DE2060137A1 - Fussbodenheizkabel - Google Patents

Description

• Beschreibung, Ansprüche (5) uno Zeichnung (1) für Patentanmeldung Fa. Calidec, Dortmund Fußbodenheizkabel Die Entwicklung der elektrischen Fußbodenheizung hat in letzter Zeit mehr und mehr zur Verbesserung der dazu verwendeten Heizkabel geführt. Es gibt heute mehr als zehn Kabeltypen für den Zweck der elektrischen Fußbodenheizung mit Ummantelungen aus den verschiedensten Kunststoffen, wie PVC, Polyolefinen, Polyfluorkohlenstoffen.oder zu der Kunstgummi. Insbesondere eingeführt hat sich, offenbar auf Grund der hystorischen Entwicklung dabei zunachst das PVC-uuantelte Kabel als auch heute noch preiswerteste Ausführungsform. Dabei hat sich der Preisvorteil - der im übrigen seine Ursache in den mannigfaltigen Qualitätsunterschieden für die in Polymerisationsgrad, Vernetzung, Weichmacher und Verunreinigung verschiedenen PVC-1Sorten hat - neuerlich in manchen Fällen sich leider auch als Nachteil herausgestellt.
• Das den metallischen Heizdrähten direkt oder teilweise mit Luftspalt anliegende PVC neigt unter besonderen Betriebsumständen der Fußbodenheizung zur Selbstzerstörung. Wie neuere Untersuchungen gezeigt haben, ist dabei ursächlich nicht nur der thermische Selbstzerfall des PVC und die dabei auftretenden Sekundärreaktionen beteiligt, sondern vor allem die +-wtalytische Wirkung der Oberfläche nach Art und Struktur des metallischen Heizleiters verantwort lich. Kommt es bei einem beispielsweise mit PVC ummantelten Fußbodenheizkabel zu einer Selbstzerstörung, so ist zunächst ein primärer Wärmestau Anlaß für erhöhte Beanspruchung.
• Der schlecht wärmeleitende Kunststoffmantel gibt die Wärme nicht weiter, bzw. er wird in zu warmer Umgebung, beispielsweise des Fußbodenestrichs für seine eigene Substanz zu war.
• Es kommt zur lokalen Uberhitzung. Damit setzt dann die Kettenreaktion der PVC-Zerstörung durch katalytischen Kontakt mit dem Metall des lleizleiters in zunehmendem Maße ein. Die letzte Folge ist dann der Kabeldurchbrand an einer Stelle und damit ein ausfall der gesamten Heizung. Der Fll£boden muß zur Reparatur geöffnet werden.
• Die vorliegende Erfindung tritt nun in doppelter Weise den Ursachen jener Selbstzerstörung eines Fußbodenheizkabels, vorzugsweise mit billiger PVC-Uisantelung entgegen.
• Einmal soll der erste örtliche Wärmestau zwischen Wäriequelle (Heizleiter) und Kunststoffmantel grundsätzlich überbrückt werden und zum anderen soll eine direkte Berührung der metallischen Heizdrähte mit dem Kunststoff verhindert werden. Das erfindungsgemäße Fußbodenheizkabel sieht dasu einen besonderen Aufbau unter Verwendung von Graphit, Kohle oder Ruß vor. Graphit in hohem Maße aber auch Kohle und Ruß haben gute Wärmeleiteigenschaften, sind billig und haben sich als Trenniittel bei thermischen Foreprosessen bereits gut eingeführt. Die Erfindung beschreibt ein Fußbodenheiskabel bei dei der zur Ummantelung benutzte Kunststoff, vorzugsweise PVC, mit Graphitpulver, Kohlepulver oder Ruß gefüllt ist. Der Füllkörperanteil kann dabei im Kunststoff bis maximal 40 Volumenprozent betragen, Es empfiehlt sich jedoch zwischen 20 und 30 Voluienprozent zu bleiben. Die Körnung des Füllpulvers ist zweckmäßig zwischen 1 und 20 mü zu halten, insbesondere um sicher zu stellen, daß kein elektrischer Kontakt zwischen groben Körnern den Isolationswert der Ummantelung infrage stellt. Feines Pulver wird sicher und vollständig vom theroplastischen Kunststoff eingeschlossen, sodaß bei Einhaltung der o.g, Volumenverhältnisse keine wesentliche elektrische Zusatzleitung des Mantelmaterials auftritt. Als besondere Form sieht die Erfindung darüberhinaus eine Doppelummantelung vor, um eine absolut sichere Isolation zu garantieren. Hier ist dann nur die innere Kunststoffbeschichtung mit Graphit, Kohle oder Ruß versetzt. Die zweite, äußere Schicht besteht im Gegensatz dazu wieder aus reine. Kunststoff, beispielsweise PVC. Dem Einwand, daß auf diese Weise die Wäriedämmung wieder größer wird, wird damit begegnet, daß die Ubergangsfläche vom inneren, graphltgefüllten Mantel zum äußeren, reinen Kunststoffmantel nicht nur wesentlich größer ist als die erste Wärmeübergangsfläche zwischen etallischem Heizleiter und innerer Schicht, sondern daß dieser flbergang auch wesentlich glatter homogen und spaltfrei erfolgt, denn die zweite Um.antelungsschicht liegt absolut eng an und hat einen genau ringföriigen Querschnitt. Der Querschnitt der ersten Uarantelung dagegen ist wegen der Zahl der Heizleiter innen zimmer von ungleichiäßiger Begrenzung und wie eingangs erwähnt nie ohne Luftspalte.
• Für eine Fußbodenheizung Mit Spannungen von 380 Volt empfiehlt sich ein Schichtverhältnis von innerer Ummantelung mit Füllstoff zur äußeren Ummantelung ohne Füllstoff wie 1:10.
• Für Heizungasysteie rit Niederspannung bis zu 60 Volt kann die äußere Urantelung dünn gehalten werden, bis zu eine.
• Verhältnis von 10:1. Bei Spannungen zwischen 110 und 220 Volt wählt man zweckMäßig ein Schichtverhältnis von 1:1.
• Neben der den Wärmefluß steigernden Wirkung der erfindungsgemäßen Ausführung eines Fußbodenheizkabels Mit Graphit-, Kohle- oder Ruß-gefülltez Kunststoff, vorzugsweise PVC, tritt darüberhinaus die chemische Abschirmung bzw. Unterdrückung des katalytischen Kontakts zwischen Heizleiter und Kunststoff. Graphit, Kohle und Ruß haben nicht nur korrosionshe..ende Eigenschaften, sondern unterdrücken auch durch Carburierung die katalytisch aktiven Zentren der Metalloberfläche des Heizleiterdrahtes.
• Eine besondere Ausführungsfors des erfindungsge.äßen Fußbodenheizkabels ist ein Ueberzug aus Graphit, Kohle oder Ruß in Form eines Einbrennlackes oder einer kolloidalen Emulsionsschlichte auf die Heizleiter einzeln oder tusammen in einer Stärke bis zu 300 ü Schichtdicke. Erst über diese Umhüllung wird dann der eigentliche Kunststoffmantel in seinen verschiedenen Forien extrudiert.
• Der technische Fortschritt der Erfindung liegt in drei Fakten. Einmal könnenFußbodenheizkabel Mit einea Graphit-, Kohle- oder Ruß-Sicherheits.antel höher beansprucht werden, bzw. wenn sie normal beheizt werden, eine dünnere Unmantelung finden oder bei gleicher Ausführung wie bisher eine höhere Betriebssicherheit erreichen. Zum anderen wird das in letzter Zeit wenig rühmlich genannte, billige PVC fUr den besonderen Einsatzzweck wieder aktuell und schließlich werden katalytische Selbstzerstörungsprozesse weitgehend hinten an gehalten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1) Fußbodenheizkabel, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem oder Mehreren Drähten bestehende, innere Heizleiter von einem mit Graphitpulver, Kohlepulver oder Ruß gefüllten Kunststoffmantel, vorzugsweise PVC-Uantel umgeben ist.

2) Fußbodenheizkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoffanteil an Graphit, Kohle oder RuB bis zu 40 Vol.% beträgt und die einselnen Pulverteilchen einen mittleren Durchiesser in der Größenordnung von 1 bis 20.mü haben.

3) Fußbodenheizkabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch 6ekennzeichnet, daß die Usantelung aus zwei Schichten besteht, wobei nur die erste, dem Heizleiter anliegend.

Kunststoffunnantelung Graphitpulver, Kohlepulver oder Ruß enthält, während die zweite Ummantelung aus reine.

Kunststoff besteht.

4) Fußbodenheizkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtstärkenverhältnis der mit Füllstoff versehenen inneren Ummantelung zur äußeren Uimantelung von der Betriebsspannung abhängig gemacht wird.

5) Fußbodenheizkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiterdrähte einzeln oder usa ofen einen dünnen, bis zu 300 mü starken Graphit-, Kohle- oder Rußhaltigen, thermisch stabilen Überzug, beispielsweise in Form eines Einbrennlacks oder eine Kolloidalschltchte erhalten über welche Schutzschicht dann die eigentliche Kunststoffummantelung, vorzugsweise reines PVC extrudiert worden ist.

L e e r s e i t e