DE102018105696A1

DE102018105696A1 - Einrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizplatte und Wärmestrahler

Info

Publication number: DE102018105696A1
Application number: DE102018105696.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Tolmachev; Pavel Progrebniakov
Original assignee: HeizTex GmbH
Current assignee: HeizTex GmbH
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer schnell wirkenden elektrischen Heizplatte bzw. Wärmestrahler mit Widerstandsheiznetzlaminatflächen für einen zeitweiligen Einsatz bei minimalem Energieeinsatz zu schaffen, wobei vorzugsweise Photovoltaikanlagen als Energielieferant zum Einsatz kommen.
Bei der Einrichtung zum Betreiben einer elektrischen Heizplatte bzw. eines Wärmestrahlers besteht die Heizplatte (1) bzw. der Wärmestrahler (1) aus einer stehenden bzw. aufgehängten Gehäuseausführung mit mindestens zwei innenliegenden Widerstandsheiznetzlaminatflächen (2). Diese Widerstandsheiznetzlaminatflächen (2) sind untereinander und zur Rückseite des Gehäuses (1) mittels dazwischenliegendem Streckmaterial (3) oder durch perforierte und gewellte Bleche (3) beabstandet. Zwischen Gehäuserückwand und Streckmaterial (3) ist eine Wärmeschutzschicht (4) mit einer Reflektorschicht (5) in Richtung Laminatfläche (2) angeordnet. Im Stromkreis jeder Laminatfläche (2) ist ein Thermostat (7) angeordnet und der Anschluss der Laminatflächen (2) am Wechselstromnetz ist über elektronische Schalter bzw. Stromstoßrelais mit Zeitschalter realisiert. Bei der Benutzung einer Solaranlage (10) ist diese über einen Laderegler (12), eine Speicheranlage (11) und einem Wechselrichter (16) über elektronische Stromschalter (17) mit den Laminatflächen (2) elektrisch verbunden.
Bei dem Verfahren zum Betreiben der Einrichtung werden die einzelnen Laminatflächen (2) hintereinander zu- bzw. abgeschaltet und somit werden nicht alle gleichzeitig zugeschaltet.

Description

Einrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizplatte und Wärmestrahler, wobei die Heizplatte bzw. der Wärmestrahler eine stehende bzw. aufgehängte Gehäuseausführung mit innenliegenden Widerstandsheiznetzlaminatflächen besitzt und vorzugsweise mit einer Solaranlage gekoppelt ist.
In der Schrift DE 1808977 A wird ein Infrarotwärmestrahler mit einem in einem Gehäuse angeordneten elektrischen Heizelement und einem Reflektor und ein Verfahren zum Erhöhen der Strahlwärmeleistung eines elektrischen Infrarotwärmestrahlers mit in einem Gehäuse angeordneten elektrischen Heizelement und einem Reflektor oberhalb des Heizelements, der die Strahlwärme nach unten reflektiert, beschrieben. Das Heizelement wird auf eine Temperatur von etwa 760 Grad bis etwa 860 Grad C aufgeheizt und eine dünnwandige Infrarot-Strahlplatte wird in einem dichtem Abstand unter dem Heizelement angeordnet, so dass durch die auf die Strahlplatte übertragene Wärmestrahlung die untere Fläche der Strahlplatte auf eine Temperatur von etwa 450 Grad bis etwa 510 Grad C aufgeheizt wird und dass die untere Fläche wenigstens 0,1 qm groß und aus einem Material ausgeführt wird, dass sie eine Emissionsfähigkeit von wenigstens 0,86 bei 482 Grad C hat und den Hauptteil der Strahlung von ihrer unteren Fläche im Wellenlängenbereich von 3,0 bis 5,0 Mikron abgibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer schnell wirkenden elektrischen Heizplatte bzw. Wärmestrahler mit Widerstandsheiznetzlaminatflächen für einen zeitweiligen Einsatz bei minimalem Energieeinsatz zu schaffen, wobei vorzugsweise Photovoltaikanlagen als Energielieferant zum Einsatz kommen.
Die Erfindungsaufgabe wird durch eine Einrichtung zum Betreiben einer elektrischen Heizplatte bzw. Wärmestrahler mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und durch das Verfahren des Nebenanspruchs gelöst.
Die erfindungsgemäße Heizplatte bzw. Wärmestrahler weist nachfolgend angeführte Merkmale auf. In einem Metallgehäuse mit geringer Tiefe, aber dazu großen Flächenausdehnung, sind elektrische Widerstandsheiznetzlaminatflächen angeordnet. Das Gehäuse besitzt eine geschlossene Rückseite, auf der Unterseite Lufteintrittsöffnungen und auf der Oberseite Luftaustrittsöffnungen. Die Vorderseite des Gehäuses ist offen gestaltet und nur als ein umlaufender Rahmen ausgeführt. Die elektrische Heizung im Gehäuse besteht mindestens aus zwei, vorzugsweise drei voneinander beabstandeten elektrischen Widerstandsheiznetzlaminatflächen. Diese Laminatflächen sind untereinander und zur Rückseite des Gehäuses mittels dazwischenliegendem Streckmaterial oder durch perforierte und gewellte Bleche beabstandet. Zwischen Gehäuserückwand und Streckmaterial befindet sich eine Wärmeschutzschicht mit einer Reflektorschicht in Richtung Laminatfläche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in dem Nebenansprüchen und Unteransprüchen offenbart.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einrichtung mit einer Solaranlage und bekannten Speicheranlagen Steuerungen zur Nutzung der Sonnenenergie in der Heizplatte bzw. Wärmestrahler gekoppelt.
Die elektrische Heizplatte bzw. der Wärmestrahler ist vorteilhaft mit einer herkömmlichen Solaranlage, mit einer Speicheranlage, einer dazugehörigen Steuerung, einem Wechselrichter und elektronischen Stromschaltern gekoppelt. Die elektronischen Schalter sind mittels an sich bekannter Funktechnologien, wie z. B. per Bluetooth oder WiFi ansteuerbar.
Die Widerstandsheiznetzlaminatflächen sind hierbei mit einer Spannung zwischen 12 V bis 230 V betreibbar.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Schnitt durch die Heizplatte/Wärmestrahler,
2 wie 1, jedoch mit Anzeige der Luftbewegung und Wärmestrahlung,
3 wie 1 und 2, jedoch mit abgelenkter Warmluft,
4 einen Schnitt durch die Heizplatte/Wärmestrahler mit Darstellung des Weinsatzes von Luftleitblechen,
5 einen Schnitt durch die Heizplatte/Wärmestrahler mit der Blechdarstellung und der Luftleitbleche zwischen den Laminatflächen,
6 die Prinzipschaltung der Laminatflächen mit vorgeschalteten Thermostaten und
7 die Prinzipdarstellung und -schaltung der Heizplatte/Wärmestrahler gekoppelt mit einer Photovoltaikanlage, Speicheranlage, Steuerung bzw. Laderegler, Wechselrichter und elektronischer Stromschalter für die Widerstandsheiznetzlaminatflächen.

Die elektrische Heizplatte 1 und Wärmestrahler 1 besteht aus einer stehenden bzw. aufgehängten Gehäuseausführung, wobei die Vorderseite des Gehäuses 1 fehlt und nur als ein umlaufender Rahmen ausgeführt ist. Die Vorderfront wird durch eine großflächige, elektrische Widerstandsheizlaminatfläche 2 gebildet. Hinter dieser Vorderfront ist mindestens noch eine weitere Widerstandsheizlaminatfläche 2 angeordnet. Alle Widerstandsheizlaminatflächen 2 sind untereinander und zur Rückseite des Gehäuses 1 mittels dazwischenliegendem Streckmaterial 3 oder durch perforierte und gewellte Bleche 3 beabstandet. Zwischen Gehäuserückwand und Streckmaterial 3 ist eine Wärmeschutzschicht 4, z. B. aus Kork, mit einer Reflektorschicht 5, vorzugsweise z. B. eine Alu-Folie, in Richtung Laminatfläche 2 angeordnet. Das Gehäuse 1 besitzt weiterhin an der Unterseite und an der Oberseite Lüftungsöffnungen. Von unten kann somit Kaltluft 13 eintreten und oben tritt die Warmluft 14 aus. An der Vorderfront tritt Infrarotstrahlung 15 in Richtung eines zu erwärmenden Bereichs aus. In der Praxis haben sich Laminatflächen 2 in den Abmessungen 50 cm mal 80 cm mit einer Leistung von 1500 W pro Laminatfläche 2 bewährt. Aber auch eine Abstufung der einzelnen Laminatflächen 2 mit 400 W, 700 W und 900 W ist beispielhaft denkbar. Bei einer Anordnung von drei Laminatflächen 2 ergibt sich eine Gehäusetiefe von ca. 4 cm.
Bei einer Variante ist in der Vorderseite des Gehäuses 1 im Rahmen eine Frontplatte 6 aus Keramik oder Gewebelaminat angeordnet.
An jeder Laminatfläche 2 oder in deren Nähe ist ein Thermostat 7 angeordnet. Hiermit ist eine automatische Abstellung der Heizplatte beim Erreichen einer voreingestellten Heiztemperatur möglich. Vorteilhaft wird bei einer erreichten Temperatur von 80 Grad Celsius der jeweiligen Laminatfläche 2 diese durch das Thermostat abgeschaltet. Weitere einstellbare Werte sind z. B. 110 Grad, 130 Grad oder 140 Grad.
Die zwischen den Laminatflächen 2 angeordneten perforierten Bleche 3 sind vorteilhaft als Luftleitbleche 8 ausgebildet oder es sind neben den Blechen 3 noch zusätzlich Luftleitbleche 8 angeordnet.
Zur besseren Abführung der im Gehäuse 1 entstehenden Wärme kann innerhalb des Gehäuses 1 ein Lüfter 9 angeordnet sein.
Die Heizplatte 1 ist vorteilhaft mit einer herkömmlichen Solaranlage 10, mit einer Speicheranlage 11 und einer dazugehörigen Steuerung 12 mit einem Laderegler 12 und Batterierelais 12, einem Wechselrichter 16 und elektronischen Stromschaltern 17, z. B. ein Stromstoßrelais 17 gekoppelt, wobei die Widerstandsheiznetzlaminatflächen 2 mit einer Spannung zwischen 12 V bis 230 V betreibbar sind. Sinnvoll ist auch die Nutzung von Bluetooth 18 und/oder WiFi 18 durch die Benutzer z. B. durch die Ansteuerung mittels einer Fernbedienung beim Einschalten der Heizung von Pausenräumen auf Baustellen oder Ähnlichem.
Die einzelnen Widerstandsheiznetzlaminatflächen 2 können unterschiedliche Heizleistungen oder alle eine gleiche Heizleistung besitzen. So können die einzelnen Laminatflächen der 7 H1, H2 und H3 alle eine Heizleistung von 1500 W besitzen oder H1 900 W, H2 700 W und H3 400 W. Es sind auch andere Leistungsstufen denkbar und auch die Anzahl der Laminatflächen 2 kann größer gewählt sein. Die zu den Laminatflächen 2 zugeordneten Thermostate 7 sind vorteilhaft auf eine Endtemperatur von 80 Grad C, 110 Grad C oder 130 Grad C eingestellt. Die Heizplatte 1 bzw. Wärmestrahler 1 erzeugt einmal Warmluft 14 und eine Infrarotstrahlung 15.
Die einzelnen Laminatflächen 2 werden nicht alle gleichzeitig zugeschaltet. So wird z. B. wie in 7 dargestellt, die H1 mit 900 W nur für 15 bis 30 Sekunden zugeschaltet. Danach wird die H2 mit 700 W für fünf Minuten zugeschaltet und dann die H3 mit 400 W für eine beliebig lange Zeit oder für eine einstellbare Zeit. Dies alles kann variiert werden in der Anzahl der Laminatflächen 2, in der Leistungsabstufung und im Laufzeitintervall.
Bezugszeichenliste

1 -: Heizplatte, Wärmestrahler, Gehäuse
2 -: Widerstandsheiznetzlaminatfläche, Laminatfläche
3 -: Streckmaterial, gewellte Bleche
4 -: Wärmeschutzschicht
5 -: Reflektorschicht
6 -: Frontplatte
7 -: Thermostat
8 -: Luftleitbleche
9 -: Lüfter
10 -: Solaranlage
11 -: Speicheranlage
12 -: Steuerung, Laderegler, Batterierelais
13 -: Kaltluft
14 -: Warmluft
15 -: Infrarotstrahlung
16 -: Wechselrichter
17 -: elektronischer Stromschalter, Stromstoßrelais
18 -: Bluetooth, WiFi

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1808977 A [0002]

Claims

Einrichtung zum Betreiben einer elektrischen Heizplatte bzw. eines Wärmestrahlers, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte (1) bzw. der Wärmestrahler (1) eine stehende bzw. aufgehängte Gehäuseausführung mit mindestens zwei innenliegenden Widerstandsheiznetzlaminatflächen (2) besitzt und diese Widerstandsheiznetzlaminatflächen (2) untereinander und zur Rückseite des Gehäuses (1) mittels dazwischenliegendem Streckmaterial (3) oder durch perforierte und gewellte Bleche (3) beabstandet sind, zwischen Gehäuserückwand und Streckmaterial (3) eine Wärmeschutzschicht (4) mit einer Reflektorschicht (5) in Richtung Laminatfläche (2) angeordnet ist und im Stromkreis jeder Laminatfläche (2) ein Thermostat (7) angeordnet ist und der Anschluss der Laminatflächen (2) am Wechselstromnetz über elektronische Schalter bzw. Stromstoßrelais mit Zeitschalter realisiert ist.
Einrichtung zum Betreiben einer elektrischen Heizplatte bzw. eines Wärmestrahlers gekoppelt mit einer Solaranlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte (1) bzw. der Wärmestrahler (1) eine stehende bzw. aufgehängte Gehäuseausführung mit mindestens zwei innenliegenden Widerstandsheiznetzlaminatflächen (2) besitzt und diese Widerstandsheiznetzlaminatflächen (2) untereinander und zur Rückseite des Gehäuses (1) mittels dazwischenliegendem Streckmaterial (3) oder durch perforierte und gewellte Bleche (3) beabstandet sind, zwischen Gehäuserückwand und Streckmaterial (3) eine Wärmeschutzschicht (4) mit einer Reflektorschicht (5) in Richtung Laminatfläche (2) angeordnet ist und im Stromkreis jeder Laminatfläche (2) ein Thermostat (7) angeordnet ist und eine Solaranlage (10) über einen Laderegler (12), eine Speicheranlage (11) und einem Wechselrichter (16) über elektronische Stromschalter (17) mit den Laminatflächen (2) elektrisch verbunden ist.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schalter (17) mittels an sich bekannter Funktechnologien, wie z. B. per Bluetooth (18) oder WiFi (18), ansteuerbar sind.
Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Laminatflächen (2) hintereinander zu- bzw. abgeschaltet werden und somit nicht alle gleichzeitig zugeschaltet sind.
Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Laminatfläche (2) mit der größten Leistungsstufe nur für 15 bis 30 Sekunden zugeschaltet wird, danach wird die zweite Laminatfläche (2) mit einer geringeren Leistungsstufe für fünf Minuten zugeschaltet und anschließend wird die letzte Laminatfläche (2) mit der kleinsten Leistungsstufe für eine beliebig lange Zeit oder für eine einstellbare Zeit zugeschaltet, wobei die Anzahl der Laminatflächen (2), die Leistungsabstufungen und der Laufzeitintervall variiert werden können.