren Metallstab enthält, der in einer geschlossenen, wärmeisolierenden Umhüllung angeordnet ist, daß in der Umhüllung in unmittelbarer Nähe des Metallstabes eine schraubenförmige Rohrschlange angeordnet ist, die über ein Zulauf- und Rücklaufrohr mit mindestens einem als Heizkörper ausgebildeten Hohlkörper ein geschlossenes System bildet, das mindestens teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.This task is achieved in an arrangement of the type mentioned solved that the arrangement contains at least one electrically heated metal rod, which is in a closed, heat-insulating Sheath is arranged that a helical coil is arranged in the sheath in the immediate vicinity of the metal rod is that via an inlet and return pipe with at least one as Radiator formed hollow body forms a closed system that is at least partially filled with a liquid.
Durch die räumliche Trennung des Heizwiderstandes von dem geschlossenen Umlaufsystem mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit wird erreicht, daß unabhängig von der gewählten Wärmeübertragungsflüssigkeit ein elektrischer Kurzschluß durch die Wärmeübertragungsflüssigkeit vermieden wird. Infolge der Anordnung der Heizstäbe in einer geschlossenen Umhüllung wird trotz der Aufheizung auf hohe Temperatur eine Brandgefahr, die Gefahr des Verbrennens von Staub und die Oxidation der Heizstäbe vermieden. Die gute thermische Isolation durch die geschlossene Umhüllung ermöglicht es, die Metallstäbe auf verhältnismäßig hohe Temperaturen aufzuheizen, wodurch einerseits der Wirkungsgrad wesentlich erhöht wird, anderseits kurz nach dem Einschalten schon eine Wärmeabgabe an die Umgebung möglich ist. Bei einem längeren Betrieb erhitzt sich aber auch der innere Teil der wärmeisolierenden Umhüllung, so daß dadurch eine gewisse Speicherwirkung erzielt wird, so daß dann auch eine Wärmeabnahme nach dem Abschalten des Stromes noch möglich ist.Due to the spatial separation of the heating resistor from the closed one Circulation system with the heat transfer fluid is achieved that regardless of the chosen heat transfer fluid electrical short circuit avoided by the heat transfer fluid will. Due to the arrangement of the heating rods in a closed envelope, there is a risk of fire despite being heated to a high temperature. the risk of burning dust and oxidation of the heating elements is avoided. The good thermal insulation due to the closed Sheathing makes it possible to heat the metal rods to relatively high temperatures, which on the one hand significantly increases the efficiency is increased, on the other hand, a heat release to the environment is possible shortly after switching on. It heats up during prolonged use but also the inner part of the heat-insulating envelope, so that a certain storage effect is achieved, so that then also a Heat consumption is still possible after switching off the power.
Als wärmeübertragendes flüssiges Medium kann gewöhnliches Wasser verwendet werden, wodurch eine bessere Wärmeübertragung erzielt wird als durch die Verwendung von Öl. Als Material für die wärmeisolierende Um-Ordinary water can be used as the heat-transferring liquid medium resulting in better heat transfer than the use of oil. As a material for the heat-insulating
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hüllung kann jedes schlecht wärmeleitendes Material verwendet werden; vorzugsweise wird ein keramisches Material, wie z. B. Schamotte verwendet. any poorly thermally conductive material can be used; preferably a ceramic material, such as. B. chamotte used.
Die in unmittelbarer Umgebung jedes Metallstabes angeordnete Rohrschlange besteht vorzugsweise aus einem gut wärmeleitfähigen Metall, wie z.B. Kupfer.The pipe coil arranged in the immediate vicinity of each metal rod preferably consists of a metal with good thermal conductivity, e.g. Copper.
Als Heizkörper können alle Arten von bekannten Heizkörpern verwendet werden, die für Warmwasserheizungen oder Dampfheizungen bekannt sind. In vielen Fällen wird eine Rohrschlange genügen, die vorzugsweise mit aufgesetzten Rippen zur Verbesserung der Wärmeabgabe an die Umgebung versehen ist.All types of known radiators can be used as radiators known for hot water heating or steam heating. In many cases a coil will suffice, preferably with attached ribs to improve the heat dissipation to the environment is provided.
Je nach der Größe und Leistung der Heizstäbe können auch mehrere Heizkörper hintereinander oder parallel zueinander an die Rohrschlange angeschlossen sein.Depending on the size and power of the heating elements, several radiators can be used one behind the other or parallel to one another to be connected to the pipe coil.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Metallstab konzentrisch von einer schraubenförmigen Rohrschlange umgeben.In a preferred embodiment of the invention, each rod is metal Surrounded concentrically by a helical tube coil.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung, die sich besonders für größere Leistungen eignet, sind mehrere Metallstäbe parallel zueinander so angeordnet, daß sie einen Zylindermantel bilden, und innerhalb und außerhalb des Zylindermantels sind Rohrschlangen so angeordnet, daß ihre Schraubenachse parallel zum Zylindermantel verläuft. Dabei können die verschiedenen Rohrschlangen hintereinandergeschaltet sein oder auch parallel zueinander von der Wärmeübertragungsflüssigkeit durchlaufen werden.In another advantageous embodiment, which is particularly suitable for Suitable for greater performance, several metal rods are arranged parallel to one another so that they form a cylinder jacket, and inside and Outside the cylinder jacket, pipe coils are arranged so that their screw axis runs parallel to the cylinder jacket. Here you can the various coils can be connected in series or run through by the heat transfer fluid parallel to one another will.
und sind vorzugsweise an mindestens einer Stirnseite in der Umhüllungand are preferably in the envelope on at least one end face
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verankert und durch diese getragen.anchored and supported by them.
Vorzugsweise ist die Umhüllung als zylindrisches Rohr ausgebildet, das mindestens auf einer Seite mit einem Deckel versehen ist, so daß ein leichtes Auswechseln von Teilen möglich ist.The casing is preferably designed as a cylindrical tube, which is provided with a lid on at least one side so that parts can be easily replaced.
Die Metallstäbe werden vorzugsweise durch direkten Stromdurchgang erhitzt und bestehen aus einem entsprechenden Widerstandsmaterial. Der Querschnitt und das Material werden so gewählt, daß bei einer bestimmten gewünschten Spannung eine bestimmte Leistung verbraucht wird. Es kann auch vorteilhaft sein, mehrere Metallstäbe mit unterschiedlicher Stromaufnahme vorzusehen, so daß durch Umschalten die Leistung der Anordnung verändert werden kann. Dies kann auch so geschehen, daß eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, durch die mehrere Metallstäbe wahlweise hintereinander oder parallel verbindbar sind.The metal rods are preferably heated by the direct passage of current and consist of a corresponding resistance material. The cross-section and the material are chosen so that at a certain desired voltage a certain power is consumed. It can also be advantageous to use several metal rods with different Provide power consumption so that the performance of the arrangement can be changed by switching. This can also be done in such a way that a Switching device is provided through which a plurality of metal rods can optionally be connected one behind the other or in parallel.
Vorzugsweise ist in dem flüssigkeitsgefüllten System ein Ausdehnungsgefäß angeordnet, das zum Ausgleich des Flüssigkeitsvolumen bei verschiedener Temperatur dient. Vorzugsweise ist auch ein Zulauf mit einem Schwimmerventil vorgesehen, so daß bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel automatisch Flüssigkeit zuläuft.An expansion vessel is preferably in the liquid-filled system arranged, which serves to equalize the volume of liquid at different temperatures. Preferably there is also an inlet with a Float valve is provided so that liquid automatically flows in when the liquid level drops.
Die durch die Metallstäbe abgegebene Wärmemenge kann so bemessen sein, daß die in der Rohrschlange aufgeheizte Flüssigkeit bis über den Siedepunkt erhitzt wird, so daß die Anordnung wie eine Dampfheizung arbeitet. Dabei wirkt der Heizkörper als Kondensator für den Flüssigkeitsdampf. The amount of heat given off by the metal rods can be measured in such a way that that the liquid heated in the coil is heated to above the boiling point, so that the arrangement works like a steam heater. The radiator acts as a condenser for the liquid vapor.
In vielen Fällen ist es vorteilhaft, alle Teile der Anordnung zu einer mechanischen Einheit zusammenzufassen, die vorzugsweise fahrbar ausgebildet ist, so daß die Anordnung leicht in verschiedenen Räumen aufge-In many cases it is advantageous to combine all parts of the assembly into one to summarize mechanical unit, which is preferably designed to be mobile, so that the arrangement can be easily accommodated in different rooms.
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stellt werden kann.can be provided.
Mit der Heizanordnung gemäß der Erfindung ist es möglich, in verhältnismäßig kurzer Zeit nach dem Anschalten Wärme an die Umgebung abzugeben, da die Metallstäbe auf eine im Vergleich zur Siedetemperatur der Wärmeübertragungsflüssigkeit hohe Temperatur erhitzt werden, beispielsweise auf eine Temperatur von 85o C.With the heating arrangement according to the invention it is possible in relatively to give off heat to the environment shortly after switching on, since the metal rods at a compared to the boiling temperature the heat transfer fluid are heated to a high temperature, for example to a temperature of 85o C.
In den Figuren ist die Anordnung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. In the figures, the arrangement according to the invention is shown schematically.
Figur 1 zeigt schematisch die Anordnung gemäß der Erfindung, wobei die wärmeisolierende Umhüllung und die Rohrschlange, welche den Metallstab umgibt, im Schnitt dargestellt sind.Figure 1 shows schematically the arrangement according to the invention, wherein the heat-insulating sheath and the coil surrounding the metal rod are shown in section.
Figuren 2 und 3 zeigen einen horizontalen Schnitt durch die Umhüllung mit den darin angeordneten Metallstäben und Rohrschlangen.Figures 2 and 3 show a horizontal section through the envelope with the metal rods and pipe coils arranged therein.
Wie aus der Anordnung nach Figur 1 ersichtlich ist, ist ein Metallstab 1 in der wärmeisolierenden Umhüllung 4 angeordnet, die durch einen ebenfalls wärmeisolierenden Deckel 5 abgeschlossen ist. Mit 2 und 3 sind die elektrischen Anschlüsse des Metallstabes bezeichnet. Die Rohrschlange 6 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z. B. Kupfer, und ist in unmittelbarer Umgebung des Metallstabes 1 im Hohlraum der Umhüllung 4 angeordnet. Sie ist über eine Zulaufleitung 7 und eine Rücklaufleitung 8 mit dem Heizkörper 11 verbunden, der in Figur 1 als Rohrschlange mit Wärmeabgaberippen dargestellt ist. In der Zulaufleitung 7 ist das Ausdehnungsgefäß 10 angeordnet, das noch mit einem automatischen Zulauf zur Ergänzung der Wärmeübertragungsflüssigkeit versehen sein kann.As can be seen from the arrangement according to FIG. 1, there is a metal rod 1 arranged in the heat-insulating casing 4, which is closed by a cover 5 that is also heat-insulating. With 2 and 3 they are electrical connections of the metal rod. The coil 6 consists of a highly thermally conductive material, such as. B. Copper, and is arranged in the immediate vicinity of the metal rod 1 in the cavity of the casing 4. It is via an inlet line 7 and a return line 8 connected to the radiator 11, which in Figure 1 as a coil with heat dissipation ribs is shown. In the inlet line 7, the expansion vessel 10 is arranged, which is also supplemented with an automatic inlet the heat transfer fluid can be provided.
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der in der wärmeisolierenden Umhüllung 4 eine Heizschlange 6 konzentrisch um den in der Mitte angeordneten Metallstab 1 angeordnet ist.in the heat-insulating envelope 4, a heating coil 6 concentrically is arranged around the metal rod 1 arranged in the middle.
Figur 3 zeigt ebenfalls einen horizontalen Schnitt durch die wärmeisolierende Umhüllung 4 der Anordnung, wobei jedoch in dem zentralen Hohlraum der Umhüllung 4 Metallstäbe 1 und 2 Heizschlangen 6 und 12 angeordnet sind. Die beiden Heizschlangen 6 und 12 können durch ein Verbindungsrohr 13 miteinander verbunden sein und entweder im Kreislauf der Wärmeübertragungsflüssigkeit hintereinander geschaltet oder auch zueinander parallel geschaltet sein.Figure 3 also shows a horizontal section through the heat insulating Sheath 4 of the arrangement, but with 4 metal rods 1 and 2 heating coils 6 and 12 in the central cavity of the sheath are arranged. The two heating coils 6 and 12 can be connected to one another by a connecting pipe 13 and either in a circuit the heat transfer fluid connected in series or connected in parallel to each other.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Anordnung kann zu einer fahrbaren mechanischen Einheit zusammengefaßt sein.The arrangement shown schematically in Figure 1 can be a drivable mechanical unit to be summarized.
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Claims (17)
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| DE2623979A1 true DE2623979A1 (en) | 1977-12-15 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107449015A (en) * | 2017-09-08 | 2017-12-08 | 贵州美诚凯辉电器制造有限公司 | A kind of holder top structure of space heater |
-
1976
- 1976-05-28 DE DE19762623979 patent/DE2623979A1/en not_active Withdrawn
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