DE10261599A1 - Glass radiation heating for the rapid heating of a room using layers of glass and a heavy duty insulation - Google Patents

Glass radiation heating for the rapid heating of a room using layers of glass and a heavy duty insulation

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Abstract

The glass radiation heating is designed so that it consists of two glass layers separated from each other and rear side heavy duty insulation with mechanically fixed rear wall. The heat storage results in successive layers from the layer storage there. The structure consists of a sand blasted front glass panel of ESG glass (A), this surface has the task of spreading the heat radiation over large area in the room. After the front glass panel follows then a visible layer of high reflecting anodized aluminum sheet (B). Directly following this is an electric flat heating panel (C). A thin insulation (D) is then fitted behind the heating panel with spring for pressing the heater at the glass and aluminum panels. Behind this is the second ESG glass panel (EO) with drillings for the current supply to the flat heating panel. Then follows a heavy duty insulation panel (F) and finally a rear plate (G) which mechanically seals and is washable. The electric connection is made at a connection box (4) and a cable (5).

Description

1. Technisches Gebiet1. Technical field

Elektro/Heiztechnik Electric / heating

2. Stand der Technik2. State of the art

Elektrische Raumheizung mit erhöhtem Strahlungsanteil. Ein und doppelseitige gleichmäßige Beheizung von Glasplatten mit Heizleitern, sei es durch Flachheizungen, Kohlefaser oder Widerstandsdrähten EI. Isoliert oder nicht Isoliert. Electric space heating with increased radiation. Single and double sided even heating from Glass plates with heating conductors, be it through flat heaters, Carbon fiber or resistance wires EI. Isolated or not isolated.

3. Problem3rd problem

Bei Beheizung von dünnen Glasplatten ergibt sich eine schnelle Aufheizung, jedoch aufgrund der kleinen Masse nur eine geringe Wärmespeicherfähigkeit, welche bei der tarifbedingten Stromabschaltung nur sehr kurze Zeit nachheizt und somit nicht geeignet ist. When thin glass plates are heated, they heat up quickly, however, due to the small mass, only a small one Heat storage capacity, which is only a very short time with the tariff-related power cut-off reheated and is therefore not suitable.

Bei dicken Glas oder Steinplatten ist die Wärmespeicherfähigkeit ausgeprägter, jedoch ergibt sich das Problem der sehr langen Aufheizzeit, der trägen Reaktionszeit und der schwierigen Regelung der Raumheizung. With thick glass or stone slabs, the heat storage capacity more pronounced, but there is the problem of the very long heating-up time, the sluggish response time and the difficult regulation of space heating.

4. Erfindung4. Invention

Die Erfindung ist eine Elektroheizung mit Wärmeschichtspeicherung zur Raumbeheizung. Sie besteht aus 2 Glasschichten welche mittels Kohlefaserflies getrennt sind. Direkt hinter der ersten Glasplatte und vor der Kohlefasertrennung ist eine Flachheizung angebracht. Hinter der zweiten Glasschicht ist eine Hochleistungsisolierung ähnlich einer Thermoskannenisolierung (siehe Zeichnung) angebracht. Dies ermöglicht den Vorteil der schnellen Aufheizung und der hohen Wärmespeicherfähigkeit daher Schichtspeicherung. The invention is an electric heater with thermal layer storage for space heating. It consists of 2 layers of glass separated by carbon fiber tiles. Directly behind A flat heater is attached to the first glass plate and before the carbon fiber separation. Behind the second layer of glass is high-performance insulation similar to one Thermos insulation (see drawing) attached. This enables the advantage of quick Heating and the high heat storage capacity therefore layer storage.

Aufbaubeschreibung von vorne nach hintenAssembly description from front to back

Hinter der 1. auf der Oberseite glatten Glasplatte ist eine Schicht aufgebracht. Sie besteht aus einer Schicht Glimmerteilchen zur Wärmestreureflexion nach vorne in den Raum und einer darauffolgenden Siebdruckfarbschicht zur Optik. Dieser Beschichtungs aufbau wird beim Herstellungsschritt "Härten" in die Rückseite dieser ersten Glasscheibe eingeschmolzen und somit ohne Luftspalt verbunden. Dahinter ist eine el. Flachheizung welche mit einem wärmestrahlungsdurchlässigen isolierenden Kunststoff umhüllt ist. Diese wird mittels Aluminiumpulver + Aluminiumoxyd welche die Wärmeleitung zur ersten Glaslatte sicherstellt, angelegt. Hinter dieser Flachheizung ist ein nach vorne hochverspiegeltes Aluminiumblech zur Wärmestrahlungsreflexion angebracht. Nach dieser Flachheizung ist eine dünne dauerhaft federnde Isolierung aus schwarzem Kohlefaserflies angebracht. Dahinter ist die zweite unbehandelte ESG-Glasplatte und anschließend ein weiteres hochverspiegeltes Aluminiumblech angebracht um die Wärmestrahlung zur schwarzen Kohlefaserschicht hin zu reflektieren. Dahinter ist ein hochisolierendes dauerhaft federndes Glasnadelflies angebracht. Anschließend ist eine mechanisch feste Rückseite, welche nach hinten lackiert ist, angebracht. A layer is applied behind the 1st glass plate, which is smooth on the top. It consists of a layer of mica particles for heat reflection into the front Space and a subsequent screen printing ink layer for optics. This coating construction is in the manufacturing step "hardening" in the back of this first pane of glass melted down and thus connected without an air gap. Behind it is an el. Flat heater which is covered with an insulating plastic that is permeable to heat radiation. This is done using aluminum powder + aluminum oxide which is the heat conduction to the first Glass slat ensures, laid out. Behind this flat heater is one to the front highly reflective aluminum sheet attached for heat radiation reflection. After this Flat heating is a thin, permanently resilient insulation made of black carbon fiber fleece appropriate. Behind it is the second untreated toughened glass panel and then a Another highly reflective aluminum sheet attached to the heat radiation reflecting black carbon fiber layer. Behind it is a highly insulating one permanently resilient glass needle tile attached. Then one is mechanical fixed back, which is painted to the rear, attached.

Dieser Aufbau hat den entscheidenden Vorteil, das beim Einschalten der Glasstrahlungsheizung die erste entstehende Wärme der Flachheizung sofort in die vordere erste Glasplatte übertragen wird. Dadurch heizt die erste Glasplatte sehr schnell hoch. Durch die anschließende dünne federnde Kohlefaser Zwischenschicht wird die Wärmewanderung zur zweiten Glasplatte gerade so lange verzögert um ein Hochheizen der ersten Glasplatte auf Nenntemperatur zu gewährleisten und somit ein sehr schnelles Beheizen des eigentlichen Mediums (Raum) bei gleichzeitig sehr hoher Wärmespeicherfähigkeit zu ermöglichen. Gleichzeitig werden die entstehenden Wärmeausdehnungen der Gläser hiermit federnd aufgefangen. Die wichtige Wärmespeicherung der Glasstrahlungsheizung erfolgt jetzt auch in der zweiten Glasplatte, diese wird erst voll beheizt nachdem das vordere erste Glas durchgeheizt ist und die dünne Kohlefaserschicht eine gute Wärmeweiterleitung zuläßt. In der meist EW - tarifbedingten Abschaltzeit führt dieser Aufbau und diese Wirkungsweise zu einer längeren Wärmespeicherfähigkeit und somit zu einer gleichmäßigeren Raumtemperatur und somit auch zu einer Energieeinsparung Energieverluste nach hinten werden durch die angebaute Hochleistungsisolierung minimiert. Bezugszeichenliste zu der Zeichnung A Erste Glasplatte ESG mit rückseitiger eingeschmolzener Streuschicht, sowie bereits aufgebrachter Wärmeleitschicht
B Hochverspiegeltes Aluminiumblech anodisiert
C Elektroflachheizung
D Isolierung federnd zum Andrücken der Flachheizung an das Alu und Glas
E Zweite hintere Glasplatte ESG
F Reflexionsschicht Hochverspiegeltes Aluminiumblech anodisiert
G Hochleistungsisolierung
H Rückseitige lackierte Isolierplatte
1 Flachkopfschrauben
2 Siliconschlauch zum Abdichten und Schutzisolieren gegen Elektrischen Schlag
3 Siliconabspritzung um Strahlwasserschutz zu erreichen

  • 1. 4 Anschlußdose mit Zugentlastung
  • 2. 5 Anschlußkabel
  • 3. 6 Formmutter groß zum gleichmäßigen Andrücken
  • 4. 7 Thermostat
This structure has the decisive advantage that when the glass radiant heater is switched on, the first heat generated by the flat heater is immediately transferred to the front glass plate. As a result, the first glass plate heats up very quickly. Due to the subsequent thin elastic carbon fiber intermediate layer, the heat migration to the second glass plate is delayed just as long to ensure that the first glass plate heats up to nominal temperature and thus enables the actual medium (room) to be heated very quickly while at the same time having a very high heat storage capacity. At the same time, the resulting thermal expansion of the glasses is absorbed. The important heat storage of the glass radiant heater is now also carried out in the second glass plate, which is only fully heated after the front first glass has been heated and the thin carbon fiber layer allows good heat transmission. In the mostly EW - related shutdown time, this structure and mode of operation leads to a longer heat storage capacity and thus to a more uniform room temperature and thus also to energy savings. List of reference symbols for drawing A First glass plate ESG with melted-in scattering layer on the back, and already applied heat conducting layer
B Highly reflective aluminum sheet anodized
C Electric flat heating
D Resilient insulation for pressing the flat heating against the aluminum and glass
E Second rear glass panel ESG
F Reflection layer of highly reflective aluminum sheet anodized
G high performance insulation
H Lacquered insulating plate on the back
1 pan head screws
2 silicone hose for sealing and protective insulation against electric shock
3 Silicone spraying to achieve water jet protection

  • 1. 4 junction box with strain relief
  • 2. 5 connection cables
  • 3. 6 form nut large for even pressing
  • 4. 7 thermostat

Claims (19)

1. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei, durch ein Kohlefaserflies, getrennte, ca. 12 mm dicke Glasschichten und einer dahinter angebrachten Isolierung aus vernadelten Glasfasern sowie aus anodisierten Aluminium und einer Flachheizung besteht. Nach hinten ist eine mechanisch feste Rückwand aus einer lackierten abwaschbaren Isolierplatte angebracht (siehe Zeichnung). Die Wärmespeicherung erfolgt in aufeinander folgenden Schichten daher Schichtspeicherung.
Aufbaubeschreibung von vorne nach hinten.
Die erste 12 mm ESG-Glasplatte hat 4 Bohrungen zur späteren Verschraubung und Befestigung, Hinter der ersten auf der Vorderseite glatten Glasplatte sind 2 flache dünne Schichten aufgebracht. Die erste Schicht besteht aus Glimmerteilchen um eine Wärmestreureflexion in alle Richtungen im zu beheizenden Raum zu ermöglichen und einer darauffolgenden Siebdruckfarbschicht um die Optisch schöne Glasfarbe zu unterstützen. Dieser Beschichtungsaufbau wird beim Herstellungsschritt des ESG Glases "Härten" in die Rückseite dieser ersten Glasscheibe eingeschmolzen und somit ohne Luftspalt verbunden. Die Glasplatte und die nachfolgende Flachheizung wird mit einer Wärmeleitschicht aus Aluminiumpulver und Aluminiumoxyd beschichtet. Dahinter folgt direkt anliegend die el. Flachheizung, eingeschlossen in Wärmestrahlungs durchlässiges klares el. isolierendes handelsübliches Kunststoffmaterial. Hinter dieser Flachheizung ist ein nach vorne hochverspiegeltes anodisiertes dünnes Aluminiumblech, zur Wärmestrahlungsreflexion angebracht. Das Aluminiumblech hat gleichzeitig die zweite Aufgabe eine bessere mechanische Andruckverteilung der Flachheizung an die erste Glasheizung sicherzustellen sowie eine Wärmeverteilung durch die hohe Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums zu gewährleisten. Nach diesem dünnen Aluminiumblech ist eine dünne dauerhaft federnde Zwischenschicht angebracht. Diese Zwischenschicht ist eine dünne Isolierung aus schwarzem Kohlefaserflies welche die Wärmeweiterleitung für eine begrenzte Zeit verhindert und dann Wärmeleitend wird. Diese Zeit wird durch die Stärke des Kohlefaserflieses, der Temperatur und in folgedessen auch von der Leistung der Heizung bestimmt. Diese Funktion wirkt von vorne nach hinten und beim Abkühlen wieder von hinten nach vorne. Dahinter ist die zweite unbehandelte ESG-Glasplatte mit 4 Bohrungen zur Befestigung und einer größeren Bohrung für den Elektroanschluß mit Thermostat angebracht. Die zwei Glasplatten mit den dazwischenliegenden Schichten und der Flachheizung sind an den 4 Bohrungen miteinander durch isolierte nach hinten überstehende Formschrauben und Formmuttern miteinander verschraubt. Anschließend ist ein weiters hochverspiegeltes anodisiertes Aluminiumblech angebracht um die Wärmestrahlung nach vorne durch das Glas wieder zur schwarzen Kohlefaserschicht hin zu reflektieren. Dahinter ist ein hochisolierendes dauerhaft federndes Glasnadelflies angebracht. Anschließend ist eine mechanisch feste Isolierplatte als Rückseite, welche nach hinten lackiert ist angebracht. Die Rückwand mit dem Isolationsaufbau ist ebenfalls mittels Formmutter an die überstehenden Schrauben angeschraubt. Der elektrische Stromanschluß erfolgt mittels einer an dieser Rückwand befestigten Anschlußdose in der auch der Thermostat mit Verbindung, Elektroverbindung zur Flachheizung sowie der Anschluß und die Zugentlastung der Stromversorgung erfolgt. Dieser Aufbau der Glasstrahlungsheizung soll ein schnelles Aufheizen gewährleisten bei gleichzeitiger sehr hoher Wärmespeicherkapazität, sowie nach hinten eine unnötige Wärmeabgabe stark reduzieren. 1. Glass radiant heater characterized in that it consists of two, separated by a carbon fiber tile, about 12 mm thick glass layers and an attached insulation made of needled glass fibers and anodized aluminum and a flat heater. A mechanically fixed rear wall made of a lacquered, washable insulating plate is attached to the rear (see drawing). The heat is stored in successive layers, therefore layer storage.
Assembly description from front to back.
The first 12 mm ESG glass plate has 4 holes for later screwing and fastening. Behind the first glass plate, which is smooth on the front, 2 flat thin layers are applied. The first layer consists of mica particles to allow heat scatter reflection in all directions in the room to be heated and a subsequent screen printing ink layer to support the optically beautiful glass color. This coating structure is melted into the back of this first glass pane during the manufacturing step of the toughened safety glass and is thus connected without an air gap. The glass plate and the subsequent flat heating are coated with a heat conducting layer made of aluminum powder and aluminum oxide. This is followed directly by the el. Flat heating system, enclosed in transparent el. Insulating commercial plastic material that is permeable to heat radiation. Behind this flat heating is an anodized thin aluminum sheet, highly mirrored to the front, for heat radiation reflection. At the same time, the aluminum sheet has the second task of ensuring better mechanical pressure distribution of the flat heating to the first glass heating and ensuring heat distribution through the high thermal conductivity of the aluminum. After this thin aluminum sheet, a thin, permanently resilient intermediate layer is attached. This intermediate layer is a thin insulation made of black carbon fiber fleece which prevents heat transfer for a limited time and then becomes heat conductive. This time is determined by the strength of the carbon fiber tile, the temperature and, consequently, the performance of the heating. This function works from front to back and from back to front when cooling down. Behind it is the second untreated ESG glass plate with 4 holes for fastening and a larger hole for the electrical connection with thermostat. The two glass plates with the layers in between and the flat heating are screwed together at the 4 holes with insulated form screws and form nuts that protrude to the rear. Then a further highly reflective anodized aluminum sheet is attached to reflect the heat radiation forward through the glass back to the black carbon fiber layer. Behind it is a highly insulating, permanently springy glass needle tile. Then a mechanically firm insulating plate is attached as the back, which is painted to the rear. The rear wall with the insulation structure is also screwed onto the protruding screws using a form nut. The electrical power connection is made by means of a junction box attached to this rear wall, in which the thermostat with connection, electrical connection to the flat heater and the connection and strain relief of the power supply are also made. This structure of the glass radiant heating is to ensure rapid heating with a very high heat storage capacity at the same time, and greatly reduce unnecessary heat emission to the rear. 2. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige eingeschmolzene Sichtschicht der ersten vorderen Glasplatte auch aus einem anderen Material oder anderen Partikeln unterschiedlichen Farben und Designs bestehen kann. 2. Glass radiant heating characterized in that the back melted-in visible layer of the first front glass plate also from a different material or other particles of different colors and designs. 3. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet dass die rückseitige eingeschmolzene Sichtschicht der ersten Glasplatte auch in einer oder in mehreren Schichten aufgetragen werden kann. 3. Glass radiant heating characterized in that the back melted visible layer of the first glass plate also in one or more layers can be applied. 4. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet dass die rückseitige Sichtschicht der ersten Glasplatte eine farbähnliche Materialschicht, welche geklebt oder lackiert werden kann, oder gänzlich ohne Schicht z. B. bei aufgedampfter Flachheizung, bestehen kann. 4. Glass radiant heating characterized in that the rear visible layer of the first glass plate a color-like layer of material, which is glued or painted can, or completely without layer z. B. with evaporated flat heating can exist. 5. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass die Gläser gleich stark oder auch unterschiedlich stark sein können, z. B. 12 + 12 mm sowie 10 + 15 mm. 5. Glass radiation heating characterized in that the glasses are equally strong or can be of different strengths, e.g. B. 12 + 12 mm and 10 + 15 mm. 6. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass die Glasoberfläche auch unterschiedliche sandgestrahlte Bilder wie z. B. (Delphin beim Sandstrahlen frei), daher diese Stellen andere Glasoberflächen haben können, bzw die Glasoberfläche geätzt oder anders behandelt ist. 6. Glass radiant heating characterized in that the glass surface too different sandblasted images such as B. (dolphin free when sandblasting), therefore these areas may have other glass surfaces, or the glass surface is etched or is treated differently. 7. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass als Glasersatz für beide oder eines Glases ein anderes Material wie z. B. Stein, Lochbleche, Kunststein, andere Gläser, etc. verwendet wird oder unterschiedliche Farben haben kann. 7. Glass radiant heating characterized in that as a glass replacement for both or a glass another material such. B. stone, perforated sheets, artificial stone, other glasses, etc. is used or can have different colors. 8. Glasheizung dadurch gekennzeichnet, dass ein anderes Material z. B. Silber; Kupfer; in Pulver, Flüssigkeiten oder in anderer Form etc. zur Verbesserung des Wärmeüberganges von der Beheizung zur Glasplatte oder anderem Bauteil verwendet werden kann. 8. Glass heater characterized in that another material such. B. silver; Copper; in powder, liquids or in another form etc. to improve the heat transfer can be used from the heating to the glass plate or other component. 9. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschicht auch ein anderes Material z. B. Glasflies, Halbleiter, Glimmer etc. verwendet werden kann. 9. Glass radiant heating characterized in that as an intermediate layer other material e.g. B. glass tiles, semiconductors, mica etc. can be used. 10. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet dass die Zwischenschicht mehrmals sowie in unterschiedlichen Formen, Stärken und zu unterschiedlichen Zwecken eingebaut werden kann. 10. Glass radiation heating characterized in that the intermediate layer several times as well as in different forms, strengths and for different purposes can be installed. 11. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass als Reflexionsschicht auch ein anderes Material oder Materialschichtaufbau oder in unterschiedlichen geänderten Stärken zum Einsatz kommt. 11. Glass radiation heater characterized in that a reflection layer different material or material layer structure or in different changed Strengths is used. 12. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Isolierung durch ein einzelnes komplettes Bauteil ersetzt werden kann oder die Rückwand durch ein Kunststoff oder Metallgehäuse auch mit bereits angeformten el. Verbindungsdosen etc. ersetzt werden oder diese auch gänzlich weggelassen werden kann. 12. Glass radiation heater characterized in that the back insulation can be replaced by a single complete component or the rear wall by a plastic or metal housing, also with el. junction boxes already molded, etc. can be replaced or this can be omitted entirely. 13. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass sie keine durchgehenden von vorne sichtbaren Bohrungen besitzt z. B. umrahmt etc. 13. Glass radiant heating characterized in that it has no continuous bores visible from the front have e.g. B. framed etc. 14. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, das Anbauteile z. B. Handtuchhalter Formteile oder weitere Heizgeräte montiert werden können, 14. Radiant heating characterized in that the attachments z. B. Towel rack Molded parts or other heaters can be installed, 15. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Glasplatten auch verbunden, vernietet verklebt etc. sind. 15. Glass radiant heating characterized in that several glass plates too connected, riveted, glued, etc. 16. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass sie auch aus 3, 4 oder mehreren Schichten bestehen kann, wobei jeder Schicht eine separate Flachheizung mit jeweiligen Zwischenschichten und Reflexionsschichten zugeordnet sein kann. 16. Radiant heating characterized in that it also consists of 3, 4 or more Layers can exist, with each layer having a separate flat heater can be assigned to respective intermediate layers and reflection layers. 17. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, das die Flachheizung auch durch einen anderen Heizleiter z. B. Kohlefaser, Drähte etc. Oder durch eine völlig andere Beheizungsart, z. B. Gaskathalysebrenner, Thermoelement etc. ersetzt werden kann. 17. Glass radiant heating characterized by the flat heating another heating conductor z. B. carbon fiber, wires etc. Or by a completely different one Type of heating, e.g. B. gas catalytic burner, thermocouple, etc. can be replaced. 18. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass andere Formen wie z. B. dreieckig, rund, oval . . . gefertigt werden können. 18. Radiant heating characterized in that other shapes such. B. triangular, round, oval. , , can be manufactured. 19. Glasstrahlungsheizung dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen von vorne glatten Glas Resonanzfrequenzen auftreten, welche dadurch zustande kommen, dass immer nur ein gewisser Teil der Wärmestrahlung nach vorne austritt, und der andere Teil wieder von der glatten Glasoberfläche zurück reflektiert wird. 19. Glass radiant heater characterized in that in the front from the front smooth glass Resonance frequencies occur, which are caused by the fact that only one some of the heat radiation emerges to the front, and the other part from the smooth glass surface is reflected back.
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