DE202018104873U1

DE202018104873U1 - Flächenheizungsplatte für unterschiedliche Heizungssysteme

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Publication number: DE202018104873U1
Application number: DE202018104873.2U
Authority: DE
Original assignee: WISCHEMANN KUNSTSTOFF GmbH
Current assignee: WISCHEMANN KUNSTSTOFF GmbH
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2028-08-25
Also published as: WO2020039065A1

Abstract

Flächenheizungsplatte (1) für ein Flächenheizsystem,
mit einem als Träger (8) bezeichneten Flächenelement,
wobei der Träger (8) eine Basisfläche (7) bildet,
und mit einer von der Basisfläche (7) aufragenden Halterung,
wobei die Halterung einen Kanal schafft, welcher die Aufnahme eines linienförmigen Heizelements ermöglichend ausgestaltet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flächenheizungsplatte (1) einen ersten Kanal mit einer ersten Breite aufweist, welcher als Wasserkanal (3) bezeichnet ist und die Aufnahme eines Wasser führenden Rohrs (5) ermöglichend ausgestaltet ist,
sowie einen zweiten Kanal aufweist, welcher als Kabelkanal (4) bezeichnet ist und eine zweite Breite aufweist, die geringer ist als die Breite des Wasserkanals (3),
und wobei der Kabelkanal (4) die Aufnahme eines als elektrischen Widerstandsheizdrahtes ausgestalteten Kabels (6) ermöglichend ausgestaltet ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Flächenheizungsplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 1 770 337 B1 ist eine gattungsgemäße Flächenheizungsplatte bekannt. Als linienförmiges Heizelement bzw., bei mehreren Heizkreisen, als linienförmige Heizelemente werden dabei Kunststoffrohrleitungen verwendet die später im Betrieb von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden, beispielsweise von Wasser. Die Flächenheizungsplatte ist als Noppenplatte ausgestaltet, wobei eine Vielzahl von Noppen die Halterung für das eine oder die mehreren Heizelemente bildet. Die Wasserkanäle der Flächenheizungsplatte sind daher nicht als nahezu geschlossene Kanäle mit durchgängigem U-förmigem Querschnitt ausgestaltet, sondern ergeben sich vielmehr als Fluchtlinien, die in verschiedenen Richtungen durch die Flächenheizungsplatte verlaufen und die jeweils zu beiden Seiten durch Noppen begrenzt sind, so dass die Noppen - wenn auch mit Unterbrechungen - die Ufer des jeweiligen Kanals bilden. Bei der Erstellung einer Flächenheizung werden zunächst die Noppenplatten verlegt und die linienförmigen Heizelemente in die Kanäle hineingedrückt. Die Heizelemente werden dann zwischen benachbarten Noppen entweder kraftschlüssig gehalten, wenn sie zwischen den benachbarten Noppen eingeklemmt sind, oder sie können durch einen Formschluss gehalten werden, wenn die Noppen jeweils eine Hinterschneidung aufweisen.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Flächenheizungsplatte dahingehend zu verbessern, dass diese die Ausgestaltung unterschiedlicher Heizungssysteme ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Flächenheizungsplatte nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, in der Flächenheizungsplatte unterschiedlich breite Kanäle zu verwirklichen, so dass wahlweise die oben erwähnten wasserführenden Rohre als Heizelemente verwendet werden können, oder elektrische Kabel als Heizelemente verwendet werden können, die eine elektrische Widerstandsheizung bilden. Die in der Praxis üblichen Kabelquerschnitte für elektrische Widerstands-Flächenheizungen sind deutlich geringer als die Querschnitte der wasserführenden Rohre. Dadurch, dass die vorschlagsgemäße Flächenheizungsplatte nicht nur die Wasserkanäle zur Aufnahme der wasserführenden Rohre aufweist, wird eine Verlegung der elektrischen Kabel in speziellen Kabelkanälen ermöglicht. Durch ihre geringe Breite gewährleisten die Kabelkanäle nämlich einen sicheren Halt der verlegten elektrischen Kabel, anders als wenn beispielsweise die elektrischen Kabel einfach anstelle der wasserführenden Rohre in den Wasserkanälen verlegt würden.
Die Flächenheizungsplatte muss nicht notwendigerweise als Noppenplatte ausgestaltet sein, und sie muss auch nicht notwendigerweise nur einen einzigen Wasserkanal bzw. einen einzigen Kabelkanal aufweisen, was später noch ausführlicher erläutert werden wird. Da in der Praxis jedoch häufig Noppenplatten als Flächenheizungsplatten wendet werden und die Noppenplatten eine Vielzahl sich kreuzender Kanäle für die Heizelemente aufweisen, wird im Rahmen des vorliegenden Vorschlags stets erwähnt, dass die Flächenheizungsplatte mehrere Wasserkanäle und Kabelkanäle aufweist, ohne dass der vorliegende Vorschlag jedoch auf eine solche Ausgestaltung mit mehreren Wasser- bzw. Kabelkanälen eingeschränkt ist.
Die relevante Breite der Kabelkanäle bemisst sich in diesem Zusammenhang danach, wie die Heizelemente gehalten werden sollen: wenn die Heizelemente durch einen Klemmsitz gehalten werden sollen, stellt der Abstand der gegenüberliegenden Kanalufer - beispielsweise der Abstand zwischen zwei Noppen einer Noppenplatte - die relevante Breite des jeweiligen Kanals dar. Wenn die Heizelemente jedoch durch einen Formschluss gehalten werden sollen und die Kanalufer - beispielsweise die Noppen - jeweils einen Vorsprung und darunter eine Hinterschneidung aufweisen, ist die relevante Breite durch den Abstand zwischen den beiden Vorsprüngen bestimmt.
Insbesondere wenn die für eine elektrische Heizung erforderliche Energie durch Windkraft oder solar bereitgestellt werden kann, kann eine elektrische Widerstandsheizung eine wirtschaftlich vorteilhafte Alternative zu einer herkömmlichen Heizung mit Wasser als Wärmeträger darstellen, bei welcher das Wasser durch Verbrennung fossiler Energieträger erwärmt wird. Durch die Möglichkeit, wahlweise eine Wasser-Flächenheizung oder eine elektrische Flächenheizung unter Verwendung derselben Flächenheizungsplatte zu schaffen, bietet die vorschlagsgemäße Flächenheizungsplatte beispielsweise dem Bauträger die Möglichkeit, auch noch sehr spät zu entscheiden, ob die Ausgestaltung der Flächenheizung mit einem strömenden Fluid als Wärmeträger oder als elektrische Widerstandsheizung erfolgen soll.
Vorteilhaft kann die Flächenheizungsplatte nicht nur alternativ die Verlegung entweder der wasserführenden Rohre oder der elektrischen Kabel ermöglichen, sondern die Montage beider Arten von Heizelementen gemeinsam ermöglichen. Auf diese Weise wird eine besonders vielseitige Nutzung der Flächenheizungsplatte und eine besonders vielseitige Beeinflussung der Raumtemperatur möglich: je nach bevorzugter Energieversorgung kann eine Beheizung des Raums entweder über das Wärmeträgerfluid oder über die elektrische Widerstandsheizung erfolgen. Und bei hohen Außentemperaturen kann eine Klimatisierung des Raums ebenfalls über das Wärmeträgerfluid erfolgen, so dass die Raumtemperatur abgesenkt werden kann, wenn die Heizungsrohre von einem Wärmeträgerfluid durchströmt werden, dessen Temperatur geringer ist als die Raumtemperatur. Die gemeinsame Montage beider Arten von Heizelementen in derselben Flächenheizungsplatte wird dadurch ermöglicht, dass die beiden Heizelemente in unterschiedlichen Abständen von der Basisfläche der Flächenheizungsplatte verlaufen. So ist die typische serpentinenförmige bzw. mänanderförmige Verlegung beider linienförmigen Heizelemente kollisionsfrei möglich. Als Basisfläche wird dabei die Ebene bezeichnet, die sich unmittelbar unterhalb der Kanäle befindet. Beispielsweise kann die Basisfläche die Unterseite der Flächenheizungsplatte bilden, mit welcher die Flächenheizungsplatte auf einen Untergrund aufgelegt wird.
Die unterschiedlichen Höhen der Kanäle können beispielsweise dadurch ermöglicht werden, dass in den Böden der Wasserkanäle die schmaleren Kabelkanäle eingeformt sind, so dass die elektrischen Kabel unterhalb der wasserführenden Rohre verlegt werden können. In diesem Fall sind die Kabelkanäle niedriger angeordnet als die Wasserkanäle, weisen also einen geringeren Abstand von der Basisfläche auf als die Wasserkanäle.
Besonders vorteilhaft jedoch können die Kabelkanäle höher angeordnet sein als die Wasserkanäle, also einen größeren Abstand von der Basisfläche aufweisen als die Wasserkanäle. Auf diese Weise wird bewirkt, dass die elektrischen Kabel besonders nahe an einem Bodenbelag angeordnet sein können, welcher auf der Flächenheizungsplatte verlegt ist. Die elektrische Heizung weist daher eine geringere Trägheit auf und benötigt einen kürzeren zeitlichen Vorlauf als das Heizsystem mit dem strömenden Wärmeträgerfluid. Die elektrische Heizung kann daher besonders vorteilhaft für eine kurzfristige Beheizung eines Raums eingeschaltet werden, beispielsweise zu Übergangszeiten im Jahresverlauf, wenn aufgrund der Außentemperaturen keine ganztägige Beheizung eines Raumes erforderlich ist. Auf diese Weise kann eine besonders wirtschaftliche Beheizung des Raumes dadurch unterstützt werden, dass für eine Dauerbeheizung das Heizsystem mit dem strömenden Wärmeträgerfluid genutzt wird, für eine kurzfristige Beheizung jedoch das elektrische Heizsystem.
Vorteilhaft kann die Flächenheizungsplatte unterhalb der Basisfläche eine Dämmschicht aufweisen. Diese Dämmschicht kann einerseits als Trittschalldämmung dienen, insbesondere jedoch kann sie als Wärmedämmschicht ausgestaltet sein, beispielsweise in Form einer textilen Vlieslage oder einer Schicht aus einem Schaumwerkstoff.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein dass sich die erwähnte Dämmschicht bis in die Noppen hinein erstreckt, falls die Flächenheizungsplatte als Noppenplatte ausgestaltet ist. Auf diese Weise wird eine besonders wirtschaftliche Ausgestaltung der Noppenplatte ermöglicht, indem die Noppen materialsparend hohl ausgestaltet sein können. Eine ausreichende Druckfestigkeit wird den Noppen dadurch vermittelt, dass sich die Dämmschicht bis in die Noppen hinein erstreckt. Somit kann die Noppenplatte problemlos belaufen werden, um bei der Erstellung der Flächenheizung die Heizelemente in den jeweiligen Wasser- bzw. Kabelkanälen zu verlegen. Insbesondere wenn die Dämmschicht aus einem Schaumwerkstoff besteht, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass während der Fertigung der Noppenplatte der Schaumwerkstoff in die Noppen hinein expandiert und die Noppen vollständig ausfüllt.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein dass die Wasserkanäle und die Kabelkanäle mindestens so tief wie breit sind, so dass die jeweiligen Heizelemente vollständig in den Kanälen aufgenommen werden können, ohne nach oben über die Wasser- bzw. Kabelkanäle hinauszuragen. Falls die Flächenheizungsplatte als Noppenplatte ausgestaltet ist weisen zudem die Noppen jeweils eine ebene Oberseite auf und bilden so eine obere Abschlussfläche der Noppenplatte. So wird eine besonders einfache und Zeit sparende Arbeitsweise bei der Erstellung der Flächenheizung ermöglicht: ein Füllmaterial, beispielsweise ein fließfähiges Estrichmaterial, kann auf die Flächenheizungsplatte gegossen werden, nachdem die Heizelemente verlegt worden sind. Dieses Füllmaterial fließt in die Wasser- und Kabelkanäle und füllt die dort verbliebenen, von den Heizelementen nicht ausgefüllten Hohlräume aus. Anschließend kann überflüssiges Füllmaterial einfach entfernt werden, indem die Flächenheizungsplatte mit einem entsprechenden Schieber abgezogen wird. Auf diese Weise wird eine Ebene geschaffen, auf welcher ein Bodenbelag aufgebaut werden kann, nachdem das Füllmaterial ausgehärtet ist.
In einer Ausgestaltung der Flächenheizungsplatte können die Basisfläche und die Halterung aus einer tiefgezogenen Kunststofffolie gebildet sein. Diese Ausgestaltung einer Flächenheizungsplatte hat sich in der Praxis hervorragend bewährt und gewährleistet deren wirtschaftliche Herstellung, wobei die Halterung als eine Vielzahl von Noppen und die Flächenheizungsplatte dementsprechend als sogenannten Noppenplatte ausgestaltet ist. Die erwähnte Dämmschicht kann durch ein zusätzliches Material geschaffen werden.
Alternativ dazu kann die Flächenheizungsplatte aus einem Schaumwerkstoff gebildet sein. Durch Wahl des Materials und des geeigneten Raumgewichts, und durch die daraus resultierende Festigkeit des Schaumkörpers kann ein solcher monolithischer Schaumkörper sowohl die Dämmschicht bilden als auch darüber die Basisfläche und die Halterung - beispielsweise in Form von Noppen - für die zu verlegenden Heizelemente.
Insbesondere die Kabelkanäle stellen aufgrund ihrer geringen Querschnittsabmessungen hohe Anforderungen an die Präzision der einzuhaltenden Maße der Flächenheizungsplatte. Es kann daher vorteilhaft sein, Kanäle in den Werkstoff der Flächenheizungsplatte einzufräsen, so dass beispielsweise Einflüsse, die beim Abkühlen des für die Flächenheizungsplatte verwendeten Materials auftreten können, wie z.B. Schrumpfungen, keine Rolle spielen und die Querschnittsabmessungen des jeweiligen Kanals präzise durch das verwendete Fräswerkzeug bestimmt werden können.
Beispielsweise kann bei den oben erwähnten Ausgestaltungen der Flächenheizungsplatte als Schaumkörper oder als Tiefziehplatte eine Nachbearbeitung erfolgen: die Wasserkanäle können beispielsweise bei der Herstellung der Tiefziehplatte oder des Schaumkörpers geschaffen werden, während zusätzliche Nuten geschaffen werden, die kleinere Querschnittsabmessungen aufweisen, aber noch keine Kabelkanäle darstellen. Erst durch eine anschließende Fräsbearbeitung der kleineren Nuten werden diese Nuten zu Kabelkanälen mit den gewünschten Querschnittsabmessungen.
Außerdem ist es aus der Praxis bekannt, Flächenheizungsplatten aus einem zunächst massiven Plattenkörper dadurch zu schaffen, dass ein Wasserkanal in diesen massiven Plattenkörper gefräst wird. In diesem Fall ist die Flächenheizungsplatte nicht als Noppenplatte ausgestaltet. Der Plattenkörper kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen oder aus einem mineralischen Werkstoff wie Gips. Mittels der Fräslinie kann eine individuelle Verlegung des linienförmigen Heizkörpers ermöglicht werden, die unabhängig von den in einem bestimmten Raster angeordneten Noppen einer Noppenplatte ist. Ein einziges Heizungsrohr kann bei dieser Art einer Flächenheizungsplatte vorgesehen sein, welches dementsprechend durch einen einzigen Wasserkanal mit dem durch die Fräslinie vorgegebenen Verlegemuster verläuft.
Wenn mehrere Heizkreise vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, in einen solch massiven Plattenkörper mehrere Kanäle zu fräsen, beispielsweise um die unterschiedlichen Heizkreise unterschiedlich ansteuern zu können, oder um eine übermäßige Auskühlung zu vermeiden, falls ansonsten eine größere Fläche durch lediglich einen einzigen Heizkreis und ein dementsprechend langes Heizelement beheizt werden würde.
In ähnlicher Weise kann vorschlagsgemäß entweder nur der Wasserkanal oder nur der Kabelkanal aus einem Vollmaterial herausgefräst werden, wenn die Flächenheizungsplatte nämlich schon den jeweils anderen Kanaltyp aufweist, oder es können sowohl der Wasserkanal als auch der Kabelkanal durch einen Fräsvorgang geschaffen werden, z.B. falls als Ausgangsmaterial ein massiver Plattenkörper vorliegt.
Eine vorschlagsgemäße Flächenheizungsplatte kann grundsätzlich aus einer herkömmlichen Flächenheizungsplatte, beispielsweise einer Noppenplatte, weiterentwickelt werden, indem in der Halterung der Heizungsrohre, beispielsweise in den Noppen, oben vergleichsweise flache Kanäle vorgesehen werden, die als Kabelkanäle dienen. Typische Vorteile einer solchen Flächenheizungsplatte, die sich beispielsweise aus einer bestimmten Noppengeometrie ergeben oder daraus, dass Noppen in einer bestimmten Anordnung zu Gruppen zusammengefasst sind, können auf diese Weise beibehalten werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine perspektivische Ansicht von oben auf eine Flächenheizungsplatte sowie auf zwei unterschiedliche in der Flächenheizungsplatte gehaltene Heizelemente, und
2 eine Ansicht auf die Flächenheizungsplatte von 1 aus einer anderen Perspektive.

In 1 ist ein Ausschnitt aus einer Flächenheizungsplatte 1 dargestellt, die als Noppenplatte ausgestaltet ist und eine Vielzahl von Noppen 2 aufweist. Wasserkanäle 3 verlaufen in einer sich kreuzenden Anordnung. Oberhalb der Wasserkanäle 3 verlaufen Kabelkanäle 4, die im Vergleich zu den Wasserkanälen 3 weniger breit und weniger tief ausgestaltet sind.
In einem der Wasserkanäle 3 ist ein Rohr 5 ersichtlich. Dieses dient als Heizelement und kann von einem Wärmeträger durchströmt werden, beispielsweise in an sich bekannter Weise von Wasser. Oberhalb dieses wasserführenden Rohrs 5 verläuft ein weiteres, andersartiges Heizelement in Form eines elektrischen Kabels 6, so dass mit der Flächenheizungsplatte 1 auch eine elektrische Widerstandsheizung geschaffen werden kann.
Aus 2 wird besonders deutlich, wie die beiden Heizelemente in Form des Rohrs 5 und des Kabels 6 in unterschiedlicher Höhe angeordnet sind. Dabei bilden die Böden der Wasserkanäle 3 eine Basisfläche 7 eines Trägers 8, so dass die Wasserkanäle 3 unmittelbar an die Basisfläche 7 angrenzen. Der Träger 8 ist als Tiefziehplatte aus einer Kunststofffolie hergestellt und bildet oberhalb der Basisfläche 7 die Wasserkanäle 3, die Kabelkanäle 4 und die Noppen 2.
Unterhalb der Basisfläche 7 weist die Flächenheizungsplatte 1 eine Dämmschicht 9 auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus geschäumtem Polystyrol EPS besteht, sich bis in die Noppen 2 hinein erstreckt und dabei die Noppen 2 vollständig ausfüllt.
Die Noppen 2 weisen jeweils eine Oberseite 10 auf, die flach ausgestaltet ist, so dass sämtliche Noppen 2 gemeinsam eine obere Abschlussfläche der Flächenheizungsplatte 1 bilden, wobei die obere Abschlussfläche durch die Wasserkanäle 3 und Kabelkanäle 4 unterbrochen ist. Die Wasserkanäle 3 und auch die Kabelkanäle 4 erstrecken sich von dieser oberen Abschlussfläche so tief nach unten, dass das Rohr 5 und das Kabel 6 verlegt werden können, ohne über die Noppen 2 nach oben hinausragen.
Bezugszeichenliste

1: Flächenheizungsplatte
2: Noppen
3: Wasserkanal
4: Kabelkanal
5: Rohr
6: Kabel
7: Basisfläche
8: Träger
9: Dämmschicht
10: Oberseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1770337 B1 [0002]

Claims

Flächenheizungsplatte (1) für ein Flächenheizsystem, mit einem als Träger (8) bezeichneten Flächenelement, wobei der Träger (8) eine Basisfläche (7) bildet, und mit einer von der Basisfläche (7) aufragenden Halterung, wobei die Halterung einen Kanal schafft, welcher die Aufnahme eines linienförmigen Heizelements ermöglichend ausgestaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizungsplatte (1) einen ersten Kanal mit einer ersten Breite aufweist, welcher als Wasserkanal (3) bezeichnet ist und die Aufnahme eines Wasser führenden Rohrs (5) ermöglichend ausgestaltet ist, sowie einen zweiten Kanal aufweist, welcher als Kabelkanal (4) bezeichnet ist und eine zweite Breite aufweist, die geringer ist als die Breite des Wasserkanals (3), und wobei der Kabelkanal (4) die Aufnahme eines als elektrischen Widerstandsheizdrahtes ausgestalteten Kabels (6) ermöglichend ausgestaltet ist.
Flächenheizungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkanäle (3) in einem anderen Abstand von der Basisfläche (7) verlaufen als die Kabelkanäle (4).
Flächenheizungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkanäle (3) in einem geringeren Abstand von der Basisfläche (7) verlaufen als die Kabelkanäle (4).
Flächenheizungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Basisfläche (7) eine Dämmschicht (9) angeordnet ist.
Flächenheizungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkanäle (3) und die Kabelkanäle (4) mindestens so tief wie breit sind.
Flächenheizungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfläche (7) und die Halterung aus einer tiefgezogenen Kunststofffolie gebildet sind.
Flächenheizungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfläche (7) und die Halterung aus einem Schaumwerkstoff gebildet sind.
Flächenheizungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkanäle (3) und / oder die Kabelkanäle (4) in den Werkstoff der Flächenheizungsplatte (1) gefräst sind.
Flächenheizungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizungsplatte (1) als Noppenplatte ausgestaltet ist und mehrere von der Basisfläche (7) aufragende Noppen (2) aufweist, wobei die Noppen (2) im Abstand zueinander angeordnet sind und zwischen sich mehrere Wasserkanäle (3) und / oder Kabelkanäle (4) schaffen.
Flächenheizungsplatte nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (2) hohl sind und sich die Dämmschicht (9) bis in die Noppen (2) erstreckt.
Flächenheizungsplatte nach Anspruch 5 sowie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (2) jeweils eine ebene Oberseite (10) aufweisen, derart, dass die Oberseiten (10) der Noppen (2) eine durch die Wasserkanäle (3) und Kabelkanäle (4) unterbrochene, von der Basisfläche (7) beabstandete obere Abschlussfläche der Flächenheizungsplatte (1) bilden.