DE102019125966A1 - Heating apparatus and method of making the same - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist zunächst eine Heizvorrichtung (1) mit einer Sichtfläche aus Naturstein, einem Träger (2), der Elektroden (10) aufweist und auf einer zu der Sichtfläche parallelen Heizfläche (3) mit einem Heizmittel (4) bedeckt ist, das sich unter einem zwischen den Elektroden (10) fließenden Strom erwärmt. Offenbart ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Heizvorrichtung (1).Als kostengünstiges Heizmittel (4) wird vorgeschlagen, dass das Heizmittel (4) im Wesentlichen aus Nanopartikeln besteht und die Elektroden (10) auf einander gegenüberliegenden Kanten der Heizfläche (3) angebracht werden.Disclosed is first of all a heating device (1) with a visible surface made of natural stone, a support (2) which has electrodes (10) and is covered with a heating means (4) on a heating surface (3) parallel to the visible surface, which is located under a between the electrodes (10) flowing current is heated. A method for producing such a heating device (1) is also disclosed. As an inexpensive heating means (4) it is proposed that the heating means (4) essentially consist of nanoparticles and that the electrodes (10) are attached to opposite edges of the heating surface (3) will.
Description
Die Erfindung betrifft zunächst eine Heizvorrichtung mit einer Sichtfläche aus Naturstein, einem Träger, der Elektroden aufweist und auf einer zu der Sichtfläche parallelen Heizfläche mit einem Heizmittel bedeckt ist, das sich unter einem zwischen den Elektroden fließenden Strom erwärmt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Heizvorrichtung.The invention initially relates to a heating device with a visible surface made of natural stone, a carrier which has electrodes and is covered on a heating surface parallel to the visible surface with a heating means which heats up under a current flowing between the electrodes. The invention also relates to a method for producing such a heating device.
Im Hintergrund der Erfindung ist aus
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Heizmittel zu nutzen.The invention is based on the object of using an inexpensive heating means.
Lösungsolution
Ausgehend von der bekannten Heizvorrichtung wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das Heizmittel im Wesentlichen aus Nanopartikeln besteht und die Elektroden auf einander gegenüberliegenden Kanten der Heizfläche angebracht sind.Based on the known heating device, it is proposed according to the invention that the heating means consist essentially of nanoparticles and that the electrodes are attached to opposite edges of the heating surface.
Als Nanopartikel kommen insbesondere Kohlenstoffnanoröhrchen (carbon nano tubes, CNT), Graphen oder Graphit, Ruß sowie Kupfer- oder Silberpartikel zum Einsatz. Diese kostengünstigen Heizmittel weisen eine elektrische Leitfähigkeit von typischer Weise mehr als 106 S/m (beispielsweise Graphit: 3, Graphen: 100 und CNT: 232 × 106 S/m) auf.In particular, carbon nanotubes (CNT), graphene or graphite, soot and copper or silver particles are used as nanoparticles. These inexpensive heating means have an electrical conductivity of typically more than 10 6 S / m (for example graphite: 3, graphene: 100 and CNT: 232 × 10 6 S / m).
Die Elektroden können insbesondere aus Kupfer, Silber oder Gold bestehen und mittels eines Klebmittels auf das Heizmittel geklebt sein. Das Klebmittel weist vorzugsweise eine Leitfähigkeit von mindestens 103, weiter vorzugsweise mindestens 104 S/m auf. Als Klebmittel kommen insbesondere intrinsisch leitfähige Polymere mit Leitfähigkeiten bis zu 105 S/m in Betracht.The electrodes can in particular consist of copper, silver or gold and be glued to the heating means by means of an adhesive. The adhesive preferably has a conductivity of at least 10 3 , more preferably at least 10 4 S / m. Particularly suitable adhesives are intrinsically conductive polymers with conductivities of up to 10 5 S / m.
Alternativ vorzugsweise ist der Träger einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung eine Trittstufe oder eine Gehwegplatte. Die Heizvorrichtung vermeidet dann insbesondere im Außenbereich ein Vereisen der Steinplatte.Alternatively, the carrier of a heating device according to the invention is preferably a step or a pavement slab. The heating device then prevents the stone slab from icing over, particularly in the outside area.
Alternativ vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung Teil einer Küchenarbeitsplatte. Die Heizvorrichtung kann so als Koch- und/oder Warmhaltefläche nahtlos und unsichtbar in die Arbeitsplatte integriert werden.Alternatively, the heating device according to the invention is preferably part of a kitchen worktop. The heating device can be integrated seamlessly and invisibly into the worktop as a cooking and / or warming surface.
Alternativ vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung eine mobile Koch- und/oder Warmhalteplatte, beispielsweise ein sog. „heißer Stein“. Die Heizvorrichtung ist dann leicht transportabel.Alternatively, the heating device according to the invention is preferably a mobile hotplate and / or hotplate, for example a so-called “hot stone”. The heating device is then easily transportable.
Vorzugsweise ist die Sichtfläche einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ein Steinfurnier. Die Heizvorrichtung ist dann einerseits besonders leicht und andererseits lässt sich die Temperatur der Heizvorrichtung besonders schnell verändern.The visible surface of a heating device according to the invention is preferably a stone veneer. The heating device is then, on the one hand, particularly light and, on the other hand, the temperature of the heating device can be changed particularly quickly.
Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das Heizmittel im Wesentlichen aus Nanopartikeln besteht und die Elektroden auf einander gegenüberliegenden Kanten der Heizfläche angebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung einer der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und zeichnet sich gleichermaßen durch die vorstehend genannten Vorteile aus.Based on the known method, it is proposed according to the invention that the heating means consists essentially of nanoparticles and that the electrodes are attached to mutually opposite edges of the heating surface. The method according to the invention allows the production of one of the above-described heating devices according to the invention and is also distinguished by the advantages mentioned above.
Vorzugsweise werden in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Nanopartikel in wässriger Dispersion auf die Heizfläche aufgebracht und in der Dispersion enthaltene Feuchtigkeit wird verdunstet. Die Nanopartikel lagern sich in einem solchen Verfahren in einer festen und gleichmäßigen Schicht auf der Heizfläche ab.In a method according to the invention, the nanoparticles are preferably applied to the heating surface in an aqueous dispersion and moisture contained in the dispersion is evaporated. In such a process, the nanoparticles are deposited in a solid and even layer on the heating surface.
Alternativ weist in einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung das Heizmittel eine Polymermatrix auf, in der die Kohlenstoffnanoröhrchen eingebettet sind. Solche Heizmittel sind allgemein bekannt, beispielsweise unter der Produktbezeichnung „Carbo e-Therm“ des Herstellers FutureCarbon GmbH, Bayreuth/DE. Als Polymermatrix kommen insbesondere Polyacrylate, Epoxid- und Silikonharze in Betracht.Alternatively, in a heating device according to the invention, the heating means has a polymer matrix in which the carbon nanotubes are embedded. Such heating means are generally known, for example under the product name “Carbo e-Therm” from the manufacturer FutureCarbon GmbH, Bayreuth / DE. Polyacrylates, epoxy resins and silicone resins in particular come into consideration as the polymer matrix.
Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren das Heizmittel auf die Heizfläche und auf die Elektroden gesprüht. In einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine besonders gleichmäßige Schicht des Heizmittels auf die Heizfläche aufbringen. Alternativ kann das Heizmittel auf die Heizfläche gestrichen oder gespachtelt werden.In a method according to the invention, the heating medium is preferably sprayed onto the heating surface and onto the electrodes. In such a method according to the invention, a particularly uniform layer of the heating medium can be applied to the heating surface. Alternatively, the heating medium can be brushed or trowelled onto the heating surface.
Vorzugsweise wird im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens die Heizvorrichtung auf einem Boden oder einer Wand eines Gebäudes angebracht. Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung dient dann zum Heizen des angrenzenden Innenraums des Gebäudes, insbesondere eines Wohn, Büro-, Geschäfts-, Produktions- oder Lagerraums oder einer Nasszelle.In the context of a method according to the invention, the heating device is preferably attached to a floor or a wall of a building. The heating device according to the invention is then used to heat the adjoining interior space of the building, in particular a living, office, business, production or storage room or a wet room.
Die Sichtfläche einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung kann - zumindest auf ihrer sichtbaren Oberfläche - insbesondere aus Naturstein, beispielsweise aus Schiefer, Granit oder Marmor bestehenThe visible surface of a heating device according to the invention can - at least on its visible surface - consist in particular of natural stone, for example of slate, granite or marble
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen in schematischen, nicht maßstäblichen Darstellungen
-
1a im Querschnitt eine erste erfindungsgemäße Heizvorrichtung, und -
1b ein Detail der ersten Heizvorrichtung, -
2a im Querschnitt eine zweite erfindungsgemäße Heizvorrichtung und -
2b eine Draufsicht der zweiten Heizvorrichtung sowie -
3a im Querschnitt eine dritte erfindungsgemäße Heizvorrichtung und -
3b eine Draufsicht der dritten Heizvorrichtung.
-
1a in cross section a first heating device according to the invention, and -
1b a detail of the first heating device, -
2a in cross section a second heating device according to the invention and -
2 B a plan view of the second heater and -
3a in cross section a third heating device according to the invention and -
3b a top view of the third heater.
Die in
Auf die Heizfläche
Die einander gegenüber liegenden Randbereiche
Auf die Kontaktschicht
Die erste Heizvorrichtung
In einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel ist als Deckschicht anstelle der Galvanisierung ein Polymer mit geringer Leitfähigkeit zur elektrischen Isolation auf die Kontaktschicht gesprüht.In a further exemplary embodiment (not shown), instead of electroplating, a polymer with low conductivity is sprayed onto the contact layer as a cover layer for electrical insulation.
Die in den
Die zweite Heizvorrichtung
Auf das Heizmittel
An den doppelseitig klebenden Elektroden
Das Heizmittel
Mit einer Anschlussleistung von etwa 500 W und einer Spannung von 230 V zwischen den Elektroden
Die in den
Abweichend sind nur zwei Elektroden
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger ein anderer Wärmeisolator, insbesondere ein anderes Aerogel oder expandiertes Polystyrol (EPS, Handelsname Styropor).In a further exemplary embodiment, not shown, the carrier is a different heat insulator, in particular a different airgel or expanded polystyrene (EPS, trade name Styrofoam).
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- HeizvorrichtungHeater
- 22
- Trägercarrier
- 33
- HeizflächeHeating surface
- 44th
- HeizmittelHeating means
- 55
- Längelength
- 66th
- Dickethickness
- 77th
- Unterseitebottom
- 88th
- Dickethickness
- 99
- KleberGlue
- 1010
- Elektrodeelectrode
- 1111
- Dickethickness
- 1212th
- Breitewidth
- 1313th
- RandbereichEdge area
- 1414th
- KontaktschichtContact layer
- 1515th
- Dickethickness
- 1616
- DeckschichtTop layer
- 1717th
- Dickethickness
- 1818th
- AusgleichsschichtLeveling layer
- 1919th
- Dickethickness
- 2020th
- BasisstufeBasic level
- 2121
- Dickethickness
- 2222nd
- HeizvorrichtungHeater
- 2323
- Breitewidth
- 2424
- Tiefedepth
- 2525th
- Trägercarrier
- 2626th
- Dickethickness
- 2727
- HeizflächeHeating surface
- 2828
- Dickethickness
- 2929
- Dickethickness
- 3030th
- SprühkleberSpray adhesive
- 3131
- erste Heizzonefirst heating zone
- 3232
- zweite Heizzonesecond heating zone
- 3333
- HeizmittelHeating means
- 3434
- Randedge
- 3535
- Elektrodeelectrode
- 3636
- RandbereichEdge area
- 3737
- DekorplatteDecorative panel
- 3838
- Dickethickness
- 3939
- BasisplatteBase plate
- 4040
- Dickethickness
- 4141
- HeizvorrichtungHeater
- 4242
- Elektrodeelectrode
- 4343
- Randedge
- 4444
- HeizzoneHeating zone
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102004025033 A1 [0002]DE 102004025033 A1 [0002]
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