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Die
Erfindung betrifft eine Wärmeleitvorrichtung
für eine
Fußboden-,
Wand- oder Deckenheizung eines Gebäudes, beinhaltend wenigstens
eine von einem flüssigen
Wärmeträger durchflossene
Rohre tragende Trägerplatte
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Wärmeleitvorrichtungen
von Fußbodenheizungen
bekannt, bei welchem die Trägerplatte
für die
Rohre aus Styropor® besteht. Um das für eine Fußbodenheizung
wesentliche Ziel zu erreichen, die in dem in den Rohren zirkulierenden
Wärmeträger mitgeführte Wärmeenergie möglichst
gleichmäßig entlang
der Plattenoberfläche der
Trägerplatte
zu verteilen, trägt
die Platte aus Styropor® eine Vielzahl sich in
der Ebene der Plattenoberfläche
erstreckender Wärmeleitbleche,
die in wärmeleitender
Verbindung mit den Rohren stehen. Hierzu sind in der Plattenoberfläche parallel
verlaufende Nuten ausgebildet, in welche komplementär gestaltete
Rinnen der Wärmeleitbleche
eingeführt sind.
Die Rohre werden dann in die Rinnen der Wärmeleitbleche eingesteckt,
wodurch ein kraftschlüssiger
Verbund zwischen den Rohren, den Wärmeleitblechen und den Trägerplatten
entsteht. Da die Wärmeleitbleche
aus Metall gefertigt sind und sich aufgrund ihres typischen Materialverhaltens
bei Erwärmung
ausdehnen, müssen
zwischen ihren Rändern Dehnfugen
vorgesehen werden, um ein Aufwerfen der Wärmeleitbleche aufgrund von Überlappung
zu vermeiden. Im Idealfall sind diese Dehnfugen so zu berechnen,
dass sie bei Betriebstemperatur der Heizung überbrückt sind und sich die Ränder der
Wärmeleitbleche
kontaktieren können,
um eine ideal durchgehende Wärmeleitung
entlang der Plattenoberfläche
zu gewährleisten.
Dies verursacht in der Praxis aufgrund von Toleranzen jedoch Schwierigkeiten,
außerdem
sind die Dehnfugen zumindest während
des Hochlaufens der Heizung vorhanden und verhindern eine durchgängige Wärmeleitung.
Weiterhin hat sich herausgestellt, dass die Wärmeleitbleche teuer in der
Fertigung sind. Außerdem
ist der Verlegeaufwand hoch, da eine Vielzahl Wärmeleitbleche von Hand in den
Nuten der Trägerplatte
montiert werden muss. Nicht zuletzt verursachen die Wärmedehnungen
der metallenen Wärmeleitbleche
unerwünschte
Geräusche
beim Aufheizen und Abkühlen.
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Um
die oben genannten materialbedingten Probleme zu vermeiden, verwendet
eine gattungsgemäße Wärmeleitvorrichtung
gemäß der
DE 103 41 255 A1 eine
ein- oder mehr teilige Wärmeleitplatte aus
verdichtetem Graphitexpandat, in welche die vom flüssigen Wärmeträger durchflossenen
Rohre eingebettet sind. Wegen der Vorzugsorientierung der Graphitschichtebenen
parallel zur Plattenoberfläche und
der daraus resultierenden Anisotropie findet die Wärmeleitung
bevorzugt parallel zur Plattenoberfläche gegenüber der Wärmeleitung senkrecht zur Plattenoberfläche statt,
wodurch sich eine schnelle und gleichmäßige Temperaturverteilung entlang
der Plattenoberfläche
einstellt, wie sie für
Fußbodenheizungen
gewünscht
wird. Die Herstellung solcher massiver Graphitplatten ist jedoch
gerade im Hinblick auf die im Gebäudeheizungsbereich hohen Stückzahlen
relativ teuer und deshalb wenig wirtschaftlich.
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Der
Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeleitvorrichtung
der eingangs erwähnten
Art derart weiterzubilden, dass sie eine möglichst schnelle und gleichmäßige Wärmeverteilung
entlang der Plattenoberfläche
der Trägerplatte bei
niedrigen Herstell- und Montagekosten gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Indem
die Trägerplatte
erfindungsgemäß aus einem
nicht Graphitexpandat enthaltenden Material besteht, kann sie aus
einem vergleichsweise günstigeren
Material wie beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff gefertigt
werden. Ein solches Material ist völlig ausreichend, um die Trägerfunktion
für die
Rohre und für
die wärmeleitende Schicht
zu übernehmen.
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Die
Wärmeleitfunktion
zwischen den Rohren und in der Ebene der Plattenoberfläche wird
hingegen von einer gegenüber
der Dicke der Trägerplatte dünneren wärmeleitenden
Schicht übernommen, welche
Graphitexpandat beinhaltet und wenigstens einem Teil der zu den
Rohren weisenden Plattenoberfläche
der Trägerplatte
und den Rohren zwischengeordnet ist. Aufgrund der geringeren Dicke
der wärmeleitenden
Schicht gegenüber
der Trägerplatte
ergeben sich gegenüber
dem gattungsbildenden Stand der Technik, bei welchem die gesamte
Trägerplatte aus
expandiertem Graphit gefertigt ist, geringere Herstellkosten.
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Somit
vereint die erfindungsgemäße Wärmeleitvorrichtung
die von expandiertem Graphit für
die vorgesehene Anwendung bei Fußboden-, Wand-, oder Deckenheizungen
vorteil haften Eigenschaften der Anisotropie der Wärmeleitung,
der sehr geringen Wärmedehnung,
einer hohen Temperaturstabilität, der
Fähigkeit
zur elektromagnetischen Abschirmung, der flammhemmenden Wirkung
und des geringen Gewichts mit dem Vorteil der geringeren Herstellkosten.
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Gegenüber dem
eingangs diskutierten Stand der Technik, welcher Wärmeleitbleche
verwendet, ergibt sich weiterhin eine schnellere und gleichmäßigere Erwärmung der
wärmeleitenden
Schicht, was größere Rohrabstände und
damit geringere Rohrlängen mit
weniger Strömungswiderstand
bedingt, wodurch die Förderpumpe
kleiner dimensioniert werden kann.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch
1 angegebenen Erfindung möglich.
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Besonders
bevorzugt weist die wärmeleitende
Schicht wenigstens eine Graphitexpandat enthaltende Folie auf. Diese
kann mit der Oberfläche
der Trägerplatte
stoffschlüssig
verbunden sein, beispielsweise durch Klebung. Dann bildet die Trägerplatte zusammen
mit der wärmeleitenden
Schicht eine Einheit, welche auf einfache Weise auf die geforderte Größe zugeschnitten
werden kann.
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Eine
Glasfaserverstärung
der Graphitexpandat enthaltenden Folie bringt unter anderem den
Vorteil mit sich, dass die Rohre durch in der Folie form- und/oder
kraftschlüssig
verankerte Klammern an einer auch aus einem weichen Werkstoff wie
Styropor® bestehenden
Trägerplatte
gehalten werden können.
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Vorzugsweise
beträgt
die Dicke der Trägerplatte
10 mm bis 50 mm und die Dicke der wärmeleitenden Schicht 50 μm bis 5 mm,
vorzugsweise 200 μm
bis 1 mm, so dass Letztere wesentlich dünner ausfällt als die Trägerplatte.
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Die
dickere Trägerplatte
kann aus kostengünstigem
geschäumten
Kunststoff wie beispielsweise expandiertem Polystyrol (EPS, Styropor®)
oder Polyurethan oder auch aus Mineralwolle wie z.B. Glaswolle und
Steinwolle oder auch aus Leichtbauplatten wie z.B. aus magnesit-
bzw. zementgebundener Holzwolle bestehen, ebenso aus verdichteten Holzfasern,
den sog. MDF-Platten bzw. aus Platten bestehend aus organischen
Dämmstoffen
wie Flachs und dergleichen. Ebenso sind Trägerplatten aus Gipskarton mit
und ohne Faserverstärkung
möglich, wie
sie insbesondere im Trockenbau von Gebäuden verwendet werden. Selbstverständlich ist
auch eine Trägerplatte
aus einem Verbundwerkstoff möglich, welcher
mehrere der genannten Materialien enthält.
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Wie
beim Stand der Technik können
in der Plattenoberfläche
der Trägerplatte
Nuten zur wenigstens kraftschlüssigen
Aufnahme der Rohre ausgebildet sein, wobei deren Oberflächen mit
der wärmeleitenden
Schicht, insbesondere mit der Graphitexpandat enthaltenden Folie
versehen sind. Weiterhin sind die Rohre in den Nuten vorzugsweise
so aufgenommen, dass die Rohrwände
bündig
mit der Plattenoberfläche
abschließen.
Dann kann durch einfaches Einstecken der Rohre in die Nuten des
vorgefertigten Verbunds aus Trägerplatte
und wärmeleitender Schicht
die Wärmeleitvorrichtung
komplett montiert werden.
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Zur
weiteren Vergleichmäßigung der
Temperatur bzw. für
eine noch schnellere Aufheizung kann zumindest ein Teil der Plattenoberfläche, in
welcher die Rohre aufgenommen sind, mit wenigstens einer weiteren
wärmeleitenden
Schicht versehen sein, insbesondere mit einer weiteren Graphitexpandat
enthaltenden Folie.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt
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1 eine
Querschnittsdarstellung einer Wärmeleitvorrichtung
für eine
Fußbodenheizung
eines Gebäudes
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Querschnittsdarstellung einer Wärmeleitvorrichtung
für eine
Fußbodenheizung
eines Gebäudes
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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3 ein
Temperatur-Zeitdiagramm.
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4 eine
Querschnittsdarstellung einer wärmeleitenden
Schicht der Wärmeleitvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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5 eine
Querschnittsdarstellung einer wärmeleitenden
Schicht der Wärmeleitvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform;
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6 eine
Querschnittsdarstellung einer wärmeleitenden
Schicht der Wärmeleitvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
mit der Bezugszahl 1 eine Fußbodenheizung bezeichnet, welche
eine Wärmeleitvorrichtung 2 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet, welche beispielsweise auf einem Rohfußboden 4 verlegt
ist. Die Wärmeleitvorrichtung 2 umfasst
mehrere von einem flüssigen
Wärmeträger, vorzugsweise
Wasser 6 durchflossene Rohre 8, von welchen aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nur zwei gezeigt sind. Die Rohre 8 sind von einer Trägerplatte 10 getragen
oder aufgenommen, d.h. dass die Rohre 8 durch die Trägerplatte 10 in
ihrer räumlichen
Lage festgelegt oder fixiert sind. Die Rohre 8 können eine
Rohrmantelwand aus Kunststoff aufweisen, in welche beispielsweise
eine Aluminiumschicht integriert ist, so dass sie leicht gebogen
werden können.
Ebenso kann es sich bei den Rohren 8 um Mehrschichtrohre
aus verschiedenen Kunststoffen bzw. um Rohre aus vernetzten Kunststoffen,
vorzugsweise aus Polyethylen handeln oder um Rohre aus Kupfer.
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Dies
kann gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
dadurch realisiert sein, dass in der Plattenoberfläche 12 der
Trägerplatte 10 Nuten 14 zur
kraftschlüssigen
Aufnahme der Rohre 8 ausgebildet sind. Diese Nuten 14 haben
einen im Vergleich zum Rohraußendurchmesser
geringfügig
kleineren Durchmesser und die Trägerplatte 10 ist
vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das eine gewisse Elastizität aufweist,
so dass die Nutenwände
elastisch nachgeben, wenn die Rohre 8 in die Nuten 14 eingesteckt
werden. Weiterhin sind die Nuten 14 in der Trägerplatte 10 vorzugsweise
so ausgebildet, dass die Rohrwände
bündig
mit der Plattenoberfläche 12 abschließen. Der
Rohfußboden 4 des
mit der Fußbodenheizung 1 versehenen
Raumes kann durch eine Vielzahl solcher randseitig sich kontaktierender
Trägerplatten 10 vollständig bedeckt
sein, wobei die Rohre 8 beispielsweise mäanderförmig verlegt
sein können.
Dann sind die in der Mitte des Raumes angeordneten Trägerplatten 10 mit
geraden Nuten 14 versehen, während wandnahe Trägerplatten 10 eine
180 Grad Umlenkung in Form endseitig halbkreisförmiger Nuten 14 aufweisen.
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Wenigstens
einem Teil der zu den Rohren 8 weisenden Plattenoberfläche 12 der
Trägerplatte 10, vorzugsweise
der gesamtem Plattenoberfläche 12 und
den Rohren 8 ist eine gegenüber der Dicke der Trägerplatte 10 dünnere wärmeleitende
Schicht 16 zwischengeordnet. Diese wärmeleitende Schicht 16 beinhaltet
Graphitexpandat, steht mit den Rohren 8 in wärmeleitender
Verbindung und hat die Aufgabe, die vom flüssigen Wärme träger 6 auf die Rohrwandungen übertragene
Wärme in
der Ebene möglichst gleichmäßig zu verteilen
und senkrecht dazu an eine Fußbodenstruktur
zu leiten, welche im vorliegenden Fall beispielsweise aus einer
Estrichplatte 18 und einem auf dieser angeordneten Fußbodenoberbelag 20 besteht.
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Besonders
bevorzugt besteht die wärmeleitende
Schicht 16 aus einer Folie 17 aus expandiertem
Graphit oder Graphitexpandat, im folgenden vereinfacht Graphitfolie
genannt. Diese kann mit der Plattenoberfläche 12 der Trägerplatte 10 stoffschlüssig verbunden
sein, beispielsweise durch Klebung. Denkbar ist auch, dass das Graphitexpandat
auf die Plattenoberfläche 12 aufgespritzt
wird. Im Hinblick auf den Wärmeübergang
zwischen den Rohren 8 und der Graphitfolie 17 ist
wesentlich, dass auch die Oberflächen
der in der Trägerplatte 10 ausgebildeten Nuten 14 mit
der Graphitfolie 17 ausgekleidet sind. Nicht zuletzt könnte die
Graphitfolie 17 auch lediglich auf die Trägerplatte 10 aufgelegt
sein, wobei ihre Fixierung durch die in den Nuten 14 kraftschlüssig aufgenommenen
Rohre 8 realisiert sein kann.
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Die
dickere Trägerplatte 10 besteht
aus einem nicht Graphitexpandat enthaltenden Material, vorzugsweise
aus kostengünstigem
geschäumten Kunststoff
wie beispielsweise expandiertem Polystyrol (EPS, Styropor®),
Polyurethan oder auch aus Mineralwolle wie z.B. Glaswolle Steinwolle
oder auch aus Leichtbauplatten wie z.B. aus magnesit- bzw. zementgebundener
Holzwolle, ebenso aus verdichteten Holzfasern, den sog. MDF-Platten
bzw. aus Platten bestehend aus organischen Dämmstoffen wie Flachs und dergleichen.
Ebenso sind Trägerplatten 10 aus
Gipskarton mit und ohne Faserverstärkung möglich, wie sie insbesondere
im Trockenbau von Gebäuden
verwendet werden. Selbstverständlich
ist auch eine Trägerplatte 10 aus
einem Verbundwerkstoff möglich,
welcher mehrere der genannten Materialien enthält.
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Die
Herstellung von expandiertem Graphit oder Graphitexpandat ist bekannt,
beispielsweise aus der US-A 3 404 061. Für die Herstellung von expandiertem
Graphit werden Graphiteinlagerungsverbindungen bzw. Graphitsalze,
z. B. Graphithydrogensulfat oder Graphitnitrat, schockartig erhitzt.
Dabei vergrößert sich
das Volumen der Graphitartikel um den Faktor 200 bis 400 und die
Schüttdichte
sinkt auf 2 bis 20 g/l. Das so erhaltene sog. Graphitexpandat besteht
aus wurm- oder ziehharmonikaförmigen
Aggregaten. Wird der vollständig
expandierte Graphit unter gerichteter Einwirkung eines Druckes kompaktiert,
so ordnen sich die Schichtebenen des Graphits bevorzugt senkrecht zur
Einwirkungsrichtung des Druckes an, wobei sich die einzelnen Aggregate
untereinander verhaken. Dadurch lassen sich ohne Binderzusatz selbsttragende
flächige
Gebilde, z. B. Bahnen, Platten oder für den vorliegenden Einsatzzweck Graphitfolien
herstellen. Aufgrund der gerichteten Einwirkung des Druck während der
Kompaktierung des Graphitexpandats weist eine Folie aus Graphitexpandat
eine strukturelle Anisotropie auf. Wegen der Vorzugsorientierung
der Graphitschichtebenen parallel zur Plattenfläche ist in der Graphitfolie 17 die Wärmeleitung
parallel zu ihrer flächigen
Ausdehnung bevorzugt gegenüber
der Wärmeleitung
senkrecht zur Folienebene. Die Wärmeleitfähigkeit
der Graphitfolie 16 beträgt in der Richtung parallel
zur Folienebene ungefähr
10 bis 450 W/m·K
und in der Richtung senkrecht zur Folienebene 5 W/m·K. Aus
fertigungstechnischen Gründen
sind für
die vorliegende Erfindung Folien mit einer Wärmeleitfähigkeit von 100 bis 200 W/m·K parallel
zur Folienebene bevorzugt. Die Wärmeleitfähigkeit
parallel zur Folienebene ist also ungefähr mindestens um den Faktor
2 und bevorzugt mindestens um den Faktor 20 größer als senkrecht dazu. Das
Verhältnis
der Wärmeleitfähigkeit
parallel zur Folienebene zur Wärmeleitfähigkeit
senkrecht zur Folienebene ist um so größer, je stärker die Verdichtung des expandierten
Graphits, also je größer die
Dichte der Graphitfolie ist.
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Bei
der bekannten Verfahrensweise zur Herstellung von Graphitfolie 17 werden
die expandierten Graphitpartikel über einen Vorverdichter und
Walzenpaare, in der Regel zwei Walzenpaare geführt, wobei das Expandat dem
Vorverdichter kontinuierlich zugeführt wird. Zwischen den Walzenpaaren
sind Aufheizzonen angeordnet, in denen das Material erhitzt wird. Die
Temperaturen in diesen Aufheizbereichen liegen bei ca. 600 °C und dienen
dazu, die Luft aus dem dichter werdenden Material zu verdrängen. Sowohl im
Vorverdichter als auch in den Walzenpaaren erfährt das Graphitexpandat eine
gerichtete Einwirkung von Druck, der eine parallele Orientierung
der Schichtebenen in den Graphitpartikeln bewirkt. Mit diesem Verfahren
ist es möglich,
sehr dünne
Graphitfolien 17 zu erhalten, vorzugsweise beträgt die Dicke der
die Wärmeleitschicht
bildenden Graphitfolie 17 50 μm bis 5 mm, besonders bevorzugt
200 μm bis
1 mm. Demgegenüber
beträgt
die Dicke der Trägerplatte 10 vorzugsweise
10 mm bis 50 mm, so dass die Dicke der Trägerplatte 10 wesentlich
größer ausfällt als
die der wärmeleitenden
Schicht 17. Außer
der Graphitfolie könnte
die wärmeleitende
Schicht 16 zusätzlich
wenigstens eine Metallfolie aufweisen oder aus einem Metall-Graphitverbund
bestehen.
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Zur
weiteren Vergleichmäßigung der
Temperatur bzw. für
eine noch schnellere Aufheizung kann die Plattenoberfläche 12,
in welcher die Rohre 8 aufgenommen sind, mit wenigstens
einer weiteren wärmeleitenden
Schicht 22 versehen sein, insbesondere mit einer weiteren
Folie aus Graphitexpandat. Dadurch sind die Rohre 8 zwischen
beiden Graphitfolien 17, 22 eingebettet.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung nach 2 sind die gegenüber dem
vorhergehenden Beispiel gleich bleibenden und gleich wirkenden Teile
durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied
zum vorangehenden Beispiel sind die Rohre 8 nicht durch
Nuten, sondern durch Klammern 24 an der Trägerplatte 10 gehalten, deren
beispielsweise einen hinterschnittenen Querschnitt aufweisenden
Klammerfüße 26 in
der Trägerplatte 10 und/oder
in der wärmeleitenden
Schicht 16 beispielsweise durch Einstecken form- und/oder kraftschlüssig verankert
sind. Wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist die Graphitfolie 17 der
Trägerplatte 10 und
den Rohren 8 zwischengeordnet, wobei sie durch die Zugkraft
der Klammern 24 gegen die Rohre 8 gepresst wird,
was den Wärmeübergang
zwischen den Rohren 8 und der Graphitfolie 17 verbessert.
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Wenn
die Trägerplatte 10 bevorzugt
aus Styropor® besteht,
ist der aus den Materialeigenschaften erzielbare Form- bzw. Kraftschluss
zwischen den Klammerfüßen 26 und
dem Material der Trägerplatte 10 für eine sichere
Festlegung der Rohre 8 jedoch nicht ausreichend. Aus diesem
Grund soll die mit der nun beispielsweise ebenen Plattenoberfläche 12 der Trägerplatte 10 stoffschlüssig verbundene
wärmeleitende
Schicht 16 als Verankerungsmedium für die Klammerfüße 26 dienen.
Um hierzu die mechanische Festigkeit und Steifigkeit der Graphitfolie 16 zu
steigern, werden bei der Herstellung der Graphitfolie 17 dem
Ausgangsmaterial Graphitexpandat Metallfasern und/oder Carbonfasern
und/oder Glasfasern zugesetzt. Bevorzugt beträgt die Länge dieser Fasern 0,2 bis 5
mm. Der Massenanteil der Fasern liegt bevorzugt zwischen 5 und 40
%. Ebenso ist es zur Steigerung der Festigkeit möglich, die Graphitfolie mit
organischen und/oder anorganischen Fasern und Geweben, so z.B. aus
Polypropylen (PP) zu kaschieren bzw. diese Fasern und Gewebe in
die Graphitfolie einzubetten.
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Zum
Vergleich zwischen einer Wärmeleitvorrichtung
gemäß dem eingangs
beschriebenen Stand der Technik, bei welcher von einer Trägerplatte
aus Styropor® getragene
Wärmeleitbleche
als Wärmeverteiler
in der Ebene verwendet werden, und einer erfindungs gemäßen Wärmeleitvorrichtung 2 wurden von
der Anmelderin Versuche durchgeführt,
um zu ermitteln, mit welcher Wärmeleitvorrichtung
eine gleichmäßigere Temperaturverteilung
in der Ebene erzielbar ist. Ausgangspunkt sind dabei zwei Rohre identischer
Abmessungen und Abstände,
welche von Wasser identischer Temperatur durchflossen sind und welche
für beide
hintereinander geschaltete, aber mit Abstand voneinander angeordnete
Wärmeleitvorrichtungen
gleichzeitig verwendet wurden.
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In 3 ist
ein Temperatur-Zeitdiagramm dargestellt, welches folgende Temperaturverläufe in Abhängigkeit
von der Zeit zeigt
- – die Vorlauftemperatur 28 des
in den beiden Rohren beider Wärmeleitvorrichtungen
geführten Wassers,
- – die
Oberflächentemperatur 30 der
beiden Rohre beider Wärmeleitvorrichtungen,
- – die
Temperatur 32 im Bereich der Stoßkante zweier Wärmeleitbleche
zwischen den beiden Rohren bei der Wärmeleitvorrichtung gemäß des Stands
der Technik,
- – die
Temperatur 34 der Graphitfolie 17 zwischen den
beiden Rohren 8 bei der erfindungsgemäßen Wärmeleitvorrichtung 2.
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Der
Weg der Wärmeleitung
bzw. des Wärmeübergangs
ist dann bei beiden Wärmeleitvorrichtungen
dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Wasser mitgeführte Wärme von
den Rohren an das jeweilige Wärmeleitmedium – Wärmeleitbleche
einerseits und Graphitfolie 17 andererseits – im Rahmen eines
Wärmeübergangs übertragen
und dann in die Ebene weitergeleitet wird. Das Temperatur-Zeitverhalten
der Wärmeleitvorrichtungen
an den Messstellen in dem Bereich zwischen den beiden Rohren kann
dann eine Aussage über
die Qualität
und Quantität
der Wärmeleitung
in den Wärmeleitblechen
bzw. in der Graphitfolie liefern.
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Zum
Zeitpunkt t = 0 beginnt die Zirkulation warmen Wassers durch die
beiden Rohre der Wärmeleitvorrichtungen.
Wie zu erwarten, steigt die Vorlauftemperatur 28 des Wassers
relativ schnell an, wobei die Oberflächentemperatur 30 der
Rohre zeitverzögert
nachfolgt, aber nicht deren Höhe
erreicht. Wie weiterhin aus 3 hervorgeht,
steigt die Temperatur 34 der Graphitfolie 17 zwischen
den beiden Rohren bei der erfindungsgemäßen Wärmeleitvorrichtung 2 schneller
an und erreicht stets höhere Werte
als die Temperatur 32 im Bereich der zwischen den beiden
Rohren angeordneten Stoßkante
zweier Wärmeleitbleche
bei der Wärmeleitvorrichtung
gemäß des Stands
der Technik. Folglich ergibt mit der erfindungsgemäßen Wärmeleitvorrichtung 2 eine schnellere
Aufheizung und eine bessere Wärmeverteilung
in der Ebene als mit jener des Stands der Technik.
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Die
wärmeleitende
Schicht 16, insbesondere die Graphitfolie 17 könnte gelocht
oder mit Aussparungen versehen sein, um eine Durchführung von Anschlussleitungen
zu ermöglichen.
Ebenso könnte die
Graphitfolie 17 einseitig oder doppelseitig mit einer Kleberschicht
versehen sein, damit sie vor Ort, d.h. auf der Baustelle auf die
Trägerplatte 10 angebracht
werden kann. Für
die Anwendung gemäß der Ausführungsform
nach 2 könnte
auf die Graphitfolie 17 auch ein Verlegemuster oder Verlegeraster für die Rohre 8 aufgedruckt
sein.
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Zur
leichteren Einbettung der wärmeleitenden
Schicht 16 in die Nuten 14 der Trägerplatte 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 könnte diese
im Bereich 36 der Nuten 14 eine dünnere Wandstärke aufweisen,
wie 4 zeigt.
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Um
die Rohre 8 an der Trägerplatte 10 zu
fixieren, kann bereits die mit der Trägerplatte 10 stoffschlüssig zu
verbindende wärmeleitende
Schicht 16 selbst mit Befestigungslaschen 38 versehen
sein, welche die Rohre 8 umgreifend mit ihrem freien Ende an
sich selbst oder an der Trägerplatte 10 befestigbar sind,
wie durch die Pfeile in 5 veranschaulicht wird. Die
Befestigungslaschen 38 sind dabei bevorzugt einstückig mit
der wärmeleitenden
Schicht 16 bzw. mit der Graphitfolie ausgeführt.
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Gemäß einer
weiteren, in 6 gezeigten Ausführungsform
kann die Graphitfolie 17 Bestandteil einer Verbundfolie 16 als
wärmeleitende
Schicht sein, wobei die Graphitfolie 17 weiterhin die Rohre 8 kontaktiert,
aber mit einer inneren Schicht 40 aus Polypropylen (PP)-Gewebe
und einer äußeren Kleberschicht 42 hinterlegt
ist, um sie auf die Trägerplatte 10 aufkleben
zu können.
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Die
Erfindung ist nicht auf eine Wärmeleitvorrichtung
einer Fußbodenheizung
beschränkt,
vielmehr kann sie auch für
Decken- und Wandheizungen verwendet werden.