CH474933A - Electrical extra-low voltage heating device arranged in a flat body - Google Patents

Electrical extra-low voltage heating device arranged in a flat body

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CH474933A
CH474933A CH841968A CH841968A CH474933A CH 474933 A CH474933 A CH 474933A CH 841968 A CH841968 A CH 841968A CH 841968 A CH841968 A CH 841968A CH 474933 A CH474933 A CH 474933A
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CH
Switzerland
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heating
heating device
device arranged
serpentine
flat body
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Application number
CH841968A
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German (de)
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Umiker Walter
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Umiker Walter
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00Electric heating systems
    • F24D13/02Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
    • F24D13/022Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements
    • F24D13/024Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements in walls, floors, ceilings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

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Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 In einem Flachkörper angeordnete elektrische    Kleinspannungsheizeinrichtung   Für Strassenbelags- und Bodenheizungen wurden bisher in    gestreckter   Form verlegte Heizdrähte aus blankem Eisen verwendet. Bei der    hiefür   angewandten Verlegungsart konnte das Auftreten von Streuströmen nicht vermieden werden, was bei einer beträchtlichen Verlustleistung auch eine entsprechend verminderte Erwärmung des Strassen- oder Bodenbelages zur Folge hatte.

   Die gestreckte Verlegung des Heizdrahtes führt zudem zu mechanischen Spannungen, da die Ausdehnung des Heizleiters infolge der bedeutend höheren    Heizleitertem-      peratur   .auch entsprechend grösser ist als die des    Be-      lagsmaterials.   Bei grossen    Heizleiterlängen   vergrössern sich auch die    Dilatationsdifferenzen   zwischen    Heizlei-      ter   und    Belagsmaterial,   was auch die Spannungen im Belag entsprechend erhöht.

   Die gestreckte    Heizleiterver-      legung   ermöglicht nur eine ungenügende Anpassung an das zu beheizende Objekt und auch keine einwandfreie    überbrückung   von    Dilatationsfugen.   Allfällig auftretende Schrittspannungen sind bei der bisherigen    Belagsheizung   gefährlich. 



  Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine in einem Flachkörper angeordnete elektrische    Kleinspan-      nungsheizeinrichtung,   bei welcher isolierte Heizleiter im Flachkörper in schlangenlinienförmigen Windungen verlaufen und in ihrer Lage mittels Bindevorrichtungen gesichert befestigt sind. 



  Durch die isolierte Verlegung des    Heizleiters   werden verlustbringende Streuströme vermieden, woraus ein relativ geringer Energieverbrauch für die    Beheizung   des Objektes resultiert. Beim Auftreten irgendeines Defektes an der Anlage oder Isolation bleibt die Heizung ungefährlich, da sie mit einer Spannung von maximal 50 Volt betrieben wird. Reparaturen an der Heizung sind leicht auszuführen. Der durch Bruch oder Korrosion unterbrochene    Heizleiter   kann durch Zusammenlöten (Hartlöten) der beiden Drahtenden an der Unterbrechungsstelle wieder verbunden werden. 



  In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt:    Fig.   1 ein Teilstück des Heizleiters im Grundriss,    Fig.   2 einen Querschnitt durch einen Teil des mit    Heizleitern   belegten Unterbelages einer Strasse,    Fig.   3 einen    Längsschnitt   durch ein Teilstück eines    Strassen-Unterbelages   mit einem auf diesem verlegten    Heizleiter,      Fig.   4 eine Draufsicht zu    Fig.   3,

      Fig.   5 die Verlegung des Heizleiters zur    überbrük-      kung   einer    Dilatationsfuge      bnd      Fig.   6 ein Beispiel einer besonderen Verlegungsart des schlangenförmigen Heizleiters durch wachsende Auseinanderziehung bzw. Zusammendrängung der Wellenlinie. 



  Der dargestellte Heizleiter 1 für die    Kleinspannungs-      heizung   besteht aus einem weichgeglühten isolierten Eisendraht oder aus irgendeinem anderen geeigneten Metall oder einer Metallegierung. Vorzugsweise wird eine Kupferlegierung verwendet, deren    Ohmscher   Widerstand in der gleichen Grössenordnung liegt, wie beim Eisenleiter, aber im Gegensatz zu diesem eine viel kleinere magnetische    Permeabilität   aufweist. Dadurch wird das sogenannte  Brummen , das beim Eisenleiter auftritt, vermieden. Aus Kupferlegierung bestehende Heizleiter können daher auch für die    Innenraumheizung,   z. B. im Bad, WC, in der    Douche   usw. Verwendung finden.

   Im Gegensatz zu den für die    Strassenbelagsheizung   verwendeten, aus gestreckten Heizdrähten bestehenden Widerstandsheizungen, ist der dargestellte Heizleiter 1 durch einen in    schlangenlinienförmigen   Windungen verlaufenden isolierten Heizdraht gebildet, wobei die    Windungs-      breite   b in    Fig.   1 durchschnittlich etwa 25 cm beträgt. Um dem Heizdraht die gewünschte    Schlangenlinienform   zu geben, wird dieser in der Werkstatt auf einer Schablone gebogen, wobei der Radius der Biegung 1' möglichst gross gehalten sein und der    Winkel   a an der    Bie-      gungsstelle   weniger als 70 , zweckmässig 20-60 , betragen soll.

   Bei dieser Formgebung wird verhindert, dass der Heizdraht an der    Biegungsstelle   einen höheren Widerstand aufweist als an den gerade verlaufenden Stellen, und dass die mechanische Elastizität des Heizleiters 

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 nicht zu stark beeinträchtigt wird. Die in der Werkstatt vorfabrizierten schlangenlinienförmigen Heizleiter 1 sind auf dem    Strassen-Unterbelag   2 in der    Richtung   der Fahrbahn verlaufend verlegt. Auf dem Unterbelag 2 sind nach    Fig.   3 Nuten in Abständen la von etwa 1,5 cm Breite und 2 cm Tiefe ausgespart. In diese Nuten 3    ist   je ein massiver isolierter Eisendraht 4 eingelegt, an dem, über die ganze Länge gleichmässig verteilt, Bindevorrichtungen 5 aus Draht oder Schnüren angebracht sind.

   Mittels dieser Bindevorrichtungen 5 sind die auf dem Unterbelag 2 verlegten isolierten    Heiz-      leiter   2    lagensicher   befestigt. Dank dieser Verankerung der in gleichmässigen Abständen nebeneinander in der Längsrichtung der Bahn auf der Unterlage 2 verlegten Heizleiter 1    (Fig.   4) ist es möglich, den    Überbelag   6 maschinell, z. B. mit Hilfe eines Fertigers, aufzutragen.

   Beim Überfahren der Heizleiter durch den Fertiger wird durch die Bindevorrichtungen ein Verrutschen der    Heiz-      leiter   verhindert.    Dilatationsdifferenzen   zwischen den Heizleitern und dem beheizten Betonbelag werden durch die    Schlangenlinienform   der Heizleiter und die Plastikisolation der letzteren ausgeglichen, ohne im Betonbelag wesentliche Spannungen zu erzeugen, so dass ein Bruch des Heizleiters praktisch ausgeschlossen ist. 



  An Überbrückungsstellen von    Dilatationsfugen   sind die schlangenlinienförmigen Heizleiter so verlegt und in ihrer Lage gegenüber der Fuge 7    (Fig.   5) durch nicht gezeichnete Bindevorrichtungen so fixiert, dass stets ein    Windungsknie   1' in die Fuge 7 zu liegen    kommt.   



  Die in der Werkstatt vorfabrizierten    schlangenlinien-      förmigen   Heizleiter können auf dem Bauplatz den örtlichen Verhältnissen entsprechend zusammengedrückt oder gestreckt werden, was beispielsweise bei der Verlegung der Heizleiter auf einem Boden oder einer Platte 8 von    trapezförmigem   Grundriss eine Anpassung der Heizleistung an die zu beheizende Fläche ermöglicht. Das Beispiel in    Fig.   6 zeigt eine solche Platte bzw. einen Boden 8 von    trapezförmigem   Grundriss, wobei die Heizleiter in Richtung von der breiten zur schmalen Plattenseite verlegt und in mit der Verjüngung wachsendem Masse    auseinandergezogen,   oder umgekehrt, mit zunehmender Breite zusammengedrückt sind. 



  Die beschriebene Heizungsanlage wird mittels wicklungsgetrennter Transformatoren gespeist, welche Spannungen von 380/220 Volt auf die für Menschen und Tiere ungefährliche Spannung von maximal 50 Volt transformieren.



   <Desc / Clms Page number 1>
 Electric extra-low voltage heating device arranged in a flat body Up to now, heating wires made of bare iron, laid in a stretched form, have been used for heating pavement and floor heating. With the type of installation used for this, the occurrence of stray currents could not be avoided, which, with considerable power loss, also resulted in a correspondingly reduced heating of the road or floor covering.

   The stretched laying of the heating wire also leads to mechanical stresses, since the expansion of the heating conductor due to the significantly higher heating conductor temperature is also correspondingly greater than that of the covering material. In the case of large heating conductor lengths, the dilation differences between the heating conductor and the covering material also increase, which also increases the stresses in the covering accordingly.

   The stretched heating conductor installation allows only insufficient adaptation to the object to be heated and also no perfect bridging of expansion joints. Any step tensions that may occur are dangerous with the previous floor heating.



  The present invention relates to an electrical low-voltage heating device arranged in a flat body, in which insulated heating conductors run in serpentine windings in the flat body and are secured in their position by means of binding devices.



  The insulated installation of the heating conductor avoids leakage stray currents, which results in relatively low energy consumption for heating the property. In the event of any defect in the system or insulation, the heater remains harmless, as it is operated with a maximum voltage of 50 volts. Repairs to the heater are easy to carry out. The heating conductor interrupted by breakage or corrosion can be reconnected at the point of interruption by soldering together (hard soldering) the two wire ends.



  The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows a section of the heating conductor in plan, FIG. 2 shows a cross section through part of the sub-surface of a road covered with heating conductors, FIG. 3 shows a longitudinal section through a section of a Road sub-surface with a heating conductor laid on it, Fig. 4 is a plan view of Fig. 3,

      5 shows the laying of the heating conductor to bridge a dilatation joint and FIG. 6 shows an example of a special type of laying of the serpentine heating conductor by expanding or compressing the wavy line.



  The heating conductor 1 shown for the extra-low voltage heating consists of a soft-annealed insulated iron wire or any other suitable metal or metal alloy. A copper alloy is preferably used whose ohmic resistance is of the same order of magnitude as that of the iron conductor, but in contrast to this has a much lower magnetic permeability. This prevents the so-called hum that occurs with iron conductors. Existing copper alloy heating conductors can therefore also be used for interior heating, e.g. B. in the bathroom, toilet, in the shower, etc. use.

   In contrast to the resistance heaters consisting of stretched heating wires used for heating the pavement, the heating conductor 1 shown is formed by an insulated heating wire running in serpentine windings, the winding width b in FIG. 1 being on average about 25 cm. In order to give the heating wire the desired serpentine shape, it is bent in the workshop on a template, the radius of the bend 1 'being kept as large as possible and the angle a at the bend point less than 70, expediently 20-60 .

   With this shape it is prevented that the heating wire has a higher resistance at the bending point than at the points running straight, and that the mechanical elasticity of the heating conductor is prevented

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 is not affected too much. The serpentine heating conductors 1 prefabricated in the workshop are laid on the street sub-surface 2 in the direction of the roadway. According to FIG. 3, grooves 1 a of approximately 1.5 cm in width and 2 cm in depth are recessed on the sub-layer 2. A solid, insulated iron wire 4 is inserted into each of these grooves 3, to which binding devices 5 made of wire or cord are attached, evenly distributed over the entire length.

   By means of these binding devices 5, the insulated heating conductors 2 laid on the underlay 2 are fastened in a secure manner. Thanks to this anchoring of the heating conductors 1 (FIG. 4) laid next to one another in the longitudinal direction of the web on the base 2 at regular intervals, it is possible to machine the overlay 6, e.g. B. with the help of a paver to apply.

   When the paver runs over the heating conductors, the binding devices prevent the heating conductors from slipping. Dilation differences between the heating conductors and the heated concrete covering are compensated for by the serpentine shape of the heating conductors and the plastic insulation of the latter, without creating significant stresses in the concrete covering, so that a breakage of the heating conductor is practically impossible.



  At the bridging points of dilatation joints, the serpentine heating conductors are laid and fixed in their position relative to the joint 7 (FIG. 5) by binding devices (not shown) in such a way that an elbow 1 'always comes to rest in the joint 7.



  The serpentine heating conductors prefabricated in the workshop can be compressed or stretched on the construction site according to local conditions, which enables the heating output to be adapted to the area to be heated, for example when laying the heating conductors on a floor or a plate 8 with a trapezoidal plan. The example in FIG. 6 shows such a plate or a floor 8 of trapezoidal plan, the heating conductors being laid in the direction from the wide to the narrow side of the plate and being pulled apart as the taper increases, or vice versa, being compressed as the width increases.



  The heating system described is fed by means of separate winding transformers, which transform voltages from 380/220 volts to a voltage of a maximum of 50 volts, which is harmless for humans and animals.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH In einem Flachkörper angeordnete elektrische Klein- spannungsheizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass isolierte Heizleiter (1) im Flachkörper in schlangenli- nienförmigen Windungen verlaufen und in ihrer Lage mittels Bindevorrichtungen (5) gesichert befestigt sind. UNTERANSPRÜCHE 1. In einem Flachkörper angeordnete elektrische Kleinspannungsheizeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die schlangenlinienförmigen Heizleiter (1) an ihren Windungsknien (1') je in einem Bogen verlaufen, und der Winkel (a) an den Biegungs- stellen weniger als 70 beträgt (Fig. 1). 2. PATENT CLAIMS Electrical low-voltage heating device arranged in a flat body, characterized in that insulated heating conductors (1) run in serpentine windings in the flat body and are secured in their position by means of binding devices (5). SUBClaims 1. Electric extra-low voltage heating device arranged in a flat body according to claim, characterized in that the serpentine heating conductors (1) each run in an arc at their winding knees (1 ') and the angle (a) at the bending points is less than 70 (Fig. 1). 2. In einer Strasse angeordnete elektrische Kleinspannungsheizeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die schlangenlinienförmigen Heizlei- ter (1) in Richtung der Fahrbahn verlaufend auf dem Strassen-Unterbelag (2) verlegt sind. 3. Electric extra-low voltage heating device arranged in a street according to claim, characterized in that the serpentine heating conductors (1) are laid on the street sub-surface (2) running in the direction of the roadway. 3. In einer Strasse angeordnete elektrische Kleinspan- nungsheizeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Unterbelag (2) der Strasse in deren Längsrichtung verlegten schlangenlinienförmigen Heizleiter (1) durch Bindevorrichtungen (5) in ihrer Lage gesichert sind, welche Bindevorrichtungen an quer zur Fahrbahn verlaufenden, in Nuten (3) des Unterbelages (2) eingelegten, massiven, elektrisch isolierten Eisendrähten befestigt sind, welche Nuten in Abständen von 2 bis 3 Metern voneinander angeordnet sind. 4. Electrical low-voltage heating device arranged in a street according to claim, characterized in that the serpentine heating conductors (1) laid on the sub-surface (2) of the street in the longitudinal direction thereof are secured in their position by binding devices (5), which binding devices are transverse to the roadway extending, in grooves (3) of the sub-layer (2) inserted, massive, electrically insulated iron wires are attached, which grooves are arranged at intervals of 2 to 3 meters from each other. 4th In einem Boden oder einer Platte angeordnete elektrische Kleinspannungsheizeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden oder die Platte (8) von ab- bzw. zunehmender Breite ist und die Heizleiterbreite (b) (Fig. 1) durch einen wachsend auseinandergezogenen Verlauf der Windungen ebenfalls entsprechend ab- bzw. zunimmt (Fig. 6). 5. Electrical extra-low voltage heating device arranged in a floor or a plate according to patent claim, characterized in that the floor or the plate (8) is of decreasing or increasing width and the heating conductor width (b) (Fig. 1) by an increasingly extended course of the turns likewise decreases or increases accordingly (Fig. 6). 5. In einer Strasse angeordnete elektrische Kleinspan- nungsheizeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an den Überbrückungsstellen von Dilatationsfugen der Strassenbeläge die schlangenlinien- förmigen Heizdrähte (1) so verlegt und in ihrer Lage gegenüber der Fuge (7) durch Bindevorrichtungen so fixiert sind, dass je ein Windungsknie (1') der Heizdrähte (1) in die Fuge (7) zu liegen kommt. 6. In einem Flachkörper angeordnete elektrische Kleinspannungsheizeinrichtung für Innenraumheizung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die schlangenlinienförmigen Heizleiter aus einer Kupferlegierung 'bestehen. Electric low-voltage heating device arranged in a street according to patent claim, characterized in that the serpentine heating wires (1) are laid at the bridging points of dilation joints in the road pavement and are fixed in their position opposite the joint (7) by binding devices so that each a turn elbow (1 ') of the heating wires (1) comes to rest in the joint (7). 6. In a flat body arranged electrical low voltage heating device for interior heating according to claim, characterized in that the serpentine heating conductors are made of a copper alloy '.
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