DE102021002481A1

DE102021002481A1 - Heizelement zur Flächentemperierung mit einem Fluid, Temperiersystem, Herstellungsverfahren sowie Verfahren zur Flächentemperierung

Info

Publication number: DE102021002481A1
Application number: DE102021002481.8A
Authority: DE
Inventors: Marc Oellrich
Original assignee: Oellrich Solutions Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Oellrich Solutions Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-11-17

Abstract

Vorgestellt wird ein Heizelement (110) zur Flächentemperierung mit einem Fluid (114), insbesondere zu dem Temperieren eines Fußbodens, mit einem Einlauf (226) für den Vorlauf (118) und einem Auslauf (450) für den Rücklauf (124) zu einer Temperierungsanlage (112), wobei der Einlauf (226) und der Auslauf (450) über ein fluiddichtes Leitungssystem (228) miteinander verbunden sind, wobei das Leitungssystem (228) netzartig ausgebildet ist, sowie ein Temperiersystem (108) mit entsprechenden Heizelementen (110) und ein Verfahren zum Herstellen der Heizelemente (110) und weiterhin ein Verfahren zur Flächentemperierung mit den Schritten: Bereitstellen eines Fluids, Leiten des Fluids in einem Leitungssegment (230) eines Leitungssystems (228) des Heizelements (110), Verzweigen des Fluids (114) aus dem Leitungssegment (230) in zumindest zwei weitere Leitungssegmente (230) des Leitungssystems (228), Vereinigen des Fluids (114) aus den zumindest zwei weiteren Leitungssegmenten (230) in zumindest ein anderes weiteres Leitungssegment (230) des Leitungssystems (228), und Abgeben des Fluids (114) an einen Rücklauf (124) des Heizelements (110), wobei die Schritte des Verzweigens und Vereinigens wiederholt ausgeführt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement zur Flächentemperierung mit einem Fluid, ein Temperiersystem umfassend eine Anzahl solcher Heizelemente, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Heizelements sowie ein Verfahren zur Flächentemperierung.
Stand der Technik
Aktuell werden in Fluid-Flächenheizungen (primär Fußboden oder Wandheizungen) Rohre verlegt. Hierbei handelt es sich heutzutage in der Regel um Kunststoffrohre. Früher waren auch beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumrohre im Einsatz. Die Verlegung erfolgt meistens meanderförmig oder schneckenförmig. Das Fluid (in der Regel Wasser) muss das vollständige Rohr durchströmen. Aufgrund der Abstände zwischen den Rohren ist die Gesamtstrecke für ein Rohr schnell sehr lang, so kommt ein 3m x 4m Raum rechnerisch auf ca. 55 m Rohrlänge bei 20 cm Rohrabstand und ca. 105 m Rohrlänge bei 10 cm Rohrabstand. Die Verlegung erfolgt dabei in der Regel von Hand. Es gibt die freie Verlegung und die Verlegung in sogenannten Noppenplatten. Meistens wird ein Abstand von 25 cm zwischen den Rohren angestrebt, gegebenenfalls geringer oder mehr.
Es gibt auch kanalartige Systeme. Hierbei werden Platten mit Kanälen so miteinander verbunden, dass sich ebenfalls ein meanderförmiges Gesamtbild ergibt. Innerhalb der Platten müssen die Kanäle nicht unbedingt gerade verlaufen. Derartige Platten müssen fluiddicht verbunden werden. Aufgrund der Verlegungsweise ist die Strömung im Rohr tendenziell laminar, was nachteilig für die Wärmeübertragung ist, d.h. es wird weniger Wärme übertragen. Herausforderungen im Stand der Technik sind beispielsweise die dämmend wirkenden dicken Rohrwandstärken (i.d.R. ca. 1-2 mm) sowie der sich nachteilig auf die Wärmeverteilung auswirkende übliche Rohrabstand. Die Verlegung des Rohres ist oft zeitaufwändig und damit teuer. Eine weitere Herausforderung stellt die bei konventionellen Flächenheizungen sehr lange Vorlaufzeit dar. Dadurch ist eine Regelbarkeit eingeschränkt, da das System sehr langsam reagiert. Dies liegt u.a. an den großen Abständen zwischen den Rohren.
Beschreibung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstigere und funktional bessere Lösung zum Temperieren von Flächen zu schaffen, mit der die dargestellten Probleme minimiert werden oder zumindest in Teilen auch beseitigt werden können.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein.
Ein erfindungsgemäßes Heizelement zur Flächentemperierung mit einem Fluid weist einen Einlauf für einen Vorlauf und einem Auslauf für einen Rücklauf zu einer Temperierungsanlage auf. Der Einlauf und der Auslauf sind über ein fluiddichtes Leitungssystem miteinander verbunden. Dabei ist das Leitungssystem netzartig ausgebildet. Das Leitungssystem hat eine Struktur, die einen netzartigen Aufbau aufweist. Das Leitungssystem kann dabei aus einer Vielzahl von Leitungssegmenten gebildet werden, die systematisch verbunden sind und dem Leiten des Fluids dienen. Man kann somit das Leitungssystem auch als ein Leitungsbasierendes Netz zum Leiten eines Fluids bezeichnen. Unter einer Temperierungsanlage kann eine Heizungsanlage, eine Wärmepumpe oder auch eine Klimaanlage verstanden werden. Die Temperierungsanlage kann eingerichtet sein, das Fluid auf eine vorbestimmte Soll-Temperatur zu bringen und am Vorlauf mit der vorbestimmten Soll-Temperatur bereitzustellen. Dabei kann das Heizelement zum Temperieren eines Fußbodens eingerichtet sein. Auch wenn hiervon einem Heizelement gesprochen wird, so kann darunter allgemein ein Element zum Temperieren einer Fläche verstanden werden. So kann das durch das Heizelement fließende Fluid auch eine geringere Temperatur aufweisen als die zu temperierende Fläche oder ein zu temperierender Raum. So kann das als Heizelement bezeichnete Einrichtung auch zum Kühlen genutzt werden, oder allgemein formuliert zum Temperieren. So kann unter dem Heizelement auch eine Einrichtung zum Temperieren oder eine Temperiereinrichtung oder ein Temperierelement verstanden werden.
Durch das erfindungsgemäße Heizungssystem kann vorteilhafterweise der Druckverlust über das Heizsystem im Vergleich zu den Systemen aus dem Stand der Technik verringert werden. Daneben kann die zu temperierende Fläche schneller gleichmäßig erwärmt werden, d.h. alle Bereiche der zu temperierenden Fläche erreichen schneller eine gewünschte Soll-Temperatur. Weiterhin lässt sich, wie später noch detaillierter dargestellt, ein erfindungsgemäßes Heizsystem kostengünstig fertigen.
Das Leitungssystem kann eine Vielzahl von Leitungssegmenten aufweisen. Unter einem Leitungssegment kann eine Leitung, ein Rohr oder ein Kanal verstanden werden. Die Leitungssegmente können eine Vielzahl von Flächen umschließen. Insbesondere kann es sich bei den Flächen um gleichgeformte Flächen handeln. Die Flächen müssen nicht mit Material ausgefüllt sein. Die Flächen müssen nicht geschlossen sein und können auch offen sein. So kann das Leitungssystem ein Flächengebilde mit regelmäßigen Öffnungen zwischen den Leitungssegmenten schaffen. Die Öffnungen beschreiben die Flächen oder sind eine äquivalente Bezeichnung für die Flächen.
Die Leitungssegmente können in Kopplungsstellen miteinander verbunden sein, um das netzartige Leitungssystem auszubilden. Dabei können pro Quadratmeter Heizelement zumindest 7 Kopplungsstellen ausgebildet sein. insbesondere zumindest 20 Kopplungsstellen, insbesondere zumindest 42 Kopplungsstellen, insbesondere zumindest 80 Kopplungsstellen, insbesondere zumindest 150 Kopplungsstellen, insbesondere zumindest 300 Kopplungsstellen ausgebildet sein.
Die Öffnungen beziehungsweise Flächen können kreisförmig oder elliptisch sein. So können die Leitungssegmente des Leitungssystem eine Vielzahl von Kreisen und/oder Kreissegmenten umschließen. Eine Anzahl der gleichgeformten Flächen kann somit als Kreis, Ellipse oder Kreissegment ausgeformt sein.
Das Leitungssystem kann aus im Wesentlichen geraden Leitungssegmenten gebildet werden. Im Wesentlichen kann hier bedeuten, dass diese in einem Toleranzbereich gerade sind, d.h. dass nur ein kleinerer Teilbereich, beispielsweise kleiner 30 % der Länge, oder insbesondere kleiner 10 % der Länge des Leitungssegments von der geraden Ausrichtung abweicht. Die Leitungssegmente können derart miteinander verbunden sein, dass jeweils ein Vieleck umschlossen wird und das Leitungssystem eine Vielzahl von den Vielecken aufweist. Die Vielecke beschreiben somit eine Öffnung oder Fläche.
Die Form des Vielecks oder die Form der Vielzahl von Vielecken kann beispielsweise ein Dreieck und gleichzeitig oder alternativ ein Viereck und gleichzeitig oder alternativ ein Sechseck sein. So kann die von den Leitungssegmenten umschlossene Fläche oder Öffnung beispielsweise eine dreieckige, rhombische, quadratische oder sechseckige Form aufweisen. Dabei können auch verschiedene Formen gleichförmig oder scheinbar chaotisch miteinander kombiniert sein.
Die Leitungssegmente des Leitungssystems können gleiche oder unterschiedliche Leitungsquerschnitte aufweisen. So kann eine Strömungsgeschwindigkeit und die Art der Strömung des Fluids innerhalb der Leitungssegmente des Leitungssystems angepasst werden.
Ein Durchmesser der Flächen oder ein Abstand von zwei an einer der Flächen gegenüberliegenden Leitungssegmenten kann größer als 50 mm, insbesondere größer als 100 mm, insbesondere größer als 150 mm betragen. Ein Durchmesser der Flächen oder ein Abstand von zwei an einer der Flächen gegenüberliegenden Leitungssegmenten kann weniger als 200 mm, insbesondere weniger als 160 mm, insbesondere weniger als 130 mm, insbesondere weniger als 90 mm betragen.
Das Heizelement kann eine erste Hauptfläche und eine parallel dazu angeordnete zweite Hauptfläche aufweisen. Dabei kann das Leitungssystem zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche angeordnet sein. Die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche können auch als die Hauptflächen bezeichnet werden, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Heizelements ausgerichtet sind. Wenn das Heizelement für eine Fußbodenheizung oder für eine Deckenheizung genutzt wird, so sind die Hauptflächen waagerecht ausgerichtet, entsprechend bei einem Einsatz als Wandheizung sind die Heizelemente senkrecht ausgerichtet. Dabei können die Hauptflächen, d.h. die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche, aus einer Folie und gleichzeitig oder alternativ aus einer Platte geformt sein. So können die Hauptflächen auch als Hauptebenen bezeichnet werden. Die Leitungssegmente können zwischen den Folien oder Platten angeordnet sein. So kann das Heizelement drei Ebenen aufweisen: die erste Hauptfläche oder erste Hauptebene, die zweite Hauptfläche oder zweite Hauptebene sowie eine zwischen den beiden Hauptflächen oder Hauptebenen angeordnete Leitungsebene, in der das Leitungssystem angeordnet oder ausgebildet ist.
Die Folie und ergänzend oder alternativ die Platte, welche die Hauptflächen bilden, können eine Kunststofffolie und ergänzend oder alternativ einer Kunststoffverbundfolie und ergänzend oder alternativ eine Aluminium-Verbundfolie und ergänzend oder alternativ eine Silikonfolie und ergänzend oder alternativ ein fluiddichtes Material, insbesondere eine fluiddichte Folie und ergänzend oder alternativ ein fluiddichtes Gewebe, umfassen oder hieraus gefertigt sein.
So kann es sich bei der Folie oder Platte um Kunststofffolien und Mehrschicht Kunststofffolien (Kunststoffverbundfolien) mit ein oder mehreren Schichten aus u.a. PE (Polyethylen), LDPE (Low Density Polyethylen), MDPE (Middle Densitiy Poly Ethylen), HOPE (High Density Polyethylen), PET (Polyethylen Terephtalat), CVOH (dient vor allem als Sauerstoffschutzschicht) oder Kautschuk (Natur und synthetischer) handeln. Weiterhin kann es sich bei der Folie oder Platte um Aluminium-Verbundfolien, häufig bestehend aus Aluminium, LDPE und ggf. PET handeln oder alternativ um Silikonfolien. Allgemein kann die Folie oder Platte fluiddichte Materialien aufweisen, beispielsweise beschichtetes Papier oder beschichtete Pappe, oder fluiddichte Folien allgemein oder auch fluiddichte Gewebe.
Das Leitungssystem kann aus demselben Material wie die Folien oder Platten geformt sein. So kann das Leitungssystem auch aus den Folien und ergänzend oder alternativ den Platten ausgeformt sein.
Ein erfindungsgemäßes Temperiersystem umfassend eine Anzahl von Heizelementen, entsprechend einer Ausführungsform oder einer Variante einer zuvor beschriebenen Ausführungsform, auf sowie ferner eine Temperierungsanlage zum Temperieren eines Fluids sowie einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, welche eingerichtet ist, die Temperierungsanlage derart anzusteuern, dass das Fluid in einer vorbestimmten Temperatur am Vorlauf bereitstellbar ist, sowie eine Anzahl von Abschnittsreglern zum Öffnen und Schließen des Vorlaufs je Heizelement, und eine Anzahl von Abschnittssteuereinrichtungen, die jeweils ausgebildet sind, eine Ist-Temperatur einzulesen und unter Verwendung der Ist-Temperatur und einer vorabdefinierten Soll-Temperatur zumindest einen Abschnittsregler der Anzahl von Abschnittsreglern anzusteuern, um den Vorlauf des der jeweiligen Abschnittssteuereinrichtung zugeordneten Heizelements zu öffnen und/oder zu schließen. Bei der Ist-Temperatur und der Soll-Temperatur handelt es sich um Temperaturwerte, beispielsweise kann es sich bei der Ist-Temperatur um einen Temperaturwert handeln, der von einem Raumtemperatursensor erfasst wurde und eine Temperatur des zu temperierenden Raumes repräsentiert. Bei der Soll-Temperatur kann es sich um einen an einem Regler oder Stellelement eingestellten Temperaturwert handeln, den der Anwender als Zielvorgabe eingestellt hat.
Unter einer Temperierungsanlage kann eine Heizeinrichtung, eine Heizungsanlage, eine Klimaanlage oder ein Kühlsystem oder eine Kombination daraus verstanden werden. So kann die Temperierungsanlage ausgebildet sein, das Fluid auf eine vorgegebene Soll-Temperatur für den Vorlauf zu bringen, d.h. sowohl zu heizen als auch alternativ zu kühlen und somit das Fluid entweder zu erwärmen oder abzukühlen.
Die erfinderische Idee lässt sich auch in einem Verfahren zum Herstellen eines Heizelements umsetzen. Hierbei werden eine erste Folie oder Platte als erste Hauptfläche oder erste Hauptebene und eine zweite Folie oder Platte als zweite Hauptfläche oder zweite Hauptebene bereitgestellt. Dabei werden die beiden Hauptflächen parallel zueinander ausgerichtet. In einem Schritt wird ein netzartiges Leitungssystem zwischen den beiden Hauptebenen ausgeformt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Flächentemperierung weist einen Schritt des Bereitstellens, einen Schritt des Leitens, einen Schritt des Verzweigens, einen Schritt des Vereinigens sowie einen Schritt des Abgebens auf. Dabei werden die Schritte des Verzweigens, Leitens und Vereinigens wiederholt ausgeführt. Im Schritt des Bereitstellens wird ein Fluid in einem Vorlauf eines Heizelements bereitgestellt. Im darauffolgenden Schritt des Leitens wird das Fluid in einem Leitungssegment eines Leitungssystems des Heizelements geleitet. Darauf folgt ein Schritt des Verzweigens des Fluids aus dem Leitungssegment in zumindest zwei weitere Leitungssegmente des Leitungssystems. Im Schritt des Vereinigens wird das Fluid aus den zumindest zwei weiteren Leitungssegmenten in zumindest ein anderes weiteres Leitungssegment des Leitungssystems vereinigt. Im abschließenden Schritt des Abgebens wird das Fluid an einen Rücklauf des Heizungssystems abgegeben.
Nach dem Schritt des Verzweigens folgt ein Leiten des Fluids in den zwei weiteren Leitungssegmenten. Darauf schließt sich erneut ein Schritt des Verzweigens an oder ein Schritt des Vereinigens. So kann auch eines der zumindest zwei weiteren Leitungssegmente erneut verzweigt werden wohingegen ein anderes der zumindest zwei weiteren Leitungssegmente mit einem weiteren Leitungssegment vereinigt werden. Dabei ist das Verzweigen und Vereinigen immer aus der Perspektive des Fluids zu betrachten, d.h. das in den Leitungssegmenten geleitete Fluid wird verzweigt oder vereinigt, beziehungsweise ein in dem Leitungssystem strömender Fluidstrom wird verzweigt oder zumindest zwei separate Fluidströme werden zu einem Fluidstrom vereinigt, wobei hierzu immer entsprechende Leitungssegmente zum Leiten des Fluids vorgesehen sind.
Die Schritte des Verzweigens und Vereinigen oder die Schritte des Verzweigens, Leitens und Vereinigens können zumindest 20 Mal, insbesondere zumindest 42 Mal, insbesondere zumindest 150 Mal, insbesondere zumindest 300 Mal, insbesondere zumindest 1000 Mal, wiederholt ausgeführt werden. So kann das Verfahren zur Flächentemperierung eine Fläche von zumindest 5 oder von zumindest 15 oder vorteilhaft von zumindest 42 Quadratmetern temperieren.
Die Schritte des Verzweigens und Vereinigen oder die Schritte des Verzweigens, Leitens und Vereinigens können pro Quadratmeter zu temperierender Fläche zumindest 7 Mal, insbesondere zumindest 20 Mal, insbesondere zumindest 42 Mal, insbesondere zumindest 80 Mal, insbesondere zumindest 150 Mal, , insbesondere zumindest 300 Mal, wiederholt ausgeführt werden.
Figurenliste
Die erfinderische Idee soll im Folgenden mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben werden. Die folgende Beschreibung ist aber als rein beispielhaft anzusehen. Die Erfindung ist allein durch den Gegenstand der Ansprüche bestimmt. Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Dabei werden für gleiche oder gleichwirkende Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet. Weiterhin werden der leichteren Lesbarkeit und Zuordenbarkeit halber Bezugszeichen auch für Merkmale verwendet, wenn diese in der beschriebenen Figur nicht dargestellt sind. Es zeigen:

1a & 1b eine vereinfachte Darstellung eines Hauses mit einem Temperiersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Aufsicht auf ein Heizelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 Seitenansichten eines Schnitts von vier Varianten von Heizelementen gemäß vier verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
4 - 18 schematische Aufsichten auf Heizelemente gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
19 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Flächentemperierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
20 ein weiteres Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Flächentemperierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Figurenbeschreibung und Beschreibung der Erfindung
Die Fußbodenheizung ist eine Flächenheizung, die Räume üblicherweise mittels im Fußboden verlegter Rohre beheizt, z.B. in einer mäanderförmigen Verlegung einer einzelnen Rohrstrecke. Charakteristisch an den Flächenheizungen im Stand der Technik ist der quasi eindimensionale Fluid-Durchlauf entlang der einen Rohrstrecke ohne Abzweigungen für mindestens einen Bereich. Um nun einen schnelleren Durchlauf bei gleichzeitig mindestens gleicher Temperaturabgabe zu erreichen, wird anstelle von den bekannten Rohrleitungen in Fußbodenheizungen eine netzartige Kanalstruktur vorgeschlagen. Innerhalb dieser Struktur befinden sich zahlreiche Verzweigungen im Netz, die unter Ausnutzung von Strömungsprinzipien, wie etwa dem Venturi-Effekt, trotzdem durchströmt werden. Diese neuartige Form der Fluid-Flächentemperierung soll eine regelbare Fußbodenheizung ermöglichen. Umgesetzt werden soll die netzartige Struktur in einem Ausführungsbeispiel durch zwei Flächen (z.B. Folien), die so miteinander gefügt werden, dass zwischen Ihnen ein durchströmbarer Hohlraum gebildet wird, welcher großflächig Wärme abgeben bzw. aufnehmen kann. Der gesamte Hohlraum wird wiederum aus miteinander verbundenen Hohlräumen gebildet.
1a zeigt eine schematische Darstellung eines Hauses 100 mit einem Temperiersystem 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem Haus 100 ist zumindest ein Raum 102 mit einem Fußboden 104, in dem eine Fußbodenheizung 106 angeordnet ist. Die Fußbodenheizung 106 weist zumindest ein Heizelement 110 auf. Das Heizelement 110 ist Teil eines Temperiersystems 108, welches in den 1b detaillierter beschrieben ist.
1b zeigt eine schematische Darstellung eines Hauses 100 mit einem Temperiersystem 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Temperiersystem 108 ist vorgesehen als Fußbodenheizung in dem Haus 100. Hierzu weist das Temperiersystem 108 eine Anzahl von Heizelementen 110, eine Temperierungsanlage 112 zum Temperieren eines Fluids 114 sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 116, welche eingerichtet ist, die Temperierungsanlage 112 derart anzusteuern, dass das Fluid 114 in einer vorbestimmten Temperatur T am Vorlauf 118 bereitstellbar ist, sowie eine Anzahl von Abschnittsreglern 120 zum Öffnen und Schließen des Vorlaufs 118 je Heizelement 110 und eine Anzahl von Abschnittsteuereinrichtungen 122 auf. Die Abschnittsteuereinrichtungen 122 sind jeweils ausgebildet, eine Ist-Temperatur T_ist einzulesen und unter Verwendung der Ist-Temperatur T_ist und einer vorabdefinierten Soll-Temperatur T_soll zumindest einen Abschnittsregler 120 der Anzahl von Abschnittsreglern 120 anzusteuern, um den Vorlauf 118 der jeweiligen Abschnittsteuereinrichtung 122 zugeordneten Heizelements 110 zu öffnen und/oder zu schließen.
Die Temperierungsanlage 112 ist eingerichtet, das Fluid 114 am Vorlauf temperiert bereitzustellen. über den Vorlauf 118 wird das Fluid 114 an die Abschnittsregler 120 geleitet und von dort in das Leitungssystem 228 (siehe 2 und 4 ff) des zugeordneten Heizelements 110. Der Abschnittsregler 120 kann als ein Regel-Ventil ausgebildet sein. Aus dem Leitungssystem 228 strömt das Fluid 114 über einen Rücklauf 124 zurück zur Temperierungsanlage 112. Vorlauf 118 und Rücklauf 124 sind als Leitungen für das Fluid 114 ausgebildet. So sind Vorlauf 118, Rücklauf 124 sowie Leitungssystem 228 fluiddicht ausgebildet und auch fluiddicht miteinander gekoppelt, wobei noch Abschnittsregler 120 dazwischengeschaltet sein können.
2 zeigt ein Heizelement 110 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Heizelement 110 ist eingerichtet zur Flächentemperierung mit einem Fluid 114. Wie in 1a und 1b ersichtlich ist das Heizelement 110 insbesondere eingerichtet einen Fußboden 104 (hier nicht dargestellt) zu temperieren. Das Heizelement 100 weist einen Einlauf 226 für den Vorlauf 118 sowie einen Auslauf 450 für den Rücklauf 124 zu einer Temperierungsanlage 112 (hier nicht dargestellt). Der Auslauf 450 ist in 2 noch nicht explizit dargestellt, es wird hier auf 4 ff verwiesen. Der Einlauf 226 ist mit einem netzartig ausgebildetem Leitungssystem 228 verbunden.
Das Leitungssystem 228 wird durch eine Vielzahl von Leitungssegmenten 230 gebildet. Die Leitungssegmente 230 sind ausgebildet, das Fluid 114 zu leiten. Mit anderen Worten kann das Fluid durch diese strömen. Somit handelt es sich bei den Leitungssegmenten 230 in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel um Leitungen oder Rohre oder Kanäle zum Leiten des Fluids 114. Bei dem Fluid 114 kann es sich in einem Ausführungsbeispiel um Wasser handeln. Bei den Leitungssegmenten 230 handelt es sich bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel um gerade Leitungssegmente 230, welche an Koppelstellen 232 miteinander verbunden sind, dass ein fluiddichtes Leitungssystem 228 entsteht. In diesem Ausführungsbeispiel sind an den Koppelstellen 232 zwei bis drei Leitungssegmente 230 miteinander verbunden, sodass durch die Leitungssegmente 230 strömendes Fluid 114 an den Koppelstellen 232 entweder von einem Leitungssegment 230 kommend in zwei andere Leitungssegmente 230 verzweigt wird oder dass aus zwei Leitungssegmenten 230 zur Koppelstelle 232 strömendes Fluid 114 an der Koppelstelle 232 zusammenströmt und in ein anderes, drittes Leitungssegment 230 vereinigt wird. In 2 wird das durch das Leitungssystem 228 strömende Fluid 114 sowie die Strömungsrichtung durch kleine Pfeile repräsentiert.
Die Leitungssegmente 230 sind derart miteinander verbunden, dass „Flächen“ 234 umschlossen werden, zumindest stellen sich die in der Ebene des Leitungssystems 228 umschlossenen Räume in einer zweidimensionalen Darstellung von oben bzw. als Schnitt dargestellt, als solche Flächen 234 dar. Diese Flächen 234 sind bei im Wesentlichen gerade ausgeformten Leitungssegmenten 230 als Vielecke ausgeformt. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vielecke oder zumindest die Mehrzahl der Vielecke als Sechsecke ausgeformt. Die Leitungsquerschnitte 236 der einzelnen Leitungssegmente 230 sind hier konstant oder gleich - in anderen Ausführungsbeispielen variieren diese jedoch.
Der Abstand 238 von zwei an einer der Flächen 234 gegenüberliegenden Leitungssegmenten 230 kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 50 mm und 200 mm liegen. Dies ist unter anderem von den Leitungsquerschnitten 236, der Temperatur des Fluids 114 und der Temperaturdifferenz zur Ist-Temperatur T_ist in dem zu beheizenden Raum 102 oder des zu temperierenden Körpers abhängig. Im Zweifel ist hier eine thermodynamische Simulation durchzuführen, um die idealen Leitungsquerschnitte 236 und die ideale Größe der Flächen 234 zu bestimmen.
Abstrakt kann das Heizelement 110 beschrieben werden, dass zwei Flächen wie beispielsweise zwei Folien so miteinander gefügt werden, dass zwischen Ihnen ein durchströmbarer Hohlraum gebildet wird, welcher großflächig Wärme abgeben bzw. aufnehmen kann. Der gesamte Hohlraum wird wiederum aus miteinander verbundenen Hohlräumen gebildet. Anstelle eines (Heizungs-)Rohres wird ein netzartiges Leitungssystem 228, auch als Kanalsystem zu bezeichnen, erstellt und verwendet. Für die Netzstruktur sind viele Varianten denkbar. Strömungstechnisch dürfte eine hexagonale Struktur wie diese in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umgesetzt ist, eine sehr gute Wahl sein. Prinzipiell kann die Struktur einheitlich sein, aber auch variieren oder chaotisch sein bzw. wirken.
Das Fluid 114 durchströmt somit nicht mehr einen langen Kanal, sondern verzweigt und vereinigt sich und durchströmt viele kleine Kanäle/Hohlräume des Leitungssystems 228. Da die Kanäle immer wieder mit anderen Kanälen verbunden sind, kann die Wärmeübertragung durch erzwungene Turbulenz erhöht werden. Der Venturieffekt sorgt dafür, dass jeder Kanal auch durchströmt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Kanäle wird sich unterscheiden, wodurch eventuell einzelne Bereiche dann zeitverzögert die gewünschte Temperatur erreichen.
3 zeigt vier verschiedene Varianten des Aufbaus von Heizelementen 110 gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Allen vier Varianten ist gemeinsam, dass zwei Hauptflächen 340, 342 parallel zueinander ausgerichtet sind (senkrecht zur Bildebene) und zwischen den beiden Hauptflächen 340, 342 das Leitungssystem 228. Die erste Hauptfläche 340 sowie die zweite Hauptfläche 342 können dabei aus einer Folie oder einer Platte geformt sein. Weiterhin können die Flächen 234 in den Folien oder Platten der Hauptflächen 340, 342 auch entfernt werden und das Heizelement 110 letztlich nur aus dem Leitungssystem 228 oder den das Leitungssystem 228 bildenden Leitungssegmenten 230 bestehen.
In den Ausführungsbeispielen a) bis c) sind die Hauptflächen 340, 342 im Wesentlichen aus Folien gebildet, die derart miteinander verbunden sind, dass die entstandenen Stege das Leitungssystem 228 bilden. Im vierten Ausführungsbeispiel d) der 3 sind auch zwei Folien miteinander gefügt, um das Leitungssystem 228 zu bilden. Hier ist jedoch das Leitungssystem beispielsweise hydraulisch geweitet (expandiert) worden, wohingegen die Flächen zwischen den Leitungssegmenten 230 der beiden Folien aufeinanderliegend verbleiben. In diesem Fall können die Hauptflächen 340, 342 eher als Umhüllende bezeichnet werden. In diesem Fall sind die Hauptflächen 340, 342 nicht physisch ausgebildet, bzw. nur im Bereich des Leitungssystems 228.
Um die Durchströmung des Leitungssystems 228, auch als Netz bezeichnet, zu beeinflussen, können und sollten gezielt einzelne Leitungssegmente 230, auch als Kanäle bezeichnet, verschlossen werden. Auch unterschiedliche Kanalgrößen (und somit unterschiedliche Querschnittsflächen, d.h. Leitungsquerschnitte 236) könnten realisiert werden. Kleine Leitungsquerschnitte 236, d.h. Querschnittsflächen der Kanäle, sollten bei einer Fußbodenheizung zu einer geringeren erforderlichen Estrich-Aufbauhöhe führen. Für eine gute Wärmeverteilung ist hierfür das Leitungssystem 228, d.h. die Netzstruktur, entsprechend auszulegen. Ein engmaschiges Netz mit kleinen Kanälen sollte beispielsweise zu einer guten Wärmeverteilung führen. Das netzartige Leitungssystem 238 führt des Weiteren dazu, dass der maximal zurückgelegte Weg des Fluids 114 deutlich reduziert wird. Der maximale Weg verläuft in der Regel am Rand des Netzes entlang. Bei einem Raum von 3 x 4 m müsste das Wasser ein konventionelles Rohr von ca. 55 m -105 m Länge durchfließen, bei dem netzartigen Leitungssystem 228 wären dies maximal ca. 14 m. (Wenn man von teilweise verschlossenen Kanälen ausgeht, wie dies in 4 ff dargestellt ist, um die Fläche gut zu durchströmen, wäre der minimale Weg weniger als 5 bis 8 m lang. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf die Regelbarkeit aus.
Des Weiteren wird das Temperiersystem 108 beziehungsweise das Heizelement 110 leichter reparierbar. Sollte es ein Loch geben, kann der einzelne Kanal, beziehungsweise das einzelne Leitungssegment 230, verschlossen werden. Hierdurch wird zwar lokal eine Stelle des Heizelements 110 schlechter temperiert, aber der Rest wird weiterhin temperiert. Im Reparaturfall könnte das Leitungssystem 228 trockengelegt werden (Trockenlegen des Heizkreises), dann das Loch oder der undichte Bereich aufgebohrt oder freigelegt werden und dieser verschlossen werden, beispielsweise durch Silikon, Klebstoff oder ein Verschweißen. Anschließend würde ein Dichtigkeitstest durchgeführt werden und das Bohrloch wieder verschlossen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die schnelle Verlegbarkeit. Ausfalten des Heizelements 110, gegebenenfalls Anpassen der äußeren Kontur an räumliche Gegebenheiten sowie Verschließen einzelner Kanäle. Derartige netzartige Leitungssysteme 228 (Kanalsysteme) könnten für die Verlegung individuell erstellt werden. Dies dürfte sich jedoch nur für spezielle Raumgeometrien lohnen. Vorteilhafterweise werden die Heizelemente 110 jedoch standardisiert, gegebenenfalls quasi endlos, gefertigt. Hierdurch müssen die Heizelemente 110 oder die netzartigen Leitungssysteme 228 (Netzkanäle) in dem verlegten Raum zwar eventuell an ein oder mehreren Rändern beschnitten und verschlossen werden, allerdings lässt sich die Varianz an unterschiedlichen Standardnetzen erheblich reduzieren, was für das Heizelement-produzierende Unternehmen wirtschaftlich von Vorteil ist. Abgesehen von Fußbodenheizungen sind auch weitere Einsatzfelder denkbar. Beispielsweise könnte ein entsprechendes Heizelement 110 auch eine Fläche anderer geometrischer Körper wie beispielsweise zylindrische Körper erwärmen. Bei zweckmäßiger Material- und Fluidwahl kann der Temperaturbereich auch deutlich erweitert werden (z.B. Silikonfolien bis 200°C).
4 bis 18 zeigen schematische Aufsichten auf Heizelemente 110 gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt eine Darstellung der hexagonalen Struktur inkl. Zu- 226 und Abflussöffnungen 450. Einige Leitungssegmente 230 der gleichmäßigen Struktur des Leitungssystems 228 sind verschlossen, um die Strömung des Fluids 114 zu beeinflussen und das Heizelement 110 komplett zu durchströmen. 5 unterscheidet sich von 4 im Wesentlichen durch die Ausformung der Flächen 234 und somit der Leitungssegmente 230 im Randbereich. 6 unterscheidet sich von 4 durch die Ausformung der Flächen 234 und somit der Leitungssegmente 230. Die Flächen 234 sind als Rechtecke beziehungsweise als Quadrate ausgeformt, wobei eine Reihe zur benachbarten immer um die Hälfte einer Fläche 234 versetzt ist. Im Gegensatz hierzu sind in 7 die quadratisch ausgeformten Flächen in Reihen und Spalten zueinander ausgerichtet. Im Unterschied zu dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind somit die Kopplungsstellen 232 als Kreuzung von vier Leitungssegmenten 230 ausgebildet, wohingegen in dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel an den Kopplungsstellen 232 immer drei Leitungssegmente 230 zusammentreffen.
8 bis 10 zeigen eine neue Varianz. Die Leitungssegmente 230 des Leitungssystem 228 umschließen eine Vielzahl von kreisförmigen Flächen 234, d.h. eine Anzahl der gleichgeformten Flächen ist als Kreis oder zumindest als Kreissegment ausgeformt. In 8 sind jeweils benachbarte „Spalten“ der Flächen 234 versetzt zueinander angeordnet wohingegen in 9, ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 7, die Flächen 234 sowohl in Spalten als auch Zeilen regelmäßig zueinander ausgerichtet sind. Das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel baut auf dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel auf, wobei in den größeren Zwischenräumen durch die regelmäßige Anordnung von kreisförmigen Flächen 234 weitere kleine kreisförmige Flächen 234 angeordnet sind.
11 und 12 unterscheiden sich grundlegender von den anderen Ausführungsbeispielen. Hier sind nur quasi punktförmige Stützstellen zwischen den (nicht dargestellten) Hauptflächen 340, 342 ausgeformt sowie eine gerade Barriere, um das Fluid zumindest ansatzweise durch die gesamte Fläche des Heizelements 110 zu leiten.
13 und 14 zeigen eine weitere Variante der in 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele, wobei die verschlossenen Leitungssegmente 230 variiert wurden, um ein anderes Strömungsverhalten des Fluids 114 zu erzielen.
In 15 sind die Flächen 234 als Achtecke (Oktagon) mit dazwischen angeordneten Rauten oder quadratischen Flächen 234 ausgeformt. 16 bis 18 zeigen dann noch dreieckige Flächen 234 zwischen den Leitungssegmenten 230 des Leitungssystems 228. In 18 ist auch eine Änderung der Leitungsquerschnitte 236 zu sehen.
19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Flächentemperierung mit einem Schritt S1 des Bereitstellens eines Fluids in einem Vorlauf eines Heizelements, einem Schritt S2 des Leitens des Fluids in einem Leitungssegment eines Leitungssystems des Heizelements, einem Schritt S3 des Verzweigens des Fluids aus dem Leitungssegment in zumindest zwei weitere Leitungssegmente des Leitungssystems, einem Schritt S4 des Vereinigens des Fluids aus den zumindest zwei weiteren Leitungssegmenten in zumindest ein anderes weiteres Leitungssegment des Leitungssystems, sowie einem Schritt S5 des Abgebens des Fluids an einen Rücklauf des Heizungssystems, wobei die Schritte des Verzweigen S3 und Vereinigen S4 wiederholt ausgeführt werden, wobei in jeweils zusätzliche weitere Leitungssegmente verzweigt oder vereinigt wird, wobei die Leitungssegmente netzartig miteinander verbunden sind.
Dabei werden die Schritte des Verzweigen S3 und Vereinigen S4 je nach Größe des Heizelements 110 und der Größe und Form der Flächen 234 oder der Länge der Leitungssegmente 230 zumindest 42 Mal wiederholt, insbesondere vorteilhaft zumindest 300 Mal, insbesondere zumindest 1000 Mal, wiederholt ausgeführt. Das Fluid kann auf einer Fläche von einem Quadratmeter zumindest 7, insbesondere zumindest 20, insbesondere zumindest 42, insbesondere zumindest 80, insbesondere zumindest 150, insbesondere zumindest 300 Mal verzweigt und/oder vereinigt werden. So können eine entsprechende Anzahl an Kopplungsstellen pro Quadratmeter vorgesehen sein.
20 zeigt das Verfahren zur Flächentemperierung in einem im Vergleich zu 19 abgewandelten Ablaufdiagramm. Das Fluid wird über einen Zufluss bereitgestellt. Dann fließt das Fluid 114 durch miteinander verbundene Kanäle durch das System. Am Ende verlässt das Fluid 114 das System durch einen Abfluss.
An jedem Punkt (Knotenpunkt, auch als Kopplungsstelle 232 bezeichnet) im System (auch als Leitungssystem 228 bezeichnet), an dem mehrere Kanäle, auch als Leitungssegmente 230 bezeichnet, aufeinander treffen, verzweigen und/oder vereinigen sich die Fluidströme. (Bei nur drei Kanälen, verzweigt sich ein Fluidstrom in zwei Fluidströme oder vereinigen sich zwei Fluidströme zu einem Fluidstrom).
Zumindest eine Vielzahl von Verzweigungen und Vereinigungen sollten zu turbulenten Strömungen führen. Turbulente Strömung verbessert die Wärmeabgabe bzw. -aufnahme. Auch wenn das Fluid 114 bei Systemeintritt laminar fließen sollte, sollte mit jeder weiteren Verzweigung und jeder weiteren Vereinigung aufgrund der damit verbundenen Richtungsveränderung (dreidimensional) die Turbulenz zunehmen.
Insbesondere die bei einer Verzweigung angeströmten Stellen, an denen sich die Kanäle trennen, werden die Wärme besser aufnehmen bzw. abgeben. Je größer die Verästelung des Kanalsystems, desto größer ist der tendenziell mögliche Massenstrom (u.a. abhängig von der Kanalgröße beziehungsweise dem Leitungsquerschnitt 236). An jedem Knotenpunkt, ist davon auszugehen, dass jeder Kanal durchströmt wird. Sollte in einem Kanal das Fluid (quasi) stillstehen, so wird es durch das vorbeifließende Fluid herausgesaugt (Venturi-Effekt) oder hineingedrückt. Ein stationärer Gleichgewichtszustand, bei dem das Fluid in einem Kanal tatsächlich stehen bleibt, dürfte sich in der Praxis u.a. aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten nicht einstellen. Eine Ausnahme dürfte es lediglich sein, wenn der Kanal einseitig verschlossen ist. In diesem Fall dürfte es lediglich Verwirbelungen an der offenen Seite geben. Aufgrund des zunehmenden Temperaturunterschiedes, aufgrund der laufenden Wärmeabgabe oder -aufnahme, würde sich jedoch auch in einem solchen geschlossenen Kanal das Wasser mit der Zeit umwälzen und mit dem vorbeiströmenden Fluid wieder vermischen.
Um ein Heizelement 110 entsprechend einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele herzustellen, werden zwei Folien oder Platten oder eine Kombination daraus bereitgestellt. In einem folgenden Arbeitsschritt können diese stoffschlüssig gefügt werden, beispielsweise verschweißen oder versiegeln der beiden Folien. Dies kann beispielsweise per Lötkolben, Heizstempel, Laserstrahl, Ultraschall oder in einem Ofen erfolgen. Weiterhin könnten die Folien und/oder Platten auch durch Kleben (auch Heißkleben) stoffschlüssig gefügt werden oder mit Zusatzmaterial zum Bilden der Stege stoffschlüssig gefügt werden.
Alternativ könnten die beiden Platten oder Folien auch formschlüssig oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden. So könnten die Folien und/oder Platten durch verschraubte Leisten oder eine Kombination aus Schraube, Unterlegscheiben und Mutter miteinander gefügt werden.
In einem Ausführungsbeispiel werden zwei Fluid-undurchlässige Folien, vorteilhafterweise KunststoffFolien, übereinandergelegt. Diese Folien können identisch sein oder sich unterscheiden. Vorteilhafterweise werden mehrschichtige Folien verwendet. Vorteilhafterweise aus zweckmäßigen Materialien wie bspw. LDPE (Low Density Polyethylen) sowie einer Sauerstoffschutzschicht (EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer) oder Aluminium) und einer Verschleißschutzschicht (beispielsweise ebenfalls aus LDPE). Alternativ kann eine Aluminium-Verbundfolie verwendet werden.
Die zwei Folien werden nun miteinander stoffschlüssig gefügt, beispielsweise durch Erhitzen, Ultraschallschweißen, Laserschweißen oder Kleben. Die Fügenähte (z.B. Schweißnähte) bilden die Netzgeometrie, beispielsweise viele Sechsecke, sodass sich zwischen den Sechsecken die fluiddichte, hexagonale Kanalstruktur bildet, sobald diese (beispielsweise hydraulisch) expandiert wird. Auch das vollständige oder weitgehend vollständige Sechseck kann stoffschlüssig gefügt sein. Die sechseckigen Flächen, welche nun von einer Schweißnaht umgeben sind, könnten auch herausgetrennt werden. Hierdurch entsteht erst ein Netz. Vorher wäre es eine große Fläche, auch als Matte bezeichnet, mit einem Schweißmuster. Beim Heraustrennen dürfen die Schweißnähte nicht beschädigt werden.
Zusätzlich werden mindestens jeweils eine Öffnung für Zufluss- und Abflussanschluss gelassen. Zusätzlich werden die äußeren Kanäle verschlossen, sodass das Kanalsystem nur noch Zufluss und Abflussöffnungen hat. Der Zu- und Abflussbereich kann auch vergrößert werden, um hierdurch die Durchströmung zu verbessern. Innerhalb des Netzes können einzelne Kanäle verschlossen werden, um so die Durchströmung zu beeinflussen. Das Netz/ die Matte (also das Heizelement 110), lässt sich dann transportgerecht falten oder aufrollen. Am Einsatzort kann das Netz schnell und einfach ausgelegt werden. Gegebenenfalls ist ein Befestigen des Netzes am Boden erforderlich. Hier kann zum Beispiel auf das konventionelle „Tackern“, wie bei den konventionellen Rohren, zurückgegriffen werden.
Bezugszeichenliste

100: Haus
102: Raum
104: Fußboden
106: Fußbodenheizung
108: Temperiersystem
110: Heizelement
112: Temperierungsanlage
114: Fluid
116: Steuer- und/oder Regeleinrichtung
118: Vorlauf
120: Abschnittsregler
122: Abschnittsteuereinrichtungen
124: Rücklauf
226: Einlauf / Zulauf
228: Leitungssystem
230: Leitungssegmente
232: Kopplungsstelle
234: Fläche
236: Leitungsquerschnitt
238: Abstand (Durchmesser der Fläche)
340: erste Hauptfläche
342: zweite Hauptfläche
450: Auslauf /Abflussöffnung
T: Temperatur
Tist: Ist-Temperatur
Tsoll: Soll-Temperatur
S1 - S5: Verfahrensschritte

Claims

Heizelement (110) zur Flächentemperierung mit einem Fluid (114), insbesondere zum Temperieren eines Fußbodens (104), mit einem Einlauf (226) für den Vorlauf (118) und einem Auslauf (450) für den Rücklauf (124) zu einer Temperierungsanlage (112), wobei der Einlauf (226) und der Auslauf (450) über ein fluiddichtes Leitungssystem (228) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (228) netzartig ausgebildet ist.
Heizelement (110) gemäß Anspruch 1, wobei das Leitungssystem (228) eine Vielzahl von Leitungssegmenten (230) aufweist, die eine Vielzahl von Flächen (234), insbesondere gleichgeformten Flächen (234), umschließen.
Heizelement (110) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Leitungssegmente (230) des Leitungssystems (228) eine Vielzahl von Kreisen und/oder Kreissegmenten umschließen.
Heizelement (110) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Leitungssystem (228) aus geraden Leitungssegmenten (230) gebildet wird, die derart miteinander verbunden sind, dass jeweils ein Vieleck umschlossen wird und das Leitungssystem (228) eine Vielzahl von den Vielecken aufweist.
Heizelement (110) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Vieleck ein Dreieck und/oder ein Viereck und/oder ein Sechseck ist.
Heizelement (110) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Leitungssegmente (230) gleiche und/oder unterschiedliche Leitungsquerschnitte (236) aufweisen.
Heizelement (110) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei ein Durchmesser der Flächen (234) und/oder ein Abstand von zwei an einer der Flächen (234) gegenüberliegenden Leitungssegmenten (230) größer als 50 mm, insbesondere größer als 100 mm, insbesondere größer als 150 mm und/oder weniger als 200 mm, insbesondere weniger als 160 mm, insbesondere weniger als 130 mm beträgt.
Heizelement (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Heizelement (110) eine erste Hauptfläche (340) und eine parallel dazu angeordnete zweite Hauptfläche (342) aufweist, wobei das Leitungssystem (228) zwischen der ersten Hauptfläche (340) und der zweiten Hauptfläche (342) angeordnet ist.
Heizelement (110) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, wobei die erste Hauptfläche (340) und die zweite Hauptfläche (342) aus einer Folie und/oder eine Platte geformt sind.
Heizelement (110) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, wobei die Folie und/oder die Platte eine Kunststofffolie und/oder einer Kunststoffverbundfolie und/oder eine Aluminium-Verbundfolie und/oder eine Silikonfolie und/oder ein fluiddichtes Material, insbesondere eine fluiddichte Folie und/oder ein fluiddichtes Gewebe, umfasst.
Temperiersystem (108) mit - einer Anzahl von Heizelementen (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, - einer Temperierungsanlage (112) zum Temperieren eines Fluids (114) sowie - einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (116), welche eingerichtet ist, die Temperierungsanlage (112) derart anzusteuern, dass das Fluid (114) in einer vorbestimmten Temperatur am Vorlauf (118) bereitstellbar ist, sowie - einer Anzahl von Abschnittsreglern (120) zum Öffnen und Schließen des Vorlaufs (118) je Heizelement (110), und - eine Anzahl von Abschnittsteuereinrichtungen (122), die jeweils ausgebildet sind, eine Ist-Temperatur (T_ist) einzulesen und unter Verwendung der Ist-Temperatur (T_ist) und einer vorabdefinierten Soll-Temperatur (T_soll) zumindest einen Abschnittsregler (120) der Anzahl von Abschnittsreglern (120) anzusteuern, um den Vorlauf (118) des der jeweiligen Abschnittsteuereinrichtung (122) zugeordneten Heizelements (110) zu öffnen und/oder zu schließen.
Verfahren zum Herstellen eines Heizelements (110), mit den Schritten Bereitstellen einer ersten fluiddichten Folie und/oder Platte und Bereitstellen einer zweiten fluiddichten Folie oder Platte sowie einem Schritt des Fügens der ersten fluiddichten Folie und/oder Platte und der zweiten fluiddichten Folie und/oder Platte, wobei die beiden fluiddichten Folien und/oder Platten derart miteinander gefügt werden, dass ein Heizelement (110) zur Flächentemperierung mit einem Fluid (114) mit einem Einlauf (226) für den Vorlauf (118) und einem Auslauf (450) für den Rücklauf (124) zu einer Temperierungsanlage (112), wobei der Einlauf (226) und der Auslauf (450) über ein fluiddichtes netzartiges Leitungssystem (228) miteinander verbunden sind, entsteht.
Verfahren zur Flächentemperierung mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen (S1) eines Fluids (114) in einem Vorlauf (118) eines Heizelements (110), b) Leiten (S2) des Fluids (114) in einem Leitungssegment (230) eines Leitungssystems (228) des Heizelements (110), c) Verzweigen (S3) des Fluids (114) aus dem Leitungssegment (228) in zumindest zwei weitere Leitungssegmente (230) des Leitungssystems (230), d) Vereinigen (S4) des Fluids (114) aus den zumindest zwei weiteren Leitungssegmenten (228) in zumindest ein anderes weiteres Leitungssegment (228) des Leitungssystems (230), e) Abgeben (S5) des Fluids (114) an einen Rücklauf (124) des Heizelements (110), f) wobei die Schritte des Verzweigens (S3) und des Vereinigens (S4) wiederholt ausgeführt werden, wobei in jeweils zusätzliche weitere Leitungssegmente (228) verzweigt oder vereinigt wird, wobei die Leitungssegmente (228) netzartig miteinander verbunden sind.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, wobei die Schritte des Verzweigens (S3) und Vereinigens (S4) zumindest 20 Mal, insbesondere zumindest 50 Mal, insbesondere zumindest 150 Mal, insbesondere zumindest 300 Mal, insbesondere zumindest 1000 Mal, wiederholt ausgeführt werden.