DE2316707B2 - Surface heating device with a surface resistance heating layer - Google Patents

Surface heating device with a surface resistance heating layer

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flächenheizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a surface heating device according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Flächenheizvorrichtung ist als Bodenheizung für Wohnräume oder für im Freien befindliche Flächen bekannt (US-PS 36 27 981), bei welcher eine flächige Widerstandsheizschicht auf beiden Seiten mit je einer Kunststoffschicht abgedeckt ist, wobei gegebenenfalls außen auf einer oder auf beiden Seiten eine Metallabdeckschicht vorgesehen sein kann. Eine solche Flächenheizvorrichtung ist zur Verwendung unter Wasser oder in feuchter Umgebung nicht geeignet.Such a surface heating device is used as floor heating for living rooms or for those located outdoors Areas known (US-PS 36 27 981), in which a flat resistance heating layer on both sides with each a plastic layer is covered, optionally on one or both sides of the outside Metal cover layer can be provided. Such a surface heating device is for use under Not suitable in water or in a damp environment.

Eine bekannte Unterwasserheizvorrichtung, deren Oberfläche aus Metall besteht, hat eine hohe Wattdichte und eine Oberflächentemperatur von mehr als 2000C, und der Temperaturgradient ist in einem Wasserbassin steil. Daher ist sie für die Fischkultur ungeeignet. Außerdem wird der metallene Oberflächenüberzug in einem Bassin für Seefische besonders stark korrodiert, so daß die Heizvorrichtung nur während einer kurzen Zeitdauer verwendet werden kann.A known Unterwasserheizvorrichtung whose surface is made of metal, has a high watt density and a surface temperature of more than 200 0 C, and the temperature gradient is steep in a water basin. Therefore it is unsuitable for fish culture. In addition, the metal surface coating in a sea fish basin is particularly badly corroded, so that the heating device can only be used for a short period of time.

Bekannte Flächenheizvorrichtungen, die auf beiden Seiten mit Kunststoffschichten versehen sind, weisen den Nachteil auf, daß der Widerstand des Heizelementes zufolge des Einflusses von Feuchtigkeit, die im Laufe der Zeit durch die Folien hindurchdringt, erhöht wird und daß eine Verminderung der Ausgangsleistung nicht vermieden werden kann. Ferner ergibt sich, daß, wenn eine im Wasser befindliche Heizvorrichtung dieser Art an eine Wechselstromquelle angeschlossen wird, die auf dem Erdboden stehende Person einen Leckstrom fühlt, wenn sie ihre Hand in das Wasser hält, während dieser Leckstrom die in dem Bassin befindlichen Fische nicht beeinflußt.Known surface heating devices, which are provided with plastic layers on both sides, have the disadvantage that the resistance of the heating element is due to the influence of moisture in the course the time permeates through the foils is increased and that a decrease in the output power is not can be avoided. It also appears that when a water heater of this type is connected to an alternating current source, the person standing on the ground feels a leakage current, when she puts her hand in the water, while this leakage current does not affect the fish in the basin influenced.

Gemäß den Sicherheitsvorschriften soll der Leckstrom kleiner als 1 mA sein. Experimente zeigen, daß zum Einstellen des Leckstromes auf einen Wert unter ίο l mA der maximale Oberflächenbereich der Flächenheizvorrichtung auf 700 cm2 beschränkt sein soll und daß ihre Ausgangsleistung so eingestellt werden soll, daß sie weniger als 140 W beträgt. Mit einer solchen Flächenheizvorrichtung ist es nicht möglich, ein ι5 Wasserbassin mit einem Fassungsvermögen von 300 bis 500 1 auf einer Temperatu: von 25 bis 280C zu halten.According to the safety regulations, the leakage current should be less than 1 mA. Experiments show that to set the leakage current to a value below ίο l mA, the maximum surface area of the surface heating device should be limited to 700 cm 2 and that its output power should be set so that it is less than 140 W. With such a surface heating device, it is not possible, a ι water basin 5 having a capacity of 300 to 500 1 at a tempera: to keep 25 to 28 0 C.

Es ist schließlich eine Flächenheizvorrichtung mit einer flächigen Widerstandsheizschicht bekannt, die über mit ihr verbundene Elektroden an einen Stromkreis anschließbar ist und die auf jeder Seite mit mehreren isolierenden Schichten aus Kunststoff sowie mit einer Aluminiumfolienschicht abgedeckt ist (DE-Gbm 19 93 102). Diese bekannte Flächenheizvorrichtung dient ebenfalls als Bodenheizung in Wohn- und Geschäftsräumen, als Bodenheizung im Freien und als wärmende Unterlage für Fischbecken od. dgl. Die Aluminiumfolienschicht ist in Form einer geerdeten Folie als Abdeckung an der Oberseite der Flächenheizvorrichtung vorgesehen und sie dient zur Intensivierung der Wärmeableitung nach der Oberseite der Flächenheizvorrichtung hin. Die Metallfolie ist gegebenenfalls mit einem aus abriebfestem Material bestehenden Belag versehen. Eine solche Flächenheizvorrichtung ist ebenfalls zur Verwendung unter Wasser oder in feuchter Umgebung nicht geeignet.Finally, a surface heating device with a two-dimensional resistance heating layer is known which Can be connected to a circuit via electrodes connected to it and which on each side with several insulating layers made of plastic and covered with an aluminum foil layer (DE-Gbm 19 93 102). This known surface heating device is also used as floor heating in living quarters and Business premises, as floor heating in the open air and as a warming pad for fish tanks or the like The aluminum foil layer is in the form of a grounded foil as a cover on the top of the surface heating device provided and it serves to intensify the heat dissipation to the top of the surface heating device there. The metal foil is optionally covered with an abrasion-resistant material Mistake. Such a surface heating device is also for use under water or in not suitable for a damp environment.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flächenheizvorrichtung so auszubilden, daß sie auch unter Wasser während langer Zeit verwendet werden kann, ohne daß unzulässig hoher Leckstrom vorhanden ist und ohne daß sich eine Änderung des Widerstandes der Widerstandsheizschicht ergibt. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß auf jeder Seite der Widerstandsheizschicht eine Aluminiumfolienschicht zwischen einer die Widerstandsheizschicht direkt abdeckenden Kunststoffschicht und wenigstens einer weiteren Kunststoffschicht angeordnet ist.The object of the invention is to design a surface heating device so that it can also be used under water can be used for a long time without an unacceptably high leakage current is present and without there is a change in the resistance of the resistance heating layer. This task is solved according to of the invention in that on each side of the resistance heating layer there is an aluminum foil layer between a plastic layer directly covering the resistance heating layer and at least one further plastic layer is arranged.

Es ist gefunden worden, daß mit einer Flächenheizvorrichtung gemäß der Erfindung tatsächlich und überraschend eine gute Lösung für die genannte Aufgabe geschaffen ist. Die Aluminiumschicht bzw. Aluminiumfolie ist zunächst feuchtigkeitsundurchlässig, so daß sich eine Erhöhung des Widerstandes der Widerstandsheizschicht durch mit der Zeit eindringende Feuchtigkeit nicht ergeben kann, so daß auch die Ausgangsleistung mit der Zeit nicht geringer wird. Weiterhin ist überraschend gefunden worden, daß durch die Anordnung der Aluminiumfolie — die nicht geerdet ist — der Leckstrom gegenüber einer Flächenheizvorrichtung ohne Aluminiumfolien auf etwa ein Drittel verringert ist. Dadurch ist es möglich, die Oberfläche der Flächenheizvorrichtung auf etwa das Dreifache zu erhöhen. Weiterhin ist gewährleistet, daß sich nachteilige Wirkungen zufolge Korrosion durch See- oder Salzwasser nicht ergeben.It has been found that with a surface heating device according to the invention actually and Surprisingly, a good solution for the task mentioned is created. The aluminum layer or Aluminum foil is initially impermeable to moisture, so that there is an increase in the resistance of the Resistance heating layer can not result from penetrating moisture over time, so that the Output power does not decrease over time. Furthermore, it has surprisingly been found that by the arrangement of the aluminum foil - which is not earthed - the leakage current compared to a surface heating device is reduced to about a third without aluminum foils. This makes it possible to modify the surface of the Increase surface heating device to about three times. It is also ensured that there are adverse No effects resulting from corrosion from sea or salt water.

t>5 Die Tatsache, daß durch die Anordnung der Aluminiumfolie gemäß der vorliegenden Erfindung der Leckstrom herabgesetzt wird, ist nicht vollständig verstanden, es kann jedoch angenommen werden, daßt> 5 The fact that by the arrangement of the Aluminum foil according to the present invention, the leakage current is decreased is not complete understood, but it can be assumed that

zufolge der Anordnung der Aluminiumfolie zwischen ^wei Schichten aus synthetischem Harz bei Verwendung unter Wasser beide Harze als Isolierschicht bzw. Kondensator wirken und eine Reihenkondtinsatorwirkung zwischen Wasser und der Widerstandsheizschicht hervorrufen. Zusätzlich kann Wasser nicht durch die Aluminiumfolie hindurchtreten, so daß auch dadurch die Aluminiumfolie das Auftreten von Leckstron i verhindert bzw. zumindestens herabsetzt.according to the arrangement of the aluminum foil between two layers of synthetic resin when used Under water both resins act as an insulating layer or capacitor and have a series capacitor effect between water and the resistance heating layer. In addition, water cannot get through the Pass through aluminum foil, so that the aluminum foil prevents the occurrence of leakage currents or at least reduces it.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Flächenheizvorrichtung gemäß der Erfindung.Fig. 1 is a plan view of a surface heating device according to the invention.

Fig.2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht eines Teiles einer Flächenheizvorrichtung gemäß F i g. 1.Fig. 2 is a sectional view, on an enlarged scale, of part of a surface heating device according to FIG. 1.

Fig.3 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht, in welcher der Anschluß der Elektroden dargestellt ist.Fig. 3 is a partially sectioned plan view, in which the connection of the electrodes is shown.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Flächenheizvorrichtung dargestellt, die folgende Teile aufweist:In Figs. 1 and 2 is a surface heating device shown, which has the following parts:

Ein Heizelement 1 in Form einer flächigen Widerstandsheizschicht, aus einem Kunstharz wie Polyäthylen bestehende Schichten 2 und 2', Aluminiumfolien 3 und 3', aus dem vorgenannten Kunstharz bestehende Schichten 4 und 4', aus einem Kunstharz wie einem Polyester bestehende äußere Schichten 5 und 5', Elektroden 6 und 6' sowie leitende Drähte 7 und T für die Zufuhr von Elektrizität.A heating element 1 in the form of a flat resistance heating layer, layers 2 and 2 'made of a synthetic resin such as polyethylene, aluminum foils 3 and 3', layers 4 and 4 'made of the aforementioned synthetic resin, outer layers 5 and 5 made of a synthetic resin such as polyester ', Electrodes 6 and 6' and conductive wires 7 and T for supplying electricity.

Auf die beiden Flächen des Heizelementes 1, welches aus einem Blatt kohlefaserhaltigen Papiers und den Elektroden 6 und 6' besteht, die beispielsweise aus einer Kupferdrahtgaze hergestellt und mit den beiden Enden des Papierblattes verbunden sind, werden zuerst die Kunststoffschichten 2 und 2' aufgebracht. Dann werden auf die Oberflächen der beiden Kunststoffschichten 2 und 2' die Aluminiumfolien 3 und 3' aufgebracht. Auf deren Oberflächen werden die Kunststoffschichten 4 und 4' und danach die äußeren Kunststoffschichten 5 und 5' aufgebracht. Zur Erhitzung der Widerstandsheizschicht 1 wird über die Elektroden 6 und 6' Strom zugeführt.On the two surfaces of the heating element 1, which is made of a sheet of carbon fiber-containing paper and the Electrodes 6 and 6 'consists, for example, of a copper wire gauze and with the two ends of the paper sheet are connected, the plastic layers 2 and 2 'are applied first. Then will the aluminum foils 3 and 3 'are applied to the surfaces of the two plastic layers 2 and 2'. on the surfaces of which are the plastic layers 4 and 4 'and then the outer plastic layers 5 and 5 'applied. In order to heat the resistance heating layer 1, current is supplied via the electrodes 6 and 6 ' fed.

ίο Wenn die Flächenheizvorrichtung in Wasser oder in einer feuchten Umgebung verwendet wird, ist es beispielsweise notwendig, Vorkehrungen zu treffen, um an den zur Widerstandsheizschicht 1 führenden Anschlüssen ein Auslecken von Strom in das Wasser bzw. in die feuchte Umgebung zu verhindern. Hierzu ist, wie in F i g. 3 gezeigt, eine Verlängerung jeder Elektrode 6 mit dem Kern 10 des außen isolierten Leiters 7 verlötet, und eine aus Polyäthylen bestehende innere Isolierschicht 11 des Leiters 7 ist mittels Heißpressen auf die aus Polyäthylen bestehende Kunststoffschicht 2 aufgebracht. Dann wird die äußere Hülle 8 des Leiters 7, die aus Polyvinylchlorid besteht, mit der Kante 12 der äußeren Kunststoffschicht 5 in Verbindung gebracht, wonach beide in Berührung miteinander mittels eines mit einem Epoxyharz imprägnierten Stoffes, wie z. B. Filz oder Flanell, durch Umwickeln festgelegt, wonach das Epoxyharz gehärtet wird.ίο If the surface heating device is immersed in water or in For example, it is necessary to take precautions to avoid being used in a humid environment a leakage of current into the water at the connections leading to the resistance heating layer 1 or to prevent the damp environment. To do this, as in Fig. 3 shows an extension of each electrode 6 with the core 10 of the externally insulated Conductor 7 soldered, and an existing polyethylene inner insulating layer 11 of the conductor 7 is means Hot pressing applied to the plastic layer 2 made of polyethylene. Then the outer Sheath 8 of the conductor 7, which is made of polyvinyl chloride, with the edge 12 of the outer plastic layer 5 in Connected, after which both are brought into contact with each other by means of an epoxy resin impregnated fabric, such as. B. felt or flannel, set by wrapping, after which the epoxy resin cured will.

Die Flächenheizvorrichtung ist biegsam und kann in irgendeiner gewünschten Gestalt geformt werden. Ein Verbrennen der äußeren Schichten während Wärmeerzeugung in Luft findet nicht statt.The panel heater is flexible and can be shaped into any desired shape. A Burning of the outer layers while generating heat in air does not take place.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Flächenheizvorrichtung mit einer flächigen Widerstandsheizschicht, die über mit ihr verbundene Elektroden an einen Stromkreis anschließbar ist und die auf jeder Seite mit mehreren isolierenden Schichten aus Kunststoff sowie mit einer Aluminiumfolienschicht abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der Widerstandsheizschicht (1) eine Aluminiumfolienschicht (3 bzw. 3') zwischen einer die Widerstandsheizschicht direkt abdeckenden Kunststoffschicht (2 bzw. 2') und wenigstens einer weiteren Kunststoffschicht (4 bzw. 4'; 5 bzw. 5') angeordnet ist.1. Surface heating device with a flat resistance heating layer that is connected to it Electrodes can be connected to a circuit and the one on each side with several insulating Layers of plastic and covered with an aluminum foil layer, characterized in that that on each side of the resistance heating layer (1) an aluminum foil layer (3 or 3 ') between a plastic layer (2 or 2') that directly covers the resistance heating layer and at least one further plastic layer (4 or 4 '; 5 or 5') is arranged. 2. Flächenheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizschidit (1) aus kohlefaserhaltigem Papier besteht.2. Surface heating device according to claim 1, characterized in that the resistance heating schidit (1) is made of carbon fiber-based paper. 3 Flächenheizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschichten (2,4 bzw. 2', 4') beiderseits der Aluminiumfolienschicht (3 bzw. 3') aus Polyäthylen, und eine Außenschicht (5 bzw. 5') aus Polyester bestehen.3 surface heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic layers (2,4 or 2 ', 4') on both sides of the aluminum foil layer (3 or 3 ') made of polyethylene, and one Outer layer (5 or 5 ') consist of polyester. 4. Flächenheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlängerung jeder Elektrode (6,6') mit einem Kern (10) eines isolierten Leiters (7 bzw. 7') verlötet ist, dessen innere aus Polyäthylen bestehende Isolierschicht (11) mit der die Widerstandsheizschicht (1) abdeckenden Kunststoffschicht (2) verbunden ist und dessen äußere mit der Kante (12) der weiteren Kunststoffschicht (5 bzw. 5') in Verbindung gebrachte Hülle (8) mittels mit Epoxyharz imprägnierten Stoffes (13) festgelegt ist.4. surface heating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a Extension of each electrode (6,6 ') is soldered to a core (10) of an insulated conductor (7 or 7'), whose inner polyethylene insulating layer (11) with which the resistance heating layer (1) covering plastic layer (2) is connected and its outer with the edge (12) of the other Plastic layer (5 or 5 ') connected casing (8) impregnated with epoxy resin Substance (13) is set. 5. Flächenheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6, 6') aus einer Kupferdrahtgaze bestehen.5. surface heating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Electrodes (6, 6 ') consist of a copper wire gauze.
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