DE102005049428A1

DE102005049428A1 - Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden. Die Verbundplatten können Zimmerwände stabilisieren.

Info

Publication number: DE102005049428A1
Application number: DE102005049428A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schuermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-15
Filing date: 2005-10-15
Publication date: 2007-06-06

Abstract

Um in einer geringen Zahl von Arbeitsschritten eine elektrisch leitfähige Heizschicht oder Heizbahn aus einem Kohlenstofffaser-Gemisch mit nichtleitenden Materialien, einem Kohlefaser-Vlies, Kohle-Glasfaser-Vlies-Gemisch, Kohlefaser-Gewebe, Kohle-Glasfaser-Gewebe-Gemisch, Kohlenstoff-Nanoröhren oder aus einem Kohlenstoff-Gemisch mit nichtleitenden Materialien zu Nanoröhren gesponnen, zu schaffen und das Kontaktieren der Stromzuführungselektroden zu verbessern, wird erfindungsgemäß eine Gipskartonplatte oder eine rückseitig mit einem Wärmebaustoff (1) versehene Verbundplatte vorgeschlagen, die auf ihrer Ansichtsseite mit einer Bauplatte (2), bestehend aus Gips, Zement, keramischen Massen, Beton, Kunststein oder ähnlichen im Bauwesen gebräuchlichen Massen, Glas, Holz, Kunstharz, Kunststoffmassen, Papier, Pappe, Glasfaser oder Glasfaser-Papier-Gemisch beschichtet ist. DOLLAR A Auf beiden Seiten der Verbundbauplatte sind seitlich überstehende Kontaktabschnitte (11) der Stromzuführungseleketroden (5) vorgesehen, wobei alternierend jeweils ein seitlicher Kontaktabschnitt (11) als Klemmkontakt (12) in die Nut (8) eingelegt und der Kontaktabschnitt (11) gegenüber als Gegenkontakt (13) in Form der Feder (10) gebogen ist. DOLLAR A Das Stromzuführungselement versorgt die angehängten Heiz-Trägerplatten mit dem benötigten Strom. DOLLAR A Als Nebeneffekt tragen die kohlefaserverstärkten Verbundbauplatten zur Stabilisierung der Zimmerwände bei. Das ist ein großer Vorteil bei z. B. Erdbeben).

Description

Die Erfindung bezweckt eine plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung von Wohnungen und gebäuden. Die Verbundbauplatten in Verbindung mit den Kohlefasern können Zimmerwände s.B. bei Erdbeben, stabilisieren.
Die Heizschicht oder Heizbahn besteht entweder aus einem Kohlenstofffaser-Gemisch mit nichtleitenden Materialien oder einem Kohlefaser-Vlies, Kohle-Glasfaser-Vlies-Gemisch, Kohlefaser-Gewebe, Kohle-Glasfaser-Gewebe-Gemisch, Kohlenstoff-Nanoröhren oder aus einem Kohlenstoff-Gemisch mit nichtleitenden Materialien zu Nanoröhren gesponnen. Diese Heizbahnen werden an zwei gegenüberliegenden Seiten parallel mit streifenförmigen metallischen Stromzuführungselektroden versehen, sodann auf eine Trägerplatte aufgebracht oder zwischen zwei Platten gepreßt. Die Trägerplatten können herkömmliche zum Innenausbau geeignete, rückseitig mit einer Wärmedämmschicht versehene Gipskartonplatten sein. Diese Gipskartonplatten können auch sogenannte "Einmann-Platten" sein. Die Trägerplatten können für die angeführten verschiedenen Heizschichten oder Heizbahnen aus jeglichem Material, das sich für eine Platte eignet, sein.

Stand der Technik:

Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden mit einem homogenen Wärmestrahlungsfeld, bei dem eine erzwungene Konvektion der Raumluft vermieden werden kann, gibt es schon, wie in den Patentanmeldungen DE 195 38 686 A1 , DE 196 00 228 und DE 196 22 788 A1 angeführt.

Aufgabenstellung:

Die Aufgabenstellung der Erfindung ist es, einfachere, preiswertere und sicherere Heizelemente herstellen zu können, was hiermit gelungen ist.

Beschreibung der Erfindung:
Alle aufgeführten Heizschichten oder Heizbahnen auf der Basis eines Kohlenstofffaser-Gemisches mit nichtleitenden Materialien, einem Kohlefaser-Vlies, Kohlefaser-Glasfaser-Vlies-Gemisch, Kohlefaser-Gewebe, Kohle-Glasfaser-Gewebe-Gemisch, Kohlenstoff-Nanoröhren oder aus einem Kohlenstoff-Gemisch mit nichtleitenden Materialien zu Nanoröhren gesponnen, werden bereits in großen Mengen industriell mit leistungsstarken Maschinen, die Kohlefaserverbundbaustoffe für den Schiffs- und Autobau seit Jahren herstellen, gefertigt. Somit sind die Materialeinkäufe für diese Heizung, die ja aus Kohlenstoff besteht, äußerst niedrig. Auch die Handhabung der Heizbahnen für die Logistik ist einfach. Die gängigen Heizbahnen wiegen pro qm ca. 50 g, können eng gerollt und direkt an der Einbaustelle angebracht werden. Durch Punktkleben oder ein Zwischenlegen zwischen zwei Elemente ist die Fertigung schnellstens erledigt. Durch Verbindungsstücke oder durch Löten werden die Heizelemente unsichtbar mit einander verbunden. Alle hier aufgeführten Heizschichten oder Heizbahnen können mit einer Kunststofffolie luft- und wasserdicht umhüllt werden. Die Heizschichten nach dem Stand der Technik in den o.g. Patentanmeldungen müssen mit einem Gemisch von Graphitteilchen und einem mit Wasser verdünnbaren Bindemittel durch Streichen, Spritzen, Siebdruck oder dergleichen auf eine feuchtigkeitsaufnehmende Trägerplatten aufgetragen werden; sodann dürfen diese Trägerplatten erst nach vollkommener Trocknung übereinander gelegt werden, zur Einbaustelle gebracht und dann eingebaut werden. Beschädigungen sind nicht ausgeschlossen. Wenn später beim Einbau der Trägerplatten die Fugen nochmals mit einem Feuchtigkeit enthaltenden Material gefüllt werden, entstehen unkontrollierbare, bis zur Trocknung, elektrische Ströme. Der elektrische Widerstand ist außerdem ein anderer wie vorher berechnet, da ein Teil des leitenden Graphits in die Oberfläche des Trägermaterials eingezogen ist.
Die Herstellung eines Graphit-Wasserglas-Gemisches oder einem wasserverdünnbaren Heizschicht-Gemisch ist ein schwieriges Unterfangen. Es muß ständig in größeren Mengen in Kesseln gerührt werden, da das Material sonst sehr schnell antrocknet. Wird es nicht ganz gleichmäßig aufgetragen, werden die Stellen, die am meisten Graphit beinhalten, wärmer als ihre Umgebung. Beim Auftragen auf Papier oder Pappe weicht dieses Material durch. Wenn der Auftrag dann getrocknet ist, ergeben sich andere als die gewünschten Wiederstände. Alle diese Nachteile ergeben sich bei den von mir nun angemeldeten Kohlefaser-Bahnen mit ihren Gemischen oder den reinen Kohlefasern nicht.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das Verfugen und Glätten der Anschlußstellen förmlich entfallen, wenn die Verbundbauplatten Nut und Feder aufweisen und beim Verlegen verspundbar sind. Durch Zusammensetzen mehererer, durch Nut und Feder gespundeter Verbundbauplatten zu einer, mit einer elektrisch leitfähigen Heizschicht oder Heizbahn beschichteten Wand aus vorgefertigten Verbundbauelementen ergibt sich eine an allen Stellen ebene und gleichmäßige Heizfläche, die zur Klimatisierung von Räumen in Wohnungen und Gebäuden besonders gut geeignet ist. Ein zusätzlicher Vorteil besteht in der an sich bereits bekannten Ausführung, die Konstruktiv einfach und wirtschaftlich ist.
Eine Vereinfachung bei der Errichtung einer elektrischen Widerstandsheizung läßt sich ferner erzielen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kontaktierung der Stromzuführungselektroden zwischen den Verbundbauplatten als Steckkontakt ausgeführt wird. Dies wird durch auf beiden Seiten der Verbundbauplatte seitlich überstehende Kontaktabschnitte der Stromzuführungselektroden bewerkstelligt, wobei alternierend jeweils ein seitlicher Kontaktabschnitt als Klemmkontakt in die Nut eingelegt und der Kontaktabschnitt gegenüber als Gegenkontakt in Form der Feder ausgeführt ist. Durch die vorgeschlagene Kontaktierung mittels Steckkontakt wird bereits bei der Montage der Verbundbauplatten ohne zusätzliche Vorkehrungen eine elektrische Verbindung zwischen den Stromzuführungselektroden geschaffen, die vor allen Dingen langlebig ist. Der Innenausbau von Gebäuden kann dadurch besonders schnell vonstatten gehen, was an einem Ausführungsbeispiel und anhand von Zeichnungen näher erläutert werden soll.
In den zu dem Ausführungsbeispiel gehörenden Zeichnungen zeigt
1 eine Verbundbauplatte in der Vorderansicht,
2 eine vergrößerte Darstellung bei X der in 1 gezeigten Verbundbauplatte im Querschnitt und
3 zwei Verbundbauplatten vor dem Zusammenbau bei Einzelheit X in schematischer Darstellung
In 1 ist die Vorderansicht einer Verbundbauplatte stark schematisiert dargestellt, die vollständig aus einem Wärmedämmbaustoff 1 selbst oder aus einem in 2 erkennbaren Verbundsystem mit einem Wärmedämmbaustoff 1 besteht. Als Wärmedämmbaustoff 1 kommen alle hierfür geeignete Dämmstoffe in Frage, die mit einer ausreichenden Festigkeit versehen und für die Herstellung plattenförmiger Bauteile verwendbar sind. Hierfür ist insbesondere poröser, unter Verwendung von Schaummitteln hergestellter Schaumkunststoff, Schaumglas, Silikatschaumglas oder anderes Schaumglas, Kunststein, Perlitt oder expandierter Ton tauglich. Zu den Dämmstoffen werden ausserdem Mineralfasern gerechnet, die an sich keine geeignete Festigkeit aufweisen, um als Plattenbaustoff oder tragender Bestandteil einer Platte Verwendung zu finden. Hierbei findet der Dämmstoff in einem Verbundsystem Anwendung, das in 2 dargestellt ist.
Diese zeigt eine Verbundbauplatte im Querschnitt, bei der zusätzlich zu einem Wärmedämmbaustoff 1 eine Bauplatte 2 vorgesehen ist. Als Bauplatte 2 eignet sich anstelle einer Gipskartonplatte eine Gipsfaserplatte, eine Faserzementplatte, eine Silikatplatte beziehungsweise Kalziumsilikatplatte. Weiterhin sind Holzwolleleichtbauplatten und Platten geeignet, deren wesentliche Komponente aus Zellulose gebildet wird.
Bei Bauplatten 2 aus Blähten, Schaumglas, Perlitten oder Gasbeton sowie bei Bauplatten 2, die Schichten mit einem mineralisierten Glasvlies oder Mineralvlies aufweisen, ist als weitere Komponente ein Porenfüllstoff 3 vorgesehen, mit dem die Oberfläche der Bauplatte 2 geglättet werden kann. Bei einer aus vorgefertigten Elementen aus einem Schaumkunststoff hergestellten Bauplatte 2 kann die Oberfläche anstelle eines ausgesprochen Porenfüllstoffes 3 mit einer glättenden, die Brennbarkeit verringernden Beschichtung versehen werden, wobei auch diese vorgenannten Bauplatten 2 im wesentlichen im Handel erhältlich sind.
Auf der Vorderseite der Bauplatte 2, die sich in 2 links befindet, ist parallel zu der Stirnfläche 4 jeweils eine Stromzuführungselektrode 5 vorgesehen, die in geeigneter Weise durch Kleben oder Heften an der Verbundbauplatte befestigt ist. Auf die zwischen den beiden parallel beabstandeten Stromzuführungselektroden 5 eingeschlossene Fläche wird durch Kleben eine Heizschicht oder eine Heizbahn 6 aufgetragen, die aus verschiedenen Kohlenstoffverbindungen bzw. Kohlenstoffen mit nichtleitenden Materialien oder Kohlenstoff-Glasfaser-Vlies-Gemischen besteht. Die Heizschicht 6 kann in zwei Arbeitsgängen durch Kleben und Auflegen erledigt werden.
Des weiteren ist aus 1 erkennbar, daß die Verbundbauplatte eine rechte Seitenfläche 7 mit einer Nut 8 und eine linke Seitenfläche 9 mit einer Feder 10 aufweist. Die Verbundbauplatten sind dadurch beim Zusammenbau in an sich bekannter Weise verspundbar. Für das Verfugen und Glätten des Vertikalen Fugenverlaufs wird deshalb nur noch ein sehr geringer Arbeitsaufwand erforderlich, weil die gespundeten Verbundbauplatten mit der elektrisch leitenden Heizschicht oder Heizbahn 6 in ein und derselben Ebene liegen.
Wenn die Verbundbauplatten Nut 8 und Feder 10 aufweisen, können insbesondere solche Bauplatten 2 verwendet werden, die gegen das Ausbrechen der Kanten ausreichend stabil sind, was außerdem die Befestigung, beispielsweise mit Fugenkrallen, wesentlich erleichtern kann.
Schließlich ist in 1 erkennbar, daß die Stromzuführungselektroden 5 auf beiden Seiten der Verbundbauplatte seitlich überstehende Kontaktabschnitte 11 aufweisen, die in Richtung der Richtungspfeile 15 umgebogen werden. Das Umbiegen erfolgt derart, daß die Kontaktabschnitte 11 die jeweilige Form der linken Seitenfläche 9 und der rechten Seitenfläche 7 annehmen können. Aus diesem Grunde werden leicht verformbare metallische Stromzuführungselektroden 5 verwendet, deren Materialstärke 0,15 mm nicht überschreiten soll. Alternierend wird dementsprechend in 3 erkennbar ein seitlicher Kontaktabschnitt 11 als Klemmkontakt 12 in die Nut 8 eingelegt und der Kontaktabschnitt 11 gegenüber als Gegenkontakt 13 in die Form der Feder 10 gebogen. Der Klemmkontakt 12 ergibt mit dem Gegenkontakt 13, wenn beide miteinander in Berührung kommen, eine konstruktiv einfache Lösung für einen Steckkontakt, der beim Verlegen der Verbundbauplatten, wie in 3 dargestellt, durch Zusammenstecken mehrerer Verbundbauplatten in Pfeilrichtung 14 für eine besonders unproblematische herstellbare elektrische Verbindung zwischen den Stromzuführungselektroden 5 Sorge trägt. Durch einen Steckkontakt ist die Zusammenfügung der einzelnen Stromzuführungselektroden 5 untereinander nicht auf eine längere, die Verbundbauplatten, übergreifende Klemmleiste angewiesen,

Claims

Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden unter Verwendung einer durch Strom aufheizbaren elektrisch leitfähigen Heizschicht oder Heizbahn bestehend aus einem Kohlenstofffaser-Gemisch mit nichtleitenden Materialien, einem Kohlefaser-Vlies, Kohlefaser-Glasfaser-Vlies-Gemisch, Kohlefaser-Gewebe, Kohle-Glasfaser-Gewebe-Gemisch, Kohlenstoff-Nanoröhren oder aus einem Kohlenstoff-Gemisch mit nichtleitenden Materialien zu Nanoröhren gesponnen, wobei an zwei parallel gegenüberliegenden Seiten der Heizschicht oder der Heizbahn metallische streifenförmige Stromzufürungselektroden vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß entweder eine Gipskartonplatte oder eine rückseitig mit und/oder ohne einen Wärmedämmbaustoff (1) versehene Verbundbauplatte Verwendung findet, die auf ihrer Ansichtsseite mit einer Bauplatte (2) bestehend aus Gips, Zement, keramischen Massen, Beton, Kunststein oder ähnlichen im Bauwesen gebräuchlichen Massen, Glas, Holz, Kunstharz oder Kunststoffmassen, Pappe, Papier, Tapete oder Glasfasertapete beschichtet ist.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Heizschicht oder die Heizbahn in eine Kunststofffolie eingearbeitet ist, die luft- und wasserdicht sein kann.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach Anspruch 1-2 gekennzeichnet durch eins Verbundbauplatte, die auf ihrer Ansichtsseite mit einer Fasern enthaltene Bauplatte (2) beschichtet ist, wobei die Fasern in die Bauplatte (2) eingebettet sind.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach Anspruch 1 und/oder nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Bauplatte (2) beziehungsweise eine Verbundbauplatte, die direkt aus einem Schaumglas, porösen unter Verwendung von Schaummitteln hergestellten Kunststoff, Kunststein oder expandierten Ton besteht, wobei die Oberfläche der Bauplatte (2) oder der Verbundbauplatte mit einem Porenfüllstoff (3) geglättet ist.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundbauplatten jeweils eine Nut (8) und eine Feder (10) aufweisen, die beim Verlegen verspundbar sind.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der Stromzuführungselektroden (5) zwischen den Verbundbauplatten als Steckkontakt ausgeführt ist.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der Stromzuführungselektroden (5) über keine über die Heizschicht oder der Heizbahn überstehende Stromzuführungselektroden (5) verfügt sondern durch eine gezahnte Klemme mit einer Öse für die Stromanschlußkabel am Ende der Heizschicht oder der Heizbahn durch die Stromzuführungselektroden (5) durchgedrückt werden.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Verbundbauplatte seitlich überstehende Kontaktabschnitte (11) der Stromzuführungselektroden (5) vorgesehen sind wobei alternierend jeweils ein seitlichter Kontaktabschnitt (11) als Klemmkontakt (12) in die Nut (8) eingelegt und der Kontaktabschnitt (11) gegenüber als Gegenkontakt (13) in Form der Feder (10) gebogen ist.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch metallische leicht verformbare Stromzuführungselektroden (5), deren Materialstärke nicht mehr als 0,15 mm beträgt.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizschicht oder die Heizbahn zwischen zwei Verbundplatten befindet und entweder angeklebt oder eingepreßt ist.
Plattenförmige elektrische Widerstandsheizung zur Raumklimatisierung in Wohnungen und Gebäuden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz-Verbundbauplatten die Zimmerwände stabilisieren und so ein Einstürzen der Wände erschweren (z.B. bei Erdbeben).
Plattenförmige Wandelemente aus Verbundbauplatten, verstärkt durch Kohlefasermatten in Kunstharz verlegt, die keine elektrischen Stromzuführungselektroden und keine Stromzuführung besitzen, jedoch eine Zimmerwand stabilisieren können (z.B. bei Erdbeben).