DE1565355A1 - Elektrische Heizmatten aus Kunststoff - Google Patents

Description

• Elektrische Heizmatten aus Kunststof

  Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Heizmatten aus

  Kunststoff, deren Temperatur selbsttätig geregelt werden kann.

  Dies geschieht in der besonderen Weise, daß

  1. elektrisch leitende Kunststoff-Folien mit einer hohen

  Temperatur-Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes - als Heiz-

  leiter verwendet werden, bei denen die Widerstandszunahme bis

  ca. 1 % pro 00 betragen kaün im Gegensatz zu metallischen Leitern#

  wo im Temperaturbereich bis züi 100 0 C keine Temperatarabhängigkeit

  von praktischem Belang besteht# und

  2. derartig elektrisch leitende und schlecht leitende Plastik-

  folien als Reizleiterbahnen zwischen isolierenden Deckschichten

  eingebettet und die hierdurch erzeugte laminierte Heizmatte unter

  Anwendung von Niederspannung insbesondere für Boden- und Wand-

  beheizungen eingesetzt wird.

  Die indirekte und selbsttätige Temperaturregelung derb Heizmatte

  erfolgt gemäß den im folgenden dargelegten Erfindungegedanken:

  Zugrundegelegt wird beispielsweise eine in Pig. 1 dargestellte

  Widerstands- Temperatur-Charakteristik. Die zugeführte elektrische

  Energie wird in Ohm'sche Wärme umgesetzt und in Abhängigkeit vom

  bestehenden Temperaturgefälle zwischen Heizfolie,und Außenfläche

  der Deckschichten bildöt*uich anschließend ein Gleichgewichts-

  zustand mit bestimmten Heizfolien- und Natten- tuientemperaturen

  sowie mit einer bestimmten Wärmeabgabe. Dies kam beispielsweise

  konstruktiv bei Heizfolien-Texperaturen von ca. 400 0 und bei

  Wärmeleistungen der Pall sein, wie sie fUr Bodenbeheizungszwecke

  erforderlich sind. Jede von außen hinzukommende Reduzierung der

  Wärmeabstrahlung infolge von isolierenden Äbdeckungen der Heiz-

  mattenoberfläche oder örtlicher Teilflächen derselben sowie infolgs

  einer Steigerung der äußeren Raumtemperatur wirkt sich sofort

  in einem Temperaturanstiegan der Heizfolie vand.gemäß Fig. 1

  unweigerlich auch in einer entsprechenden Widerstandserhöhung'

  und damit Stromdrosselung aus. Die erzeugte Ohm'sche Wärme geht

  bekanntlich als Punktion des Durchgangsstromwertes im Quadrat

  zurUck. Wärmestauungen tendieren somit selbsttätig zu einer Tem-

  peraturreduzierung an der fleizfolie und zur Erreichung eines neurt

  Wärmegleichgewichtes. Innerhalb der fur Plastikfolien erträgl-ic.'-,4

  Tempwaturbereiche kann ausgehend von der beispielsweise als Normaltemperatur erwähnten 400 0 der Heizfolie in diesem Zusammenhang mit einem Stromrückgang bis zu einem Ausmaß von 30 % gerechnet werden. Erfindungsgemäß soll diese mögliche Stromreduzierung infolge Wärmesteigerung an der Heizfolie neben der geschilderten und eventuell für den praktischen Gebrauch unzureichenden Temperaturnivellierung auch noch weiterhin zu einer exakten Temperatur- und Schutzregel:ungunter Zuhilfenahme von entsprechenden Schaltvorrichtungeng wie sie'beispielsweise in Pig. 2 dargestellt sind, ausgenutzt werden. Und zwar ist wiederum unter Verwetung derbesagten Stromdifferenzen möglich, ein Magnetrelais (b) für die Schaltung des zugeführten Heizstromes anzuwenden, welches beim Absinken des Stromwertes unter ein einstellbares niedrigstes Stromstärkeniveau.als Minimalrelais wirkt und den Heizstrom unterbricht. Dieses' Minimalrelais kann zweckmäßigerweise mit einer Zusatzeinrichtung mechanischer oder elektromagnetischer Art (a = Schütz) und (c = Zeitrelais) gekoppelt werden. Die Funktion der letztgenannten besteht darin, daß beispielsweise in bestimmten und einstellbaren Zeitabständen das Minimalrelais angehoben und impulsmäßig so oft eingeschaltet wird, bis der notwendige Heizstromwert sich wieder einstellt hatg nachdem die Heizfolie sich abgekühlt hat und ' der Widerstand entsprechend gefallen ist, so daß die Folienbeheizung wieder ordnungsgemäß weitergehen kann.
• Neben der geschilderten grundsätzlichen Temperatur- und Schutz-Regelung wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung das weitere Ziel gesetzt, die bereits erwähnte selbstregelnde Tätigkeit der Heizfolie durch zusätzliche Mittel zu verbessern und zumindest einen Wärmeausgleioh innerhalb der Heizmattenfläche bei kleinen örtlichen Wärmestauungen in einem Maße zu erreicheng daß keine materialschädigendenAuswirkungen von Übertemperaturen auftreten können. Durch diese Maßnahmen wird erreichtl daß auch eine übertrieben genau arbeitende Schaltregulierung von vornherein nicht erforderlich ist und mit marktgängigen und preiswerten Schaltrelais gearbeitet werden kann.
• Gemäß der Hauptanmeldung A 51 260 VIII/d/ 21 h vom 7.d.U. sind die leitenden Heizfolien auf ihren Planflächen mit gut elektrisch leitenden Kontaktflächenbelägen ausgestattet. Diese haben zwar primär den Zweck zu erfüllen, eine gleichmäßige Stromzuleitung und -verteilung über den Heizleiterquerschnitt hinweg zu garantieren, welcher bei einer Stromführung senkrecht zur Polienfläcbe sehr groß ist. Diese elktrischen Leiter werden nunmehr auch in ihrer Eigenschaft als gute Wärmeleiter gleichzeitig für den-Wärmeausgleich zwischen Punkten erhöhter Temperatur und der kühleren Mattenumgebung verwendet. Die erreichbare Temperaturnivellierung innerhalb der Heizma tte ist gemäß den gemachten Erfahrungen so vorteilhaft, daß selbst bei größeren-örtlichen Wärmestauungen der Schaltmechanismus nicht in Funktion zu treten braucht.
• Die Regelbarkeit der Heizmatten mittels der geschilderten einzel-und miteinander-wirkenden Hilfsmittel stellt wegen ihrer untrennbaren Verbundenheit mit dem neuartigen Mattenaufbau ein kennzeichnendes Merkmal der neuen Heizmatte aus Kunststoff dar, deren Wert insbesondere dadurch erhöht wirdt daß eines der wichtigsten Merk--male der ]?lastikheizmatte auch durch die besagte selbsttätige Regelbarkeit unangetastet bleibtg nämlichp daß keinerlei Regelvorrichtungen und Schaltverbindungen zwischen den Heizfolien innerhalb der Heizmattenflächen vorhanden sindp wodurch die Herstellung derselben in rationeller und kontinuierlicher Bandform in hohem Maße erleichtert wird. Die Heizmatten können somit in beliebiger Länge vom Band abgetrennt werden und werden erst abschließend an ihren Rändern mit elektrischen Anschlüssen sowie mit Regelvorrichtungen gemäß den geschilderten Beispielen ausgestattet und entgültig betriebsbereit gemacht.
• Pür diese Zus atz-Anmeldung zu A 51 260 VIII/D/ 21 h vom'7.1.66 werden folgende Schutzanspräche geltend gemacht:

Claims (1)

1. Elektrische Heizmatte aus Kunststoffolien dadurch gekennzeichnet# daso sich in ihrem Innern keine Regelvorrichtungen und keine Schaltverbind- ungen zwischen den Heizfolien befinden, wodurch die Herstellung der leizmatte in rationeller, kontinuierlicher Bandform ermöglicht wird und von diesem Band eine nachträgliche Abtrennung von Heizmatten von jeweils erwünschter Länge erfolgen kann, wobei diese besagten Merk- nale durch den soeziellen Aufbau der Matten ermöglicht wirdv welcher darin besteht, dass eine elektrisch leitende und zwischen isolierenden Deckschichten eingebettete Heizfolie aus Kunststoff mit einer für nie charakteristischen steilen Widerstandeerhöhung bei Temperaturanntieg innerhalb des thermischen Anwendungsbereichen verwendet wird und diese besagte temperaturabhängige elektrische Widerstandsänderung der Heiz- folie ein Mittel zur selbsttätigen TomperaturregelÜng der Reizmatte in der Weise darstellt, dass der Anschlusetrom über ein kinimal-Relais ,-eführt wird, welches bei einer bestimmtee und einstellbaren Mindest- stromstärke verursacht durch Temperaturerhöhungen und,Widerstandazu-' aahane inne-rhalb der Matte abfällt und gen Otrom unterbricht und welches Minimalrelais mit einer üblichen Zasatzeinrichtung gekoppelt ist, die in einstellbaren Zeitabständen das Minimalrelais impulsmäaeig anhebt und einschaltet, bis nach der inzwischen erfolgten Abkühlung der stromlosen Heizfolie und ihrer Widerstandereduzierung wieder ein für den weiteren Relaisschluse ausreichender Heizetrom flieast. Blektriache,.Heizm'%tten aus Kunstetoffolien g«täng Änspruoh 1 daduroh gekennzeichnet, dann die in der Iliderstmde-Tomperstur-Charakteristik d"er leitenden Reistolit.begrUMete aelbettätige Temperatur-Regelung zusätzlich verb4auert wird und inebesondere örtliche Wärmentauungen ausgeglichen werdeng ohne.daoo der erwähnte Rol&JA-gffllwcdlmiawm In Tätigkeit zu treten brauchtg indem die primär zwecks einer gleich- mässigen Verteilung des senkrecht zu den Planflächen der Heizfolien geleiteten He - izstromeB verwendeten und elektrisch gut leitenden Kontaktbeschichtungen auf den Heizfolien zugleich sekundär als gute Wärmeleiter Temperatur-nivellierend wirken