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Verfahren zum Herstellen von Flächenheizelementen
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und danach hergestelltes Flächenheizelement Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen von Flächenheizelementen, insbesondere für Boden-und
Wandheizungen in Niederspannungsbereichen. Außerdem betrifft die Erfindung ein gemäß
diesem Verfahren hergestelltes Flächenheizelement.
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Bei Fußboden- und Wandheizungen ist es bekannt, einen Wärmeträger
führende Rohrleitungen oder elektrische Heizleiter im Boden bzw. der Wand zu verlegen
und mit einer Estrich- oder Putzschicht zu überdecken, woraufhin ein üblicher Boden-
oder Wandbelag angebracht wird.
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Derartige Heizungen müssen mehr oder weniger auf die einzelnen zu
beheizenden Räume abgestimmt an Ort und Stelle zusammengebaut werden und lassen
sich dementsprechend nur begrenzt vorfertigen. Die Verlegung der Heizleiter im Boden
bzw. der Wand ist zeitaufwendig und kostspielig. Bei diesen bekannten Fußboden-
und Wandheizungen geht verhältnismäßig viel Heizenergie deshalb ungenutzt verloren,
weil die Wärme die die Heizleiter überdeckende Estrich- oder Putzschicht durchdringen
muß und teilweise den Unterboden bzw. die Wand aufheizt.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich im Boden bzw. der Wand
zu verlegende Heizungen nur mit größerem
Aufwand in bereits fertiggestellten
Räumen installieren lassen, so daß man derartige Heizungen im allgemeinen nur in
Neubauten vorsieht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für Boden-
und Wandheizungen bestimmtes Flächenheizelement zu schaffen, das weitgehend fabrikatorisch
vorgefertigt werden kann und einfach zu installieren ist, so daß auch schon vorhandene
Räume ohne größeren Aufwand nachträglich mit einer derartigen Heizung versehen werden
können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs
genannten Gattung mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten
Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens und Merkmale von
nach diesem Verfahren hergestellten Flächenheizelementen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch die Erfindung wird eine textile Auslegeware für Böden und/oder
Wände geschaffen, welche zugleich als Flächenheizelement ausgebildet ist. Die Ware
läßt sich fabrikatorisch vorfertigen und muß am Einsatzort lediglich auf die gewünschte
Größe zugeschnitten werden. Die für die in der stabilisierenden Unterlage vorgesehenen
Heizleiter notwendigen elektrischen Anschlüsse werden beispielsweise in Form von
Sammelschienen nach Zuschneiden der Ware auf die gewünschte Größe oder auch erst
nach Verlegen der Ware an den Stirnenden der Warenbahn angebracht und mit üblichen
elektrischen Zuleitungen verbunden. Eine besondere Vorbereitung der mit dieser Ware
zu belegenden Böden oder Wände ist nicht erforderlich. Vielmehr sind lediglich die
für die Anbringung von Auslegeware und/oder Tapeten sowieso notwendigen Vorarbeiten
zu leisten.
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Da die elektrischen Heizleiter in der stabilisierenden Unterlage unmittelbar
unter einer beispielsweise textilen Deckschicht wie einer Polware liegen, wird die
von ihnen abgegebene Wärme im wesentlichen in den zu beheizenden Raum abgestrahlt,
weil die Deckschicht dem Wärmedurchgang kaum Widerstand entgegensetzt. Dementsprechend
geht nur eine minimale Wärmemenge durch Aufheizen des Bodens bzw. der Wände für
die Raumbeheizung verloren.
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Die elektrischen Heizleiter können elektrische Widerstandselemente
in Form biegsam er Drähte oder Bänder sein. Es sind jedoch auch Heizleiter aus Kohlefasern
denkbar. Wenn die aus Draht bestehenden Heizleiter als Kettfäden in die aus Jutefäden
gewebte Unterlagen eingewebt werden, ist eine elektrische Isolation der Heizleiter
gegen Kurzschlüsse nicht erforderlich, wenn zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden
Heizleitern wenigstens ein Jutefaden eingewebt ist.
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Ble Heizleiter können als zusätzliche Kettfäden in das Jutegewebe
der Unterlage eingewebt sein, es ist jedoch auch möglich, die Anzahl der aus Jutefäden
bestehenden Kettfäden entsprechend der Anzahl der eingewebten Heizleiter zu verringern,
weil die Heizleiter ausreichende Festigkeit haben1 um auch die Funktion tragender
Elemente des die stabilisierende Unterlage der Ware bildenden Jutegewebes übernehmen
zu können.
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Die Deckschicht bildet die Oberseite des Flächenheizelementes und
kann ein textiler Stoff wie beispielsweise ein Polstoff sein. Für die Deckschicht
kommen gewebte, gewirkte, getuftete oder nach sonstigen Herstellungstechniken erzeugte
Polwaren in Betracht, jedoch sind
ebenso, insbesondere wenn das
Flächenheizelement an Wänden angebracht werden soll, Deckschichten in Form von Flachgeweben,
Vlies oder anderen eine entsprechende Optik aufweisenden Bahnmaterialien geeignet,
beispieslweise auch Textil- und Papiertapeten.
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Das für die Raumheizung bestimmte Flächenheizelement ist zweischichtig
ausgebildet. Die Heizleiter sind in die stabilisierende Unterlage des Flächenheizelementes
eingearbeitet und vorzugsweise eingewebt. Die Heizleiter werden beispielsweise beim
Weben des die Unterlage bildenden Grundgewebes zusammen mit den Kettfäden einlaufen
gelassen und dabei wie die anderen Kettfäden eingewebt. An den Kanten der für die
Verlegung auf Größe zugeschnittenen Ware werden die eingearbeiteten Heizleiter freigelegt,
um Stromanschlüsse in Form von Sammelschienen, die aus leitfähigen Blechstreifen
bestehen können, anzubringen.
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Die Deckschicht wird in bekannter Weise auf der stabilisierenden Unterlage
befestigt, beispielsweise auf die Unterlage aufgeklebt. Dadurch wird der Wärmedurchgang
von den Heizleitern zur Oberseite des Flächenheizelementes nicht wesentlich beeinträchtigt.
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Als Material für die biegsamen. elektrischen Heizleiter kommen eisenhaltiges
Chromnickel, eisenfreies Chromnickel oder Eisen-Chrom-Aluminiumlegierungen in Betracht,
d.h. Materialien, welche nicht rosten. Auch sind Heizleiter in Form von Kohlefäden
denkbar. Die Heizleiter können mit einer besonderen Isolierschicht überzogen sein,
die bei aluminiumhaltigen Heizleitern aus Aluminiumoxyd und Chromoxyd bestehen kann.
Werden als elektrische Heizleiter Drähte benutzt, läßt man diese mit einem gegenseitigen
Abstand von etwa 10 bis 60 mm
zusammen mit den beispielsweise aus
Jute bestehenden Kettfäden beim Weben der Unterlage zulaufen.
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Eine aus erfindungsgemäßen Flächenheizelementen aufgebaute Boden-
und/oder Wandheizung wird. mittels Drehstrom niedriger Voltzahl von maximal etwa
40 Volt und bis zu 10 Ampere pro m2 betrieben. Um die übliche Netzspannung von beispielsweise
220 oder 380 V entsprechend herabzusetzen, wird ein Transformator benutzt.
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Die zur Stromzufuhr und Stromableitung verwendeten Stromschienen sind
zweckmäßig am Übergang zwischen Wand und Boden bzw. Wand und Decke angeordnet und
werden zweckmäßig von Fußbodenleisten oder entsprechenden Wandleisten abgedeckt.
Zur Verbindung der Heizleiter mit den Stromschienen können Klemmen oder Klemmstücke
verwendet werden. Um die erforderlichen Kontaktstellen der in die Unterlage eingearbeiteten
Heizleiter in Form von Drähten, Bändern usw. zu erzielen, wird beispielsweise am
Anfang und am Ende der auf die gewünschte Größe zugeschnittenen Bahn mit einem Schneidmesser
ein etwa 2 cm breiter Streifen von der Deckschicht und der Unterlage abgetrennt,
ohne dabei die Heizleiter selbst durchzutrennen. Dadurch liegen ausreichend lange
Abschnitte der Heizleiter frei, um die Stromschienen anbringen zu können.
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Erfindungsgemäß ausgestaltete Flächenheizelemente lassen sich verhältnismäßig
preiswert fabrikatorisch vorfertigen und sind ohne großen Aufwand zu verlegen. Obwohl
die Heizwärme mit elektrischem Strom erzeugt wird und die hierzu verwendeten elektrischen
Widerstands elemente (Heizleiter) dicht unter der Oberfläche des Flächenheizelementes
liegen, ist ein gefahrloser Betrieb gewährleistet, weil mit niedrigen Spannungen
von nicht mehr als etwa 40 Volt und vorzugsweise mit einer Spannung
von
24 Volt und einer geringen Ampere zahl gearbeitet wird. Die Verlegung erfolgt wie
bei üblicher Auslegeware, nachdem die Warenbahn an Ort und Stelle auf die gewünschte
Länge und ggfs. Breite zugeschnitten worden ist und die Stromschienen angebracht
wurden. Es ist lediglich zu berücksichtigen, daß beim Zuschneiden der Warenbahn
die an ihren Enden zum Freilegen der Heizleiter abzutrennenden Abschnitte berücksichtigt
werden.
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Die so zugeschnittenen Flächenheizelemente können wie normale Auslegeware
auf Böden und/oder Wände aufgebracht werden, so daß man problemlos auch noch nachträglich
bereits fertiggestellte Räume mit einer derartigen Boden- und/oder Wandheizung versehen
kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Flächenheizelementes schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine schaubildliche
Teilansicht des Flächenheizelementes, wobei die textile Deckschicht gegenüber der
stabilisierenden Unterlage verkürzt gezeichnet ist, und Fig. 2 Gewebeschnitte, aus
denen die Einbindung der und 3 Heizleiter in das Grundgewebe zu erkennen ist.
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Das in der Zeichnung dargestellte Flächenheizelement 1 ist eine als
Auslegeware geeignete textile Warenbahn, die im wesentlichen zweischichtig aufgebaut
ist und eine textile Deckschicht 2 und eine stabilisierende Unterlage 3 aufweist.
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Die textile Deckschicht 2 ist ein Veloursgewebe mit einem Grundgewebe
4 und einem darin eingebundenen Polflor 5. Das Flächenheizelement 1 ist daher begehbar
und
besonders für die Anbringung auf Fußböden geeignet.
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Es kann jedoch auch an Wänden oder Decken angebracht werden, obwohl
für diese Zwecke eine leichte Ausführung der Deckschicht 2 schon aus Kostengründen
vorteilhafter sein kann.
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Die Unterlage 3 ist ein Gewebe aus einander überkreuzenden Kettfäden
6 und Schußfäden 7, die aus Jute bestehen und mit Leinwandbindung miteinander verwebt
sind.
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In Kettrichtung sind außerdem parallel zueinander verlaufende Drähte
8 in Form elektrischer Widerstandsdrähte eingewebt, die in einem gegenseitigen Abstand
von etwa 10 bis etwa 60 mm voneinander liegen. Zwischen benachbarten Heizdrähten
8 verläuft mindestens ein aus Jute oder aus wärmebeständigem Material wie Aramid,
Glasfasern oder Glasfäden od. dgl. bestehender Kettfaden 6, jedoch sind beim dargestellten
Ausführungsbeispiel zwischen jeweils zwei Heizdrähten 8 mehrere Kettfäden eingewebt.
Daher ist ein Kontakt benachbarter Heizdrähte 8 im Bereich der Unterlage 3'und damit
ein Kurzschluß ausgeschlossen, selbst wenn die Heizdrähte 8 nicht mit einem isolierendem
Uberzug versehen sind. Die aus wäremebständigem Material bestehenden Kettfäden gewährleisten,
daß das Grundgewebe 4 auch nach längerer Gebrauchszeit nicht brüchig wird.
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Die textile Deckschicht 2 ist auf die stabilisierende Unterlage 3
in nicht näher dargestellter Weise aufgeklebt, so daß beide Schichten dauerhaft
miteinander verbunden sind.
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An der Unterseite des Grundgewebes 4 ist eine dünne flexible Folie
10 vorgesehen, welche eine mit Metall bedampfte Oberseite aufweist, so daß die von
den Heizdrähten 8 ausgestrahlte Wärme nach oben reflektiert
wird
und somit nicht in den Boden oder die Wand eindringt. Daher können die Wärmeverluste
auf einem Minimum gehalten werden.
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An den gegenüberliegenden Enden des auf die gewünschte Länge zugeschnittenen
Flächenheizelementes 1 werden die Heizdrähte 8 durch Abscheiden der Deckschicht
2 und der Unterlage 3 und ggfs. der Folie 10 freigelegt, wie aus Fig. 1 ersichtlich.
An die freigelegten Enden der Heizdrähte 8 wird eine nur angedeutete Stromschiene
9 angeschlossen, beispielsweise mittels nicht dargestellter Lüsterklemmen oder auch
durch Lötung. Jede Stromschiene 9 wird in nicht näher dargestellter Weise an das
Stromnetz angeschlossen, wobei ein nicht dargestellter Transformator zwischengeschaltet
wird, um die Spannung auf einen geeigneten Wert herabzusetzen, beispielsweise auf
24 Volt. Die Stromschienen 9 bestehen aus elektrisch leitendem Material wie beispielsweise
Metallblech.
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Es wurde gefunden, daß gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die aus
elektrischem Widerstandsdraht bestehenden Heizleiter einen Durchmesser im Bereich
von etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm aufweisen. Derartige Drähte lassen sich gut in das
als Unterlage 3 dienende Grundgewebe 4 einweben und geben ausreichende Heizwärme
ab. Vorzugsweise haben die Heizleiter 8 einen Durchmesser von 0,3 bis 0,4 mm.
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In Fig. 2 und 3 ist gezeigt, daß die Heizleiter 8 mit flottierender
Bindung derart in das Grundgewebe 4 eingewebt sind, daß an der Oberseite des Grundgewebes
die flottierenden Abschnitte 11 der Heizleiter verlaufen und die Heizleiter 8 dementsprechend
weitgehend an der Oberseite des Grundgewebes 4 verlaufen. Beim Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 2 sind W-bindige Einbindungsstellen
12 als auch V-bindige
Einbindungsstellen 13 vorgesehen, während gemäß Fig. 3 nur V-bindige Einbindungsstellen
13 vorhanden sind. Bei beiden Ausführungsformen sind die Einbindungsstellen 12 bzw.
13 benachbarter Heizleiter gegeneinander versetzt, können jedoch auch in einer Linie
liegen.
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Sowohl in Fig. 2 als auch in Fig. 3 sind die Kettfäden 6 des Grundgewebes
4, die zwischen den benachbarten Heizleitern 8 liegen und zweckmäßig mit Leinwandbindung
eingewebt sind, nicht gezeigt, um die Darstellung zu vereinfachen.
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Wenn die Einbindungsstellen 12 bzw. 13 der Heizleiter 8 jeweils in
einer Linie nebeneinander liegen, können die zum Einbinden der Heizleiter 8 bestimmten
Schußfäden 7a einen geringeren Durchmesser als die übrigen Schußfäden 7 haben. Dadurch
erreicht man, daß die tiefsten Punkte der Einbindungsstellen 12 und 13 höher als
ie Unterseite des Grundgewebes 4 liegen und'die Heizleiter dementsprechend nicht
mit dem Boden bzw. der Wand, auf dem bzw. der das Flächenheizelement 1 verlegt wird,
oder mit der Folie 10 in Kontakt kommen. Somit wird die Wärmeabfuhr in den Boden
bzw. die Wand weiter reduziert und sichergestellt, daß die erzeugte Wärme so viel
wie möglich zur Raumbeheizung genutzt wird.
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Die Verminderung der Wärmeabstrahlung in Bodenrichtung kann auch mit
Hilfe eines mit feinem Kohlepulver (Ruß) versehenen Estrichaufstrichs als Unterlage
erreicht werden, der vor dem Anbringen der Flächenheizelemente 1 auf den Estrich
aufgebracht wird.
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