CH702395A2 - Elektrischer Heizkörper. - Google Patents

Abstract

Ein elektrischer Heizkörper umfasst eine Glasplatte (1) mit einem auf ihre Rückseite aufgebrachten Bild (4) und einer auf die Rückseite des Bildes aufgebrachten Emailschicht (5), und mindestens eine Leiterplatte, bestehend aus einem flachen Träger (6) und einer auf eine Oberfläche des Trägers (6) aufgebrachten, elektrisch leitenden Heizleiterstruktur, die annähernd die ganze Oberfläche bedeckt. Die Leiterplatte ist mittels einer beidseitig klebenden Wärmeleitfolie (3) auf die Emailschicht (5) der Glasplatte (1) geklebt. Der Träger (6) weist eine entlang dem Rand der genannten Oberfläche geführte Leiterbahn auf, die die Heizleiterstruktur umschliesst und elektrisch mit Erde verbindbar ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper.

[0002] Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 4 300 611, sind verschiedene Natursteinheizungen bekannt, bei denen der Heizkörper eine (Natur-) Steinplatte ist, auf deren Rückseite ein elektrisches Heizelement aufgeklebt ist. Das elektrische Heizelement besteht aus einer Leiterplatte, auf der mäanderförmige Leiterbahnen in mehreren parallelen Streifen angeordnet sind. Das Heizelement und die Steinplatte sind mittels einer Doppelkleberfolie miteinander verbunden, wobei die eine Seite der Doppelkleberfolie direkt auf den Leiterbahnen und die andere Seite der Doppelkleberfolie auf der Steinplatte anliegt.

[0003] Eine solche Natursteinheizung gibt die Wärme als Strahlungswärme ab, was als sehr angenehm empfunden wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein grosser Nachteil derartiger Natursteinheizungen darin besteht, dass das als Leiterplatte ausgebildete Heizelement in seiner flächenhaften Ausdehnung an die Grösse der Steinplatte angepasst werden muss, um eine vollflächige Wärmeübertragung vom Heizelement auf die Steinplatte zu gewährleisten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Doppelkleberfolie ein wärmeisolierendes Element darstellt, das die Wärmeübertragung von den Leiterbahnen auf die Steinplatte beeinträchtigt.

[0005] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass eine Steinplatte aus ästhetischen Gründen nicht überall platziert werden kann.

[0006] Zur Behebung dieser Nachteile wird ein elektrischer Heizkörper vorgeschlagen, der anstelle einer Steinplatte eine Glasplatte aufweist, auf deren Rückseite ein Bild aufgebracht ist. Damit das Bild durch die Wärme nicht verändert oder zerstört wird, ist es mit einer Emailschicht geschützt. Je nach Grösse der Glasplatte sind anstelle eines einzigen grossen Heizelements mehrere kleinere Heizelemente vorgesehen. Dies erlaubt eine wirtschaftliche Herstellung der Heizelemente. Das mindestens eine Heizelement und die Glasplatte sind mittels einer beidseitig klebenden Wärmeleitfolie miteinander verbunden. Eine geeignete Wärmeleitfolie ist z.B. erhältlich bei der Firma 3M™ unter der Bezeichnung «Thermally Conductive Adhesive Tape 8940». Diese Wärmeleitfolie enthält thermisch leitende Füller. Der Vorteil der Wärmeleitfolie besteht darin, dass sie einen nahezu verlustlosen Wärmetransport vom Heizelement zur Glasplatte gewährleistet und damit im Vergleich zu herkömmlichen Steinheimzungen eine deutliche Reduzierung des Elektroenergiebedarfs bewirkt.

[0007] Das Heizelement ist eine Leiterplatte, die aus einem flachen Träger und einer auf eine Oberfläche des Trägers aufgebrachten, elektrisch leitenden Heizleiterstruktur besteht, die annähernd die ganze Oberfläche bedeckt. Der Träger weist mit Vorteil eine entlang dem Rand der genannten Oberfläche geführte Leiterbahn auf, die die Heizleiterstruktur umschliesst und elektrisch mit Erde verbindbar ist.

[0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung näher erläutert. <tb>Fig. 1<sep>zeigt einen erfindungsgemässen elektrischen Heizkörper im Querschnitt, und <tb>Fig. 2<sep>zeigt ein Heizelement in Aufsicht.

[0009] Die Fig. 1 zeigt schematisch und nicht massstäblich den Aufbau eines erfindungsgemässen elektrischen Heizkörpers im Querschnitt. Der Heizkörper umfasst eine Glasplatte 1 und mindestens ein Heizelement 2, im Beispiel zwei Heizelemente 2. Die Glasplatte 1 und die beiden Heizelemente 2 sind durch eine beidseitig klebende Wärmeleitfolie 3 miteinander verklebt.

[0010] Die dem mindestens einen Heizelement 2 zugewandte Seite der Glasplatte 1, das ist ihre Rückseite, ist mit einem Bild 4 bedruckt. Das Bild 4 kann auch eine als Spiegelschicht sein. Der elektrische Heizkörper wird somit als Bild oder als Spiegel wahrgenommen. Die Rückseite des Bildes 4 ist emailliert. Die Emailleschicht 5 ist eine Schutzschicht, die das Bild einerseits gegenüber Veränderungen durch das Material der Wärmeleitfolie 3 und andererseits gegenüber Veränderungen durch die erzeugte Wärme schützt.

[0011] Die Heizelemente 2 sind als Leiterplatten ausgebildet, die aus einem flachen Träger 6 und darauf aufgebrachten metallischen Leiterbahnen 7 bestehen. Die Leiterbahnen 7 bilden eine Heizleiterstruktur. Die Leiterbahnen haben typischerweise eine Breite von einigen \im bis zu einigen 10 µm, eine Höhe von 35 µm, wenn das Heizelement am elektrischen Netz mit 230 V betrieben wird, bzw. eine Höhe von 70 µm, wenn das Heizelement am elektrischen Netz mit 110 V betrieben wird. Auf diese Weise lässt sich das elektrische Heizelement ohne Layoutänderung an variierende Netzspannungen anpassen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen beträgt etwa 150 µm. Diese Werte sind nur Beispielswerte, die auch andere Werte annehmen können.

[0012] Die Fig. 2 zeigt ein Heizelement 2 in Aufsicht. Das Heizelement 2 umfasst bei diesem Beispiel acht mit gestrichelter Linie berandete Flächen 8, in denen die Leiterbahnen 7 mäanderförmig verlaufen. Die Leiterbahnen 7 sind aus Gründen der zeichnerischen Klarheit nur in einer einzigen Fläche 8 schematisch angedeutet. Zwei kreisförmige Gebiete 9 sind, fakultativ, frei von Leiterbahnen. Die Gebiete 9 ermöglichen es, innerhalb dieser Gebiete 9 eine Aufhängevorrichtung direkt auf die Glasplatte 1 zu kleben. Die Gebiete 9 ermöglichen es zudem bei Anwendungen mit Steinplatten, innerhalb dieser Gebiete 9 ein Loch in die Steinplatte zu bohren und eine Aufhängevorrichtung an der Steinplatte zu befestigen. Die Leiterbahnen 7 benachbarter Flächen 8 sind an vielen Orten kurzgeschlossen - wie dies aus der DE 4 300 611 bekannt ist -, damit ein unbeabsichtigter Unterbruch der Leiterbahn 7 nicht zu einem Ausfall des Heizelements 2 führt. Die Flächen 8 sind mit Vorteil vollständig von einer separaten Leiterbahn 10 umschlossen, die elektrisch mit Erde verbindbar ist. Die Leiterbahn 10 umschliesst gegebenenfalls auch die beiden Gebiete 9. Die Leiterbahn 10 ist somit ein geerdeter Nullleiter, der den Menschen vor unbeabsichtigtem Kontakt mit der Netzspannung schützt, wenn das Heizelement 2 in Betrieb ist. Die Leiterplatte ist mit Durchkontaktierungen versehen, die die Heizleiterstruktur und die Leiterbahn 10 mit elektrischen Anschlüssen verbinden, die auf der Rückseite des Trägers 6 angebracht werden. Die Anschlüsse dienen dazu, den elektrischen Heizkörper an das Netz anzuschliessen und/oder die Heizelemente 2 miteinander zu verbinden, wenn mehr als ein Heizelement 2 vorhanden ist.

[0013] Die Abmessungen eines Heizelements 2 betragen beispielsweise 40 cm * 27 cm oder 50 cm * 30 cm. Die Abmessungen der Glasplatte 1 betragen dann im ersten Fall etwa n * 40 cm und m * 27 cm, wobei n und m ganze Zahlen bezeichnen. Damit können mit einem einzigen Heizelement 2 auf kostengünstige Weise elektrische Heizkörper unterschiedlicher Grösse gebaut werden.

[0014] Die Herstellung des Heizkörpers erfolgt mit den folgenden Schritten: <tb>1.<sep>Härten der Glasplatte 1. Das Härten erfolgt durch Backen in einem Ofen. Die gehärtete Glasplatte 1 ist eine Glasplatte, die temperaturbedingte Spannungen unbeschadet auszuhalten vermag. Eine solche Glasplatte wird auch als Platte aus ESG Glas oder Sicherheitsglas bezeichnet. Eine solche Glasplatte dient als Ausgangspunkt. Die Glasplatte 1 hat zwei Seiten, von denen die eine als Rückseite und die andere als Vorderseite bezeichnet wird. <tb>2.<sep>Aufrauen der Rückseite der Glasplatte 1, damit die Farbpartikel des aufzubringenden Bildes gut auf der Glasplatte 1 haften. Das Aufrauen erfolgt beispielsweise in einem chemischen Ätzbad. <tb>3.<sep>Bedrucken der Rückseite der Glasplatte 1 mit dem Bild 4. <tb>4.<sep>Emaillieren der Rückseite des auf der Glasplatte 1 aufgebrachten Bildes 4. Beim Emaillieren wird das Bild 4 mit einer Lackschicht beschichtet, die anschliessend in einem Ofen eingebrannt wird. Das Emaillieren hat verschiedene Zwecke: a) Die Rauigkeit der Glasplatte 1 wird wieder verringert. b) Das Bild 4 wird geschützt gegen Veränderungen im Betrieb des Heizkörpers, die durch die Wärme entstehen könnten. c) Das Bild 4 wird geschützt vor der Aggressivität der Wärmeleitfolie 3. <tb>5.<sep>Aufkleben des Heizelements 2 oder mehrerer Heizelemente 2 mittels der Wärmeleitfolie 3.

[0015] Der Betrieb des Heizkörpers erfolgt wie üblich mittels einer 2-Punkt-Regelung, die das elektrische Heizelement 2 entsprechend dem Wärmebedarf ein- und ausschaltet. Eine Regelungseinheit ist mit Vorteil auf der Rückseite des Heizkörpers angeordnet.

[0016] Der erfindungsgemässe elektrische Heizkörper ist ein Objekt, das nicht nur Wärme an einen Raum abgibt, sondern auch dazu dient, dem Raum eine besondere Atmosphäre zu geben.

Claims (2)

1. Elektrischer Heizkörper, umfassend eine Glasplatte (1) mit einem auf ihre Rückseite aufgebrachten Bild (4) und einer auf die Rückseite des Bildes aufgebrachten Emailschicht (5), und mindestens eine Leiterplatte bestehend aus einem flachen Träger (6) und einer auf eine Oberfläche des Trägers (6) aufgebrachten, elektrisch leitenden Heizleiterstruktur, die annähernd die ganze Oberfläche bedeckt, wobei die Leiterplatte mittels einer beidseitig klebenden Wärmeleitfolie (3) auf die Emailschicht (5) der Glasplatte (1) geklebt ist.

2. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) eine entlang dem Rand der genannten Oberfläche geführte Leiterbahn (10) aufweist, die die Heizleiterstruktur umschliesst und elektrisch mit Erde verbindbar ist.