DE2443461A1

DE2443461A1 - Strahlungsheizvorrichtung

Info

Publication number: DE2443461A1
Application number: DE2443461A
Authority: DE
Inventors: Raymond Harold Phipps
Original assignee: DRG Packaging Ltd
Current assignee: 2019 S&H Ltd
Priority date: 1973-09-13
Filing date: 1974-09-11
Publication date: 1975-03-27
Also published as: BE819819A; FR2244142A1; NL7411820A; FR2244142B3; GB1475285A

Description

PATB NTANWALTS BÜRO
D-4 DÜSSELDORF . SClIU M ANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing., Dipl -Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

DRG PACKAGING LIMITED 10. September 1974

1 Redcliffe Street

Bristol, BS99 7QY / England r

Strahlungsheizvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsheizvorrichtung, bestehend aus einer zum zu beheizenden Raum hin gerichteten Wärme abstrahlenden Wand und einem mit dieser in wärmeübertragender Beziehung stehenden Heizelement.

Es ist bekannt, zur Raumheizung ebene Wandplatten zu verwenden, bei denen ein elektrisches Heizelement zwischen einer Wärme abstrahlenden Vorderwand aus z.B. einem Phenoplast-Schichtstoff und einer wärmeisolierenden Rückwand aus z.B. einer Asbestplatte eingebettet ist. Das Heizelement kann ein Widerstandsdraht sein, der zwischen den platten angeordnet ist, oder aus einem nach bekannten Methoden hergestellten gedruckten Stromkreis bestehen. Zwar ist es möglich, einen dünnen Überlastungsschutzschalter in das Plattengebilde einzubauen, doch wird dadurch eine Brandgefahr durch lokale Überhitzung bei den Werkstoffen, die für die Herstellung der Vorderwand verwendet werden, oder Materialien, die mit der Vorderwand in Berührung kommen, nicht völlig beseitigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und

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eine Strahlungsheizvorrichtung anzugeben, bei der eine Brandgefahr durch Überhitzung der Vorderwand nicht besteht.

Aus der britischen Patentschrift 1 200 732 ist die Herstellung von Gebäudeteilen aus glasfaserverstärktem zementartigem Material bekannt, bei der vorzugsweise Glasfasern aus alkalibeständigem Glas verwendet werden. Es wurde nun gefunden, daß glasfaserverstärktes zementartiges Material überraschend gute thermische Eigenschaften, wie gute Wärmeleitfähigkeit und sehr gutes Wärmestrahlungsvermögen, hat, die es in Verbindung mit hoher Schlagfestigkeit zu einem geeigneten Werkstoff für Strahlungsheizvorrichtungen machen. Darüber hinaus läßt sich das Material leicht in die gewünschte Form bringen und kann auf der dem zu beheizenden Raum zugewandten Seite mit einer texturierten Oberfläche versehen werden.

Erfindungsgemäß wird somit die vorstehende Aufgabe bei einer Strahlungsheizvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die wärme abstrahlende Wand aus glasfaserverstärktem zementartigem Material besteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein aus einem gedruckten Stromkreis bestehendes Heizelement hinter der Wand aus zementartigem Material, aber in thermischer Berührung mit ihr angeordnet. Dahinter befindet sich eine nachgiebige Isolierschicht, z.B. aus Glaswolle, und dahinter wiederum eine Metallhinterlage, z.B. aus einer Aluminiumfolie, die Wärme zurück auf die Vorderwand strahlt,

Die Heizvorrichtung kann in einen Rahmen aus Aluminium-U-Profilen montiert werden. Man kann aber auch an den Kanten der Wärme abstrahlenden Wand einen mit dieser aus einem Stück bestehenden

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Rahmen aus zementartigem Material formen. Die Wärme abstrahlende Wand kann auf der dem zu beheizenden Raum zugewandten Seite zu Dekorationszwecken und zur Vergrößerung der strahlenden Oberfläche mit einer texturierten Fläche versehen werden. Diese braucht nicht planar zu sein, sondern kann jede gewünschte Form haben.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer zur Befestigung an der Wand vorgesehenen Strahlungsheiζvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form der Wärme abstrahlenden Wand von der Rückseite·

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer anderen modifizierten Form der Wärme abstrahlenden Wand von der Vorderseite·

Fig. 4 einen perspektivischen Querschnitt durch eine die Erfindung enthaltende Fußleiste·

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine modifizierte Fußleiste·

Fig. 6 einen perspektivischen Querschnitt durch einen die Erfindung enthaltenden Raumsims; und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine modifizierte Simsform.

Die in Figur 1 dargestellte Strahlungsheizvorrichtung hat eine

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Vorderwand 2, die aus etwa 6 mm dickem glasfaserverstärktem zementartigem Material besteht und die wärmeabstrahlende Fläche bildet. Sie kann nach dem in der britischen Patentschrift 1 200 732 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.- Die Frontfläche 4 ist dem zu beheizenden Raum zugewandt.

Ein Beispiel für die Herstellung sei beschrieben. Aus 35 Gewichtsteilen weißem Portlandzement, 15 Gewichtsteilen Sand und 25 Gewichtsteilen Wasser wird eine Mischung hergestellt und diese zusammen mit alkalibeständiger Glasfaser auf ein wasseraufsaugendes Bett von der gewünschten Form gespritzt. In einem typischen Fall sollen die Glasfasern etwa 35 mm lang sein, und ihr Anteil an der aufgetragenen Mischung soll etwa 4 Gew.-% betragen. Diese werte können aber je nach den gewünschten Eigenschaften geändert werden. Die Mischung wird auf dem Bett bis auf etwa 30 Gew.-% Wasser entwässert und dann aushärten gelassen. Durch Einarbeitung gebräuchlicher wasserabweisender Zuschlagsstoffe in die ursprüngliche Mischung oder den Auftrag von Silicon-Dichtungsmitteln nach dem Aushärten kann das Produkt wasserbeständig gemacht werden. Die fertige Wand hat typischerweise eine Wärmestrahlungszahl von 0,8-0,96.

Hinter der Vorderwand befindet sich ein Heizelement 6 in Form eines gedruckten Stromkreises, der beispielsweise nach dem in der britischen Patentschrift 1 221 351 beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Hierbei kann ein Heizelement erhalten werden, das bei einer bestimmten Temperatur durchschmilzt, so daß eine gefährliche Überhitzung vermieden wird, Bei einer typischen Ausführungsform des Verfahrens wird eine 75^m dicke Polyesterfolie chemisch in der in der britischen Patentschrift 1 221 351 beschriebenen Weise so vorbehandelt, daß Kupfer stromlos als kontinuierliche, zickzackförmige Bahn darauf abgeschie-

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den werden kann und einen gewundenen Strompfad bildet. Diese Bahn wird dann galvanisch verzinnt, so daß ein verdickter Leiter mit einer Breite von etwa 9 mm und einer Dicke von etwa 8-9^m erhalten wird. Die Folienbahn wird sodann zu Blättern geeigneter Länge geschnitten, und an den Enden des Leiters werden Anschlußklemmen angebracht. Ein typisches Blatt von 1 m Länge und JO cm Breite hat einen elektrischen Widerstand von etwa 4-5 Ohm. Die blanke Metalloberfläche kann entweder mit einer zweiten Polyesterfolie bedeckt oder mit einem wärmebeständigen Lack überzogen werden, so daß man ein eingekapseltes, selbsttragendes Heizelement erhält. An einer strategisch günstigen Stelle kann auch noch ein üblicher Uberlastungsschutzschalter an dem Heizelement angebracht werden.

Die nächste Lage in der Heizvorrichtung ist eine nachgiebige Schicht 8 von etwa 6 mm Dicke aus Glaswolle, die auf der Rückseite, d.h. in Figur 1 nicht sichtbar, mit einer Aluminiumfolie hinterlegt ist. Die Rückwand 10 der Heizvorrichtung bildet eine Asbestplatte oder eine Platte aus glasfaserverstärktem zementartigen Material. Die verschiedenen Lagen sind in einen Aluminiumrahmen montiert, der aus vier U-Profilen 12 gebildet wird.

Falls das Heizelement einmal durchbrennt, braucht nur dieses ersetzt zu werden, und dies kann in der weise geschehen, daß einige oder alle U-Profile abgenommen werden, das durchgebrannte Heizelement herausgezogen, ein neues Heizelement eingesetzt und die Rahmenprofile wieder anmontiert werden. Die einzigen brennbaren Stoffe sind die Polyesterfolie ader -folien und der wärmebeständige Lack (falls vorhanden). Diese sind völlig von nichtbrennbaren Stoffen eingeschlossen, die bei einem Brand auch keine giftigen Dämpfe entwickeln. Die unter leichtem Druck stehende nachgiebige Isolierschicht hält das Heizelement in gutem

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thermischem Kontakt mit der Wärme abstrahlenden Wand.

•Anstelle der Verwendung von Alumlnium-U-Prof±len kann an die Vorderwand 2 ein mit dieser aus einem Stück bestehender Rahmen 14 längs der Kanten angeformt werden, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. In diesen Rahmen können dann einige oder alle anderen Bauteile eingepreßt werden.

Die Oberfläche 4 der Vorderwand 3 kann, wie in Figur 3 dargestellt, mit Rippen oder anderen Konturen oder zur Dekoration auch mit einer Textur versehen werden. Diese vergrößert zugleich die strahlende Fläche und unterstützt daher die Wärmeübertragung auf den zu heizenden Raum.

In den Figuren 4 und 5 ist eine Strahlungsheizvorrichtung dargestellt, die in die Fußbodenleisten eines Gebäudes eingebaut ist. In Figur 4 ist die wärmeabstrahlende wand aus glasfaserverstärktem zementartigem Material 2 in ein Hohlprofil eingeformt, das die äußere Form einer Fußbodenleiste hat. Das von einem gedruckten Stromkreis gebildete Heizelement 6 ist hinter der vorderen Hauptfläche der Wand 2 angeordnet, und der Rest des rückwärtigen Raumes ist mit Glaswolle gefüllt, die so stark zusammengedrückt ist, daß sie das Heizelement in guten thermischen Kontakt mit der Vorderwand 2 hält. Ein Aluminiumblech oder eine Aluminiumfolie 9 ist mit Nieten 11 an der Rückseite befestigt. Diese Fußbodenleiste wird in standardisierten Bauelementlängen 13 hergestellt, die beim Einbau elektrisch miteinander verdrahtet werden. An den Ecken können Attrappen I5 von ähnlicher Form vorgesehen werden, die, wie bei 16, Anschlußkästen sowie sämtliche Schalter, Thermostate und Regler enthalten können. Eine typische Anschlußleistung für einen Raum von 4 m im Quadrat dürfte 2 kW/16 m sein, die an der effektiven Strahlungsfläche eine Wattdichte von etwa 800 W/m bei einer

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150 mm hohen Fußbodenleiste und von etwa 530 W/m bei einer Fußbodenleiste von 230 mm Höhe ergibt. Die Heizvorrichtung kann für einen Betrieb mit normaler Netzspannung von 220 V oder mit Niederspannung von z.B. 12 V eingerichtet werden.

Figur 5 zeigt eine Modifikation, bei der die Wärme abstrahlende Wand 2 planar und die gesamte Vorrichtung zwischen oberen und unteren Extrusionsprofilen [VJ, l8) aus Aluminium oder einem anderen Metall montiert ist, die, wie dargestellt, eine zur Halterung der Bauteile geeignete Profilform haben

Die Figuren 6 und 7 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, die ein Sims zwischen Wänden und Decke eines Raumes bilden können. Ihr Aufbau ist in jedem Falle den in den Figuren 4 und 5 dargestellten Vorrichtungen ähnlich, d.h. sie bestehen aus einer geeignet geformten Außenplatte 2 aus glasfaserverstärktem zementartigen Material, an der die anderen Bauelemente befestigt sind. In Figur 6 hat das Sims einen herkömmlichen konkaven Querschnitt, während in Figur 7 sein Querschnitt konvex ist, was eine größere Strahlungsfläche ergibt.

Noch verschiedene andere Modifikationen können an der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise braucht das Heizelement sich nicht in direkter Berührung mit der Rückseite der Wärme ab-r strahlenden Wand zu befinden; zwischen Heizelement und Wärme abstrahlender Wand könnte auch eine die thermische Verbindung herstellende Zwischenschicht angeordnet sein. Das Heizelement braucht kein elektrisches Heizelement zu sein, sondern kann auch aus heißes Wasser oder Thermoöl führenden Kanälen bestehen. Ferner könnte das Heizelement in die Platte aus glasfaserverstärktem zementartigem Material eingebettet werden. Und schließlich kann die Heizvorrichtung außer mit einer Wärme abstrahlenden Fläche auch mit Konvektionskanälen zur Lufterhitzung versehen werden.

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Claims

24A3A61 A 10.9 Ansprüche

1. Strahlungsheizvorrichtung, bestehend aus einer zum zu beheizenden Raum hin gerichteten Wärme abstrahlenden Wand und einem mit dieser in wärmeübertragender Beziehung stehenden Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme abstrahlende Wand (2) aus glasfaserverstärktem zementartigem Material besteht.

2. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (6) ein elektrisches Heizelement und hinter der Wärme abstrahlenden Wand (2), aber in thermischer Berührung mit dieser angeordnet ist.

3. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement (6) aus einem gedruckten Stromkreis besteht, der durch Abscheidung eines Metallfilms auf einer Kunststoffolie hergestellt ist.

4. Strahlungsheizvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Heizelement (6) eine nachgiebige Schicht (8) aus Wärmeisoliermaterial angeordnet und so zusammengedrückt ist, daß sie das Heizelement (6) gegen die Wärme abstrahlende Wand (2) drückt.

5. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeisoliermaterial (8) eiie Glasfaserschicht ist.

6. Strahlungsheiζvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Isolierschicht (8)

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eine dünne Metallschicht (9) zur Reflexion der Wärme auf die Wärme abstrahlende Wand (2) angeordnet ist.

7. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Metallschicht (9) aus Aluminiumfolie besteht.

8. Strahlungsheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis I₃ dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Wärme abstrahlenden Wänden (2) aus glasfaserverstärktem zementartigem Material besteht, zwischen denen jeweils ein elektrisches Heizelement (6) in wärmeübertragender Berührung mit der jeweiligen Wand angeordnet ist.

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