DE29611608U1 - Widerstandsflächenheizung - Google Patents
WiderstandsflächenheizungInfo
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Classifications
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Description
Widerstandsflächenheizung
Die Erfindung betrifft eine Widerstandsflächenheizung mit einer auf einer
elektrisch isolierenden Trägerschicht aufgebrachten Heizschicht und spezieil
eine Widerstandsflächenheizung mit einem hohen Wirkungsgrad.
Widerstandsflächenheizungen sind aus dem Stand der Technik z. B. als Tapetenheizung
bekannt. Der grundsätzliche Vorteil dieses Heizungstyps liegt in der großflächigen Wärmeabstrahlung, die von anwesenden Personen
&iacgr;&ogr; subjektiv als angenehm empfunden wird, da die Wärme sehr gleichmäßig
im Raum verteilt ist. Es entstehen daher auch keine stärkeren Luftbewegungen
durch Konvektionen wie bei allen herkömmlichen Heizungen. Durch den Einsatz einer Tapetenheizung wird daher die Bewegung von
Staub in der Luft vermieden. Dieser Umstand ist besonders für Allergiker von großem Nutzen. Da bei herkömmlichen Heizungssystemen die Heizkörper
meist unter dem Fenster angeordnet sind, bewirkt die beim Heizen entstehende starke Luftbewegung eine schnelle Verschmutzung der Gardinen
und der Tapete. Bei einer Tapetenheizung werden diese Effekte vermieden.
Grundsätzlich ist zu unterscheiden zwischen Widerstandsflächenheizungen
mit drahtförmigen Leiterzügen, nachfolgend Drahtheizungen genannt und Schicht-Widerstandsfiächenheizungen, nachfolgend Schichtheizungen genannt.
Drahtheizungen weisen Heizdrähte auf, die auf einer elektrisch isolierenden Unterlage befestigt sind. Schichtheizungen haben eine homogene
Heizschicht, die aus einer Mischung von elektrisch leitfähigen Partikeln und einem Bindemittel besteht. Die Heizschicht wird z. B. als flüssige Dispersion
auf eine elektrisch isolierende Unterlage aufgebracht und nach einem Trocknungsprozeß mit elektrischen Anschlüssen versehen. Aus dem umfangreichen
Stand der Technik ist die Zusammensetzung der.Heizschicht,
z. B. Bestandteile und Korngrößen bekannt.
Drahtheizungen sind empfindlich gegen lokale Beschädigung. Wird eine
Leiterbahn z. B. durch einen eingeschlagenen Nagel unterbrochen, fällt die gesamte Heizfläche aus, die mit der unterbrochenen Leiterbahn elektrisch
verbunden war. Schichtheizungen sind gegen solche lokale Beschädigungen unempfindlich.
Ein Nachteil von herkömmlichen Schichtheizungen ist der noch zu geringe
Wirkungsgrad. Da die Heizung mit Elektroenergie als teuerster Energieform betrieben wird, sind diese Heizungen gegenüber anderen Heizungsarten
noch nicht rentabel. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß herkömmliche
Schichtheizungen mit höheren Spannungen arbeiten. Dadurch entsteht ein hoher gerätetechnischer Aufwand für Schutz- und Vorsichtsmaßnahmen.
Bei Schichtheizungen, die mit Wechselspannung arbeiten,
kann die Intensität auftretender Störstrahlungen die in den Vorschriften für
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) vorgeschriebene Grenzwerte überschreiten. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Schichtheizung ist
die mangelhafte Langzeitkonstanz der elektrischen Eigenschaften. Die Heizschicht ändert mit der Zeit ihren Widerstand, was zu Änderungen in
der Heizleistungen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Widerstandsflächenheizung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen höheren Wirkungsgrad und ein verbessertes Langzeitverhalten aufweist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Widerstandsflächenheizung
gelöst, die eine elektrisch isolierende Trägerschicht aufweist, auf der eine elektrische Widerstandsschicht angeordnet ist, an der Anschlußelektroden
vorgesehen sind, wobei beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Anschlußelektroden die elektrische Widerstandsschicht zur
Abgabe einer Wärmestrahlung angeregt wird. Die elektrische Spannung ist eine Gleichspannung zwischen 5 V und 24 V und die elektrische Widerstandsschicht
wird so ausgewählt, daß sie eine Wärmestrahlung mit einer Wellenlänge von 8 bis 14 &mgr;&eegr;&eegr; abstrahlt. Die Trägerschicht weist eine spezifische
Wasserdampfdurchiässigkeit von 10"9 g/cm-h-Torr oder weniger auf. Die elektrische Widerstandsschicht ist von einer Deckschicht mit einer
Wasserdampfdurchiässigkeit von 10"9 g/cm-h-Torr oder kleiner bedeckt,
wobei die Außenkanten der Deckschicht und der Trägerschicht dicht verbunden sind.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades wird bei einer Ausführungsform
nach Patentanspruch 2 auf der Deckschicht eine Emissionsschicht zur Verbesserung der Emission angeordnet, wobei die als effektive Strahlungsfläche
wirksame äußere Oberfläche der Emissionsschicht größer als die geometrische Grundfläche der Widerstandsschicht ist.
Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades kann erreicht werden,
wenn folgende Beziehung eingehalten wird:
effektive Strahlungsfläche der Emissionsschicht >
1,3
geometrische Grundfläche der Widerstandsschicht
und die Emissionsschicht überwiegend aus Materialien besteht, die einen
hohen Emissionsgrad bewirken.
Für den Aufbau einer fest installierten Flächenheizung als Wand-, Deckenoder
Fußbodenheizung wird zwischen der Wand und der isolierenden Trägerschicht eine Wärmedämmschicht angeordnet, die eine Wärmeleitfähigkeit
von &lgr; < 0,04 W/m-K aufweist. Durch die thermische Abkopplung von
der Wand wird ein sehr schnelles Eintreten der Wärmeemission bewirkt. Somit entfällt ein Vorheizen, wodurch ebenfalls der Energiebedarf gesenkt
wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Widerstandsflächenheizung
zum Aufbau einer ortsveränderbaren Flächenheizung verwendet, die z. B. als Flächenelemente von Raumteilern, als Träger von
Postern oder Bildern, d.h. als tafelförmige Schmuckelemente, ausgebildet sein können. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für ortsveränderbare Flächenheizungen
sind z. B. Galerien und Ausstellungen. Die tafelförmigen Flächenheizungen werden vorzugsweise nur dort aufgestellt oder aufgehängt,
wo sich Personen aufhalten. Besonders in großen Räumen (z. B. Kirchen)
&iacgr;&ogr; wird mit der erfindungsgemäßen Flächenheizung Energie eingespart.
Weiterhin ist eine schnelle Temperaturregelung möglich. Dieses Regelverhalten
ist dann von besonderem Vorteil, wenn in einem Raum Personen mit eigenem Wärmepotential anwesend sind. Über Temperaturfühler in
Verbindung mit einer aus dem Stand der Technik bekannten elektronischen Regeleinrichtung kann die Temperatur auf einem vorbestimmten Wert gehalten
werden, der von den anwesenden Personen als angenehm empfunden wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Widerstandsflächenheizung
mit Bewegungsmeldern verschaltet. Besonders in Galerien ist diese Ausführungsform zweckmäßig, da nur dann geheizt wird, wenn sich Personen
in dem vorbestimmten Raumabschnitt befinden. Auf Grund der schnellen Regelung wird der Energiebedarf minimiert.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der beanspruchten Merkmale wird eine Verbesserung des Wirkungsgrades und der Langzeitstabilität erzielt.
Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten schematischen Zeichnung, wobei
sich die Erfindung auf alle daraus entnehmbaren neuen Merkmale oder
Merkmalskombinationen richtet, auch wenn diese nicht ausdrücklich in den Ansprüchen angeführt sein sollten.
Fig. zeigt 1 den Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Widerstandsflächenheizung
auf einer Wand.
Wie Fig. 1 zeigt, ist auf einer Wand 1 eine thermische Isolierschicht 2 aufgeklebt.
Diese vorzugsweise 3 bis 20 mm dicke Isolierschicht 2 besteht z. B. aus Schaumpolystyrol, Polyurethanschaum oder Schaumglas. An diese
Isolierschicht 2 schließt sich eine Widerstandsschicht 3 an, die von beiden Seiten mit einer, eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisenden
Polyethylen-Folien 4 und 5 abgedeckt ist, die das Eindringen von Feuchtigkeit in die Widerstandsschicht 3 verhindern. Zur Erhöhung der Emission ist
auf die PE-Folie 5 eine aus Cellulose bestehende, stark profilierte Emissionsverstärkungsschicht
6 aufgeklebt, deren nach außen gerichtete Strah-
lungsoberfläche ca. 1,3 fach so groß wie die Oberfläche der Widerstandsschicht
3 ist. Für die Emissionsverstärkungsschicht 6 werden Materialien ausgewählt, die in Richtung der Flächennormalen einen hohen Gesamtemissionsgrad
aufweisen. Eine weitere Erhöhung der Emission wird erreicht, wenn auf der Rückseite der Widerstandsschicht 3 d. h. zur Wand 1
gerichtet, eine Reflexionsschicht mit einem guten Wärmereflexionsvermögen angeordnet ist. Vorzugsweise wird für die Reflexionsschicht ein
Schichtaufbau ausgewählt, der die emittierten Wärmestrahlen gut reflektiert und auch eine geringe Wärmekapazität aufweist, damit möglichst keine
Wärmeleitung entsteht. Eine Schicht aufgedampftes Aluminium mit einer Dicke von ca. 0,05 &mgr;&iacgr;&tgr;&igr; oder kleiner ist als Reflexionsschicht besonders
geeignet. Aus dem Stand der Technik sind geeignete Technologien zur Schichterzeugung bekannt. An den Rändern der Widerstandsschicht sind
elektrische Anschlüsse in Form von Metallfolienbändern mittels aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren mit der Widerstandsschicht verbunden.
Zur Beschleunigung des Anheizvorganges wird eine Spannung von 24 V angelegt. Nach ca. 1 Minute Anheizzeit wird die Spannung auf
einen vorbestimmten Wert abgesenkt, um eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen.
Auf Grund der niedrigen Betriebsspannung sind keine Maßnahmen zum Schutz von Personen oder Haustieren erforderlich, wodurch die Gesamtkosten
gering gehalten werden können. Durch die Verwendung von Gleichspannung besteht auch keine Gefahr von Elektrosmog o. ä. Erscheinungen.
Claims (12)
1. Widerstandsflächenheizung mit einer elektrisch isolierenden Trägerschicht,
auf der eine, Anschlußelektroden aufweisende elektrische Wider-Standsschicht angeordnet ist, wobei beim Anlegen einer elektrischen
Spannung an die Anschlußelektroden die elektrische Widerstandsschicht eine Wärmestrahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, daß
- die elektrische Spannung eine Gleichspannung zwischen 5 V und
24 V ist,
24 V ist,
- die elektrische Widerstandsschicht (3) eine Wärmestrahlung mit
. einer Wellenlänge von 8 bis 14 &mgr;&eegr;&eegr; abstrahlt,
. einer Wellenlänge von 8 bis 14 &mgr;&eegr;&eegr; abstrahlt,
- die Trägerschicht (4) eine spezifische Wasserdampfdurchiässigkeit
von 10"9 g/cm-h-Torr oder kleiner aufweist,
von 10"9 g/cm-h-Torr oder kleiner aufweist,
- auf der elektrischen Widerstandsschicht (3) eine Deckschicht (5)
mit einer Wasserdampfdurchiässigkeit von 1 0"9 g/cm-h-Torr) oder
kleiner angeordnet ist, die an den Außenkanten mit der Träger
schicht (4) dicht verbunden ist.
kleiner angeordnet ist, die an den Außenkanten mit der Träger
schicht (4) dicht verbunden ist.
2. Widerstandsflächenheizung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Deckschicht eine Emissionsverstärkerschicht (6) zur Verstärkung der Emission angeordnet ist, wobei die als effektive Strahiungsfläche
wirksame äußere Oberfläche der Emissionsverstärkerschicht (6) größer als die geometrische Grundfläche der Widerstandsschicht (3)
3. Wäderstandsflächenheizung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß folgende Beziehung eingehalten wird:
effektive Strahlungsfiäche der Emissionsschicht
> 1,3.
geometrische Grundfläche der Widerstandsschicht
4. Widerstandsflächenheizung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Emissionsverstärkungsschicht (6) Materialien ausgewählt werden, die in Richtung der Flächennormale einen hohen
Emissionsgrad aufweisen.
5. Widerstandsflächenheizung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Erhöhung des Emissionsgrades auf der zur Wand (1) gerichteten Seite der Widerstandsschicht
(3) eine Reflexionsschicht mit einem guten Wärmereflexionsvermögen angeordnet ist.
6. Widerstandsflächenheizung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Reflexionsschicht ein Schichtaufbau ausgewählt wird, der emittierte Wärmestrahien mit der Wellenlänge von 8 um bis 14 &mgr;&igr;&eegr; gut
&iacgr;&ogr; reflektiert und eine geringe Wärmekapazität aufweist.
7. Widerstandsflächenheizung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflexionsschicht aufgedampftes Aluminium ist.
8. Aufbau einer fest installierten Flächenheizung für eine Wand-, Deckenoder
Fußbodenheizung unter Verwendung einer Widerstandsflächenheizung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Wand (1) und der isolierenden Trägerschicht eine Wärmedämmschicht (2) angeordnet ist.
9. Aufbau einer Flächenheizung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmedämmschicht eine Wärmeleitfähigkeit von
&lgr; < 0,04 W/im-K) aufweist.
&lgr; < 0,04 W/im-K) aufweist.
10. Aufbau einer ortsveränderbaren Flächenheizung unter Verwendung
einer Widerstandsflächenheizung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsflächenheizung, von- einer
rahmenartigen Trägerkonstruktion gehalten ist, die in den zu beheizenden Räumlichkeiten bedarfsweise an verschiedenen Steilen angeordnet werden
kann.
11. Widerstandsflächenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturregelung Temperaturfühler vorgesehen sind.
12. Widerstandsflächenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Bewegungsmeider vorgesehen sind, die bei Anwesenheit von Personen die Heizung einschalten.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29611608U DE29611608U1 (de) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | Widerstandsflächenheizung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE29611608U DE29611608U1 (de) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | Widerstandsflächenheizung |
Publications (1)
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---|---|
DE29611608U1 true DE29611608U1 (de) | 1996-11-07 |
Family
ID=8026025
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---|---|---|---|
DE29611608U Expired - Lifetime DE29611608U1 (de) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | Widerstandsflächenheizung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29611608U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1584873B1 (de) * | 2004-04-05 | 2007-12-05 | Zehnder Verkaufs- und Verwaltungs AG | Heizsystem |
DE102018103789B4 (de) | 2018-02-20 | 2023-05-04 | Ardex Gmbh | Heizmatte für eine Flächenheizung, Flächenheizung zum Heizen eines Raumes eines Gebäudes sowie Verfahren zur Herstellung einer Heizmatte für eine Flächenheizung |
-
1996
- 1996-07-03 DE DE29611608U patent/DE29611608U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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EP1584873B1 (de) * | 2004-04-05 | 2007-12-05 | Zehnder Verkaufs- und Verwaltungs AG | Heizsystem |
DE102018103789B4 (de) | 2018-02-20 | 2023-05-04 | Ardex Gmbh | Heizmatte für eine Flächenheizung, Flächenheizung zum Heizen eines Raumes eines Gebäudes sowie Verfahren zur Herstellung einer Heizmatte für eine Flächenheizung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19961219 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000405 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: WIBAU TECHNOLOGIETRANSFER GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: GENOVA DEUTSCHLAND GMBH & CO. KG, 04129 LEIPZIG, DE Effective date: 20010726 |
|
R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20030201 |