AT525956A1

AT525956A1 - Strahlungsheizelement

Info

Publication number: AT525956A1
Application number: ATA50115/2022A
Authority: AT
Original assignee: Easytherm Gmbh
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsheizelement (1) umfassend eine Vorderseite (3) zur Abgabe von Wärmestrahlung, eine der Vorderseite (3) gegenüberliegende Rückseite (4) und einen zwischen der Vorderseite (3) und der Rückseite (4) angeordneten elektrischen Leiter (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückseite (4) eine goldhaltige Schicht (5) umfasst.

Description

Strahlungsheizungen sind strombetriebene Heizungen, die einen elektrischen Leiter aufweisen, der Infrarot-Strahlung erzeugt, indem er eine Vorderseite erwärmt, in der die Wärmestrahlung entsteht und von der die Wärmestrahlung abgegeben wird. Vor allem Strahlung mit einer Wellenlänge von 2 um bis 15 um wird als angenehm empfunden. Dabei werden zwar Gegenstände und Körper erwärmt, die Raumluft wird jedoch nur in geringem Maße direkt an der Oberfläche der Heizung erwärmt.

Eine Strahlungsheizung kann an der Wand oder Decke montiert werden, oder freistehend ausgebildet sein. Bei größeren Räumen ist es notwendig, mehrere Strahlungsheizelemente vorzusehen, um den Raum gleichmäßig zu erwärmen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Strahlungsheizelemente besonders unauffällig im Raum angeordnet werden können und so besonders vielfältig einsetzbar sind.

Um die Strahlung gezielt einsetzen so können, weisen Strahlungsheizungen zumeist eine Vorderseite zur Abgabe von Wärmestrahlung auf und eine der Vorderseite abgewandte Rückseite. Die Rückseite dient meist als Montageseite und ist der Wand oder der Decke zugewandt.

Aus diesem Grund wird die Rückseite zumeist aus für Infrarot-Strahlung reflektierenden Materialen hergestellt, beispielsweise aus verzinktem Blech. Bei längerer Betriebsdauer kommt es jedoch zu einer Oxidation und damit zu einem Verlust der reflektierenden Wirkung. In der Folge wird die Infrarot-Strahlung nur noch in geringem Umfang reflektiert, sodass Wärmestrahlung an der Rückseite abgegeben wird und der Stromverbrauch steigt. Da diese schleichend auftritt und im montierten Zustand nicht erkennbar ist, bleibt dies oft unbemerkt.

Um Heizsysteme mit Strahlungsheizelementen nachhaltig gestalten zu können, ist es jedoch wichtig, den Stromverbrauch dauerhaft gering zu halten, sodass einerseits die Betriebskosten dauerhaft möglichst niedrig sind und andererseits auch der Umwelteinfluss

reduziert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Strahlungsheizelement bereitzustellen, das besonders vielfältig einsetzbar ist und langfristig einen geringen Stromverbrauch aufweist.

Die Aufgabe wird bei einem Strahlungsheizelement umfassend eine Vorderseite zur

Abgabe von Wärmestrahlung, eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite, und einen zwischen der Vorderseite und der Rückseite angeordneten elektrischen Leiter zur

Gold reflektiert Wärmestrahlung effektiv und zeichnet sich durch eine hohe Oxidationsbeständigkeit aus. Dadurch kann der Stromverbrauch des Strahlungsheizelements dauerhaft niedrig gehalten werden.

Um die Nachhaltigkeit des Strahlungsheizelements weiter zu steigern können die folgenden Merkmale vorgesehen sein:

Um die Wärmeabstrahlung an der Rückseite besonders effizient zu vermeiden und gleichzeitig Kosten für das Gerät niedrig zu halten, kann vorgesehen die goldhaltige Schicht eine Dicke von mindestens 0,085 um, insbesondere 0,085 um bis 500 um, vorzugsweise 0,1 um bis 10 um, noch bevorzugter 2 um bis 5 um, aufweist.

Die elektromagnetische Strahlung dringt dabei in die goldhaltige Schicht ein, wobei sich die Eindringtiefe nach folgender Formel bestimmt:

2 41

A ROR TG

Für Gold ergibt sich somit eine Eindringtiefe von 17 nm. Es hat sich gezeigt, dass ab fünf Eindringtiefen eine effektive Reflexivität erreicht werden kann. Dünne Beschichtungen können dabei beispielsweise durch galvanische Abscheidung erhalten werden.

Das Strahlungsheizelement ist besonders haltbar, wenn die goldhaltige Schicht zumindest 33 % Gold enthält. Dadurch kann bereits eine ausreichende dauerhafte Reflexivität erhalten werden. Um eine besonders hohe Haltbarkeit zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die goldhaltige Schicht zumindest 58 % Gold enthält. Um ein Oxidieren der goldhaltigen Schicht besonders langfristig zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Schicht 0 % bis 44,5 % Silber enthält, wobei ein geringerer Silber-Anteil zu bevorzugen ist. Wenn die goldhaltige Schicht aus 100 % Gold besteht, ist eine besonders dünne Schichtdicke bereits ausreichend um Wärmestrahlung effektiv und dauerhaft zu reflektieren, da es zu keiner Oxidation kommt. Eine Schicht mit 100% Gold ist daher besonders nachhaltig. Durch die damit erreichte besonders effektive Abschirmung kann das Strahlungsheizelement beispielsweise auch direkt auf einer Holzwand oder

einsetzbar.

Damit die Wärmestrahlung an der Vorderseite möglichst effektiv angegeben werden kann, kann vorgesehen sein, das die Vorderseite Keramik umfasst. Die Wärmestrahlung wird dadurch gleichmäßig und effektiv abgegeben. Insbesondere kann dadurch auch eine besonders effektive Abgabe der von der Rückseite reflektierten Wärmestrahlung an der Vorderseite stattfinden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorderseite aus einer Keramikplatte, insbesondere mit einer Dicke von 2,5 mm bis 6 mm, vorzugsweise 3 mm bis 5 mm, besteht. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Vorderseite aus einem keramikbeschichteten Stahlblech besteht.

Weiters kann auch vorgesehen sein, dass die Vorderseite eine Pulverbeschichtung mit Keramikpartikeln aufweist. Dies ermöglicht eine effektive Abgabe der Wärmestrahlung und gleichzeitig kann das Strahlungsheizelement dadurch besonders leicht ausgebildet sein. Es ist somit einfacher zu montieren und kann auch an dünnen Wandverschalungen verbaut werden. Das Strahlungsheizelement kann daher noch vielfältiger eingesetzt werden.

Alternativ kann auch ein emailliertes Stahlblech als Vorderseite verwendet werden. Dadurch wird ebenfalls eine effektive Abstrahlung erreicht, während gleichzeitig eine sehr widerstandsfähige Oberfläche bereitgestellt werden kann, sodass ein Einsatz auch an Orten mit hoher mechanischer Belastung wie Werkstätten und ähnliche Orte oder auch für eine lange Installationsdauer ohne Oberflächenschädigung wie beispielsweise Wohnräume für Vermietung, touristische Zwecke und ähnliches möglich ist.

Um ein besonders nachhaltiges, effektives und kostengünstiges Strahlungsheizelemente bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Rückseite eine mit der goldhaltigen Schicht, insbesondere galvanisch, beschichtete Aluminiumwandung aufweist. Zusätzlich oder stattdessen kann vorgesehen sein, dass die Vorderseite eine Stahlwandung aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Stahlwandung mit einer keramikhaltigen Pulverbeschichtung beschichtet ist.

Wenn der elektrische Leiter auf ein wärmeisolierendes flexibles Material Im Rahmen dieser Anmeldung umfasst Aufsticken jede Technik bei der der elektrische Leiter auf dem flexiblen Material befestigt ist, indem der elektrische Leiter in Abständen durch einen Teilbereich des flexiblen Materials geführt ist. Dadurch kann ein besonders kleines und leichtes Strahlungsheizelement bereitgestellt werden. Auf diese Weise lassen sich zudem besonders geringe Abstände zwischen den einzelnen Abschnitten der Leiterbahn

Durch das wärmeisolierende flexible Material kann die Größe des Strahlungsheizelements besonders klein gewählt werden. Zum einen kann das Strahlungsheizelement dadurch sehr flexibel montiert werden und in einem Raum optimal positioniert werden. Zum anderen ist durch die geringere Größe eine ressourcenschonende Herstellung möglich, die trotz der an sich teureren Rückseite mit der goldhaltigen Schicht kostengünstig erfolgen kann. Ein besonders effektives und einfach zu verarbeitendes flexibles Material ist Polyester-Vlies.

Der elektrische Leiter kann beispielsweise in einem mäanderförmigen Verlauf angeordnet werden. Durch einen mäanderförmigen Verlauf können sich die elektromagnetischen Felder benachbarter Abschnitte kompensieren, sodass es gleichzeitig zu einer geringen Abstrahlung störender elektromagnetischer Felder kommt.

Um Wärmestrahlung besonders effektiv erzeugen zu können, kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter ein Carbonfaser-Leiter ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Carbonfaser-Leiter auf das wärmeisolierende Material, vorzugsweise das Polyester-Vlies, aufgestickt ist. Carbonfasern lassen sich auf diese Weise rasch und einfach verarbeiten und verbleiben dauerhaft an der gewünschten Stelle. Dadurch kann der Abstand zwischen den einzelnen Abschnitten des elektrischen Leiters verringert werden. So können kleinere Strahlungsheizelemente mit hoher Leistung bereitgestellt

werden.

Um die Abgabe von Wärme an der Rückseite noch besser vermeiden zu können, kann vorgesehen sein, dass zwischen der Rückseite und dem elektrischen Leiter ein weiteres wärmeisolierendes Material angeordnet ist. Das weitere wärmeisolierende Material hat ebenfalls eine geringe Wärmeleitfähigkeit und wirkt dadurch als Wärmedämmung.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass das weitere wärmeisolierende Material ebenfalls ein flexibles Trägermaterial ist. Beispielsweise eignet sich Polycarbonatvlies besonders gut. Wärmeverluste an der Rückseite können dadurch effektiv vermieden werden, während gleichzeitig ein kleines und leichtes Strahlungsheizelement bereitgestellt werden kann, das besonders flexibel einsetzbar ist.

Beispielsweise ist ein Strahlungsheizelement umfassend eine Rückseite mit einer

Goldschicht, ein Polycarbonat-Vlies, ein mit Carbonfaser-Leitern besticktem Polyester-

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ist anhand der folgenden Zeichnungen dargestellt, wobei sich daraus keine Einschränkung des allgemeinen erfinderischen Gedankens ergibt.

Fig. 1 zeigt einen Aufriss eines beispielhaften Strahlungsheizelements. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das beispielhafte Strahlungsheizelement aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Strahlungsheizelement 1 im Aufriss. Das Strahlungsheizelement 1 hat eine Vorderseite 3 zur Abgabe von Wärmestrahlung, eine Rückseite 4 zum Reflektieren von Wärmestrahlung und einen elektrischen Leiter 2 zur Erzeugung von Wärmestrahlung.

In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorderseite 3 Keramik, wobei sie in der dargestellten Ausführungsform aus einer Stahlwandung besteht, die mit einer Pulverbeschichtung mit Keramikpartikeln beschichtet ist.

Die Rückseite 4 weist eine goldhaltige Schicht 5 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist die goldhaltige Schicht 5 zumindest 0,085 um dick. Die goldhaltige Schicht 5 der dargestellten Ausführungsform ist 2 um bis 5 um dick und besteht aus 100 % Gold. Die goldhaltige Schicht 5 ist in der dargestellten Ausführungsform durch galvanische Abscheidung hergestellt, wobei die Rückseite 5 eine Aluminiumwandung aufweist, auf der die Schicht 5 abgeschieden ist.

Der elektrische Leiter 2 ist in der dargestellten Ausführungsform ein Carbonfaser-Leiter. Der elektrische Leiter 2 ist auf ein flexibles wärmeisolierendes Material 6 aufgestickt. In der dargestellten Ausführungsform ist das flexible wärmeisolierende Material 6 ein Polyester-Vlies. Der Carbonfaser-Leiter ist dabei mäanderförmig auf das Polyester-Vlies aufgestickt. Zwischen dem Polyester-Vlies und der Rückwand 4 ist ein weiteres wärmeisolierendes Material 7 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist das weitere wärmeisolierende Material 7 ein Polycarbonat-Vlies.

Um ein Überhitzen des Strahlungsheizelements 1 zu vermeiden ist ein bimetallischer Temperaturbegrenzer 8 vorgesehen.

Das wärmeisolierende flexible Material 6, auf das der elektrische Leiter 2 aufgestickt ist, steht in direktem Kontakt mit der Vorderseite 3, um eine möglichst effektive Abgabe der Wärmestrahlung zu ermöglichen. Zwischen dem wärmeisolierenden Material 6 und der Rückseite 4 ist das weitere wärmeisolierende Material 7 angeordnet. Dadurch wird eine

Wärmeleitung zur Rückseite 4 vermieden.

Durch diesen Aufbau ist das Strahlungsheizelement 1 besonders klein, leicht und effektiv, sodass es besonders flexibel einsetzbar ist. Gleichzeitig weist das Strahlungsheizelement 1 eine hohe Haltbarkeit auf. Damit wird ein besonders nachhaltiges Strahlungsheizelement 1 bereitgestellt.

Claims

1. Strahlungsheizelement (1) umfassend eine Vorderseite (3) zur Abgabe von Wärmestrahlung, eine der Vorderseite (3) gegenüberliegende Rückseite (4) und einen zwischen der Vorderseite (3) und der Rückseite (4) angeordneten elektrischen Leiter (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (4) eine goldhaltige Schicht (5) umfasst.

2, Strahlungsheizelement nach Anspruch 1, wobei die goldhaltige Schicht (5) eine Dicke von mindestens 0,085 um, insbesondere 0,085 um bis 500 um, vorzugsweise 0,1 um bis 10 um, noch bevorzugter 2 um bis 5 um, aufweist.

3. Strahlungsheizelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die goldhaltige Schicht (5) zumindest 33 % Gold, insbesondere zumindest 58 % Gold, vorzugsweise 100 % Gold, enthält und/oder, wobei die Schicht (5) 0 % bis 44,5 % Silber enthält.

4. Strahlungsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorderseite (3)

Keramik umfasst.

5. Strahlungsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorderseite (3) eine Pulverbeschichtung mit Keramikpartikeln aufweist.

6. Strahlungsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Rückseite (4) eine mit der goldhaltigen Schicht (5), insbesondere galvanisch, beschichtete Aluminiumwandung aufweist und/oder wobei die Vorderseite (3) eine Stahlwandung aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Stahlwandung mit einer keramikhaltigen Pulverbeschichtung beschichtet ist.

7. Strahlungsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der elektrische Leiter (2) auf ein wärmeisolierendes flexibles Material (6), insbesondere auf ein PolyesterVlies, aufgestickt ist.

8. Strahlungsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der elektrische Leiter (2) ein Carbonfaser-Leiter ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Carbonfaser-Leiter auf das wärmeisolierende Material (6), vorzugsweise das PolyesterVlies, aufgestickt ist.

10. Strahlungsheizelement nach Anspruch 9, wobei das weitere wärmeisolierende Material (7) ein flexibles Trägermaterial, insbesondere ein Polycarbonatvlies, ist.