DE3207960A1 - Heizelement, insbesondere als fussboden oder fussbodenelement, und verfahren zur herstellung eines solchen - Google Patents

Heizelement, insbesondere als fussboden oder fussbodenelement, und verfahren zur herstellung eines solchen

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DE3207960A1 DE19823207960 DE3207960A DE3207960A1 DE 3207960 A1 DE3207960 A1 DE 3207960A1 DE 19823207960 DE19823207960 DE 19823207960 DE 3207960 A DE3207960 A DE 3207960A DE 3207960 A1 DE3207960 A1 DE 3207960A1
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Description

T22-18/DE . .-..··.
(f.
Anmelder: Tour & Andersson AB Svärdlangsvagen S-121 7 2 Johanneshov, SCHWEDEN
Titel: Heizelement, insbesondere als Fußboden oder
Fußbodenelement, und Verfahren zur Herstellung eines solchen
Priorität: Schwedische Patentanmeldung 8101683-4 vom 17. März 1981
Vertreter: Patentanwälte
Dipl.-Ing. S. Schulze Horn M.Sc. Dr. II. Hoffmeister Goldstraße 36 4400 Münster
/ 1"
HEIZELEMENT, INSBESONDERE ALS FUSSBODEN ODER FUSSBODENELE-MENT, UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SOLCHEN
Vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement, insbesondere als Fussboden oder Fussbodenelement, welches in der Einleitung von Anspruch 1 näher umrissen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Heizelementes gemäss Anspruch 1.
Es wird als vorteilhaft angesehen, so~genannte Heizschlingen in Fussboden anzuordnen. Zu diesem Zwecke hat man bisher oftmals hin und her gehende Metallrohre in Betonfussböden verlegt, welche um die als Heizschlingen wirkenden Metallrohre gegossen wurden.
Dinser Stand der Technik ist mit mehreren Nachteilen beheftet * Zunächst ist man in der Praxis an einen Betonfussboden gebunden und wird hierbei gezwungen, den Fussboden um die Schlingen herumzugiessen. Entstehen Leckage oder andere Mängel, so muss der Fussboden ganz oder teilweise aufgerissen werden, was mit grossen Kosten und Problemen vereinigt. ist. Ferner haben solche Schlingen den ganzen Fussboden zu erwärmen, d.h. eine sehr grosse Masse, deren Temperaturerhöhung und auch -Senkung lange Zeit in Anspruch nimmt. Vorteilhafte Temperaturregulierung während kurzer Zeitperioden ist hier völliq auslesen]ossen.
Im Hinblick auf diese offenbaren Nachteile wurde gemäss DE 29 08 543 und EP 25 959. ein Flächenheizelement vorgeschlagen, welches mit Kanälen zur Aufnahme von Heizschlingen versehen ist. Während das Prinzip eines solchen Heizelementes oder dergleichen vorteilhaft ist, bereiten doch Herstellung und insbesondere Verlegen eines solchen Fussbodens grosse Probleme insbesondere praktischer Art und stellt auch die Wärmeübertraguna ein echtes Problem dar, wenn man berücksichtigt, dass es heutzutage erwünscht ist, eine Fussbodenheizung in den verschiedensten Hinsichten flexibel zu gestalten, um den verseil i ndonsten Wönschi'n -Rcchnun']. x.u li.i'icn.
■y 8-
Auf« ι a bo vor! iocjondor Erf i ndunq 1st i nsbosnndoro d i ο Bo so i tigung vorstehend genannter Übel stände und die Schaffung eines neuen Heizelementes, insbesondere als Fussboden oder Fussbodenelement, welches leicht, schnell und einfach und auf kostensparende Weise herstell- und auf beliebigen Unterlagen anbringbar ist, und wobei ein solches Heizelement problemlos auch von Nicht-Fachleuten verlegt werden kann.
Diese und weitere Ziele werden erfindungsgemäss dadurch
erreicht, dass ein Heizelement der eingangsgenannten Art
im wesentlichen wie im kennzeichnenden Teil von Anspruch angegeben beschaffen ist, beziehungsweise dadurch, dass das Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizelementes so ausgeführt wird, wie dies in den Verfahrensansprüchen angegeben ist.
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus folgender Beschreibung unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen hervor. In diesen zeigen:
Fig. 1 den Eckteil einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemässen Heizelementes,
Fig. 2 das Element gemäss Fig. 1 nach Einlegen von Heizrohren und Auflegen einer Deckplatte, jedoch vor endgültigem Motieren des Elementes und
Fig. 3 das Element gemäss Fig. 2 in Gebrauchslage nach endgültigem Montieren.
In den Zeichnungsfiguren bezeichnet 1 eine Grundplatte, welche vorzugsweise aus extrudiertem Kunststoff besteht, der in gewünschten Standardbreiten herstellbar ist. Diese Grundplatte ist mit zueinander vorzugsweise parallelen Nuten 2 versehen, deren Tiefe 15 beispielsweise etwa 2/3 der Plattendicke betragen kann. Das Nutenprofil ist vorzugsweise ein solches, dass- die Nutenwände 3 wenigstens im Anschluss an die Einführungsseite der Nuten zum Nutenboden 4 divergieren . Im gezeigten Ausführungsbeispiul haben die Nuten ein Trapez- oder schwalbenschwanzförmiges Profil, wobei die Nutenwände 3 an der offenen Nutenseite und am Boden 4
weich gerundet oder abgefast sind, so dass ein etwa z- oder s-förmiges Aussehen erhalten wird.
In den Nuten 2 werden Heizrohre 6 an sich bekannter Art und auf sich bekannte Weise verlegt, d.h. es kann sich um Kunststoff- oder Metallrohre handeln, eventuell kunststoffummantelte Metallrohre, wobei der Kunststoff Polyäthylen HD sein kann mit einem Aussendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 6 mm, und wobei die Schlingen entweder hin und her durch ein Heizelement oder durch einen ganzen Fussboden laufen, oder wobei an sich bekannte Verteiler an gewünschten Stellen angeordnet sind, so dass das Heizmedium in benachbarten Rohren in die gleiche Richtung strömen kann mit der Folge geringerer Druckverluste und eines schnelleren und gleichmässigeren Erwärmens beziehungsweise Temperatursenkens, wo dies erwünscht ist. Die Heizrohre können beliebiges Profil besitzen, aber dürfte in der Praxis nur ein kreisrundes Profil in Frage kommen, dessen Durchmesser bei einer bevorzugten Ausführung etwas grosser ist als die Weite 16 des Nutenhalses mit der Folge einer gewissen Einschnappwirkung, wobei die Heizrohre und/oder die Grundplatte beim Einlegen der Rohre elastisch etwas deformiert werden, wobei eine geringere Expansion im weiteren Nuteninneren erfolgen kann, so dass die Rohre in den Nuten ohne besondere Hilfsmittel gehalten werden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ragen die eingelegten Rohre etwas über die Oberfläche der Platte 1 hinaus, welche von den Kämmen 5 zwischen den Nuten 2 gebildet wird, was bedeutet, dass eine aufgelegte Deckplatte 7 zunächst auf den Rohren 6 ruhen wird, welche einen Abstand 12 zwischen der Deckplattenunterseite und der Grundplattenoberseite hervorrufen. Die Deckplatte oder -platten sind dazu vorgesehen, Verankerungsstifte 8 und/oder -schrauben 9 aufzunehmen, die zum Einführen in Dübellöcher 13 bzw. Schraubenlöcher 14 in der Grundplatte 1 vorgesehen sind, wobei ein solcher Verband zum Zusammenziehen oder -spannen und Reduzieren oder vorzugsweise Auslöschen des Abstandcs \7.
AO.
gemäss Fig. 3 vorgesehen ist. Sind Dübel vorhanden, so sind diese vorzugsweise mit der Deckplatte 7 fest verbunden und zeigen an ihrem Schaftteil ringförmige Vorsprünge oder andere an sich bekannte Einschnapporgane, denen entsprechende Lochwände zugeordnet sind, so dass eine Druckausübung auf die Deckplatte im Bereiche der Dübel bewirkt, dass diese automatisch in die vorgesehenen Löcher eindringen und die Deckplatte in der nach unten gepressten Lage halten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Heizrohre und/oder Grundplatte 1 in deformierbarem Material ausgeführt, so dass beispielsweise in unbelastetem Zustand im Profil kreisrunde Rohre in trapezförmigen Nuten formschlüssig deformiert werden, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Hierbei füllen somit die Rohre die Nuten aus und wird darüber hinaus an Stelle von Linienkontakt mit der Deckplatte ein bedeutender Flächenkontakt erreicht und auf diese Weise eine ausgezeichnete und umfassende Wärmeübertragung zwischen Rohren und Deckplatte.
Genannte Wärmeübertragung und/oder das Zurückbehalten der Rohre in den Nuten lassen sich dadurch steigern, dass in die Nuten eine Füllmasse 10 eingeführt wird, welche flüssig oder halbflüssig ist, eventuell zunächst starr oder fest und nach Erwärmen flüssig oder halbflüssig, so dass im Zwischenstad'ium gemäss Fig. 2 ein seitliches Verdrängen genannter Füllmasse bewirkt wird, die im Endstadium nach oben gepresst werden kann zum Ausfüllen eventuell vorhandener Hohlräume direkt unter der Deckplatte'7. Die Füllmasse 10 kan entweder ein Klebestoff und/oder eine andere Masse mit vorteilhaftem Wärmeleitvermögen sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine solche Füllmasse nach Einbringen der Rohre in die Kehlen zwischen diesen und dem Nutenhals einzuführen. Ist die Masse ein Klebestoff, so kann dieser eventuell zum Erzeugen eines haltbaren Verbandes zwischen der Deckplatte und den Rohren und/oder der Grundplatte dienen.
Die Deformation der Rohre und/oder der Grundplatte und genannte Einwirkung der Füllmasse lassen sich eventuell dadurch begünstigen, dass man im Zwischenstadium gemäss Fig. 2 warmes oder stark erhitztes Wasser durch die Rohre passieren lässt, so dass das Rohrmaterial und/oder das Material der Grundplatte weicher wird, wodurch in kurzer Zeit und auf einfache Weise ein einfacher Formschluss gemäss Fig. erhalten wird. Wird stark erhitztes Wasser durch die Rohre geschickt, so kann eventuell ein Deckplattenmaterial in Frage kommen, insbesondere bei laminierten Deckplatten, welches weich wird und dabei einen Teil der Heizrohre aufnimmt, die auf diese Weise etwas in die Deckplatte eingebettet werden.
Die gesamte Oberseite der Grundplatte 1 einschliesslich der Nutenwände und -boden und/oder die Unterseite der Grundplatte lassen sich eventuell mit einer wärmereflektierenden Schicht versehen, z.B. durch Eloxieren.. Ferner lässt sich die Füllmasse über die gesamte Grundplattenfläche auftragen zum Ausfüllen eventueller weiterer Unebenheiten und/ oder zum Wirken als Klebestoff in Bezug auf die gesamte Deckplattenunterseite.
Wie gesagt, kann die Deckplatte aus einem Laminat bestehen, wobei wenigstens eine obere Schicht formstabil ist zwecks Erzielen eines ebenen Fussbodens. Die Deckplatte kann bestehen aus Metall und/oder Kunststoff und/oder einem anderen Material und diese und/oder die Grundplatte sollen eine versteifende Funktion haben, so dass ein Heizelement gemäss der Erfindung auf beliebigen Unterlagen anbringbar ist. Unter der Grundplatte ist vorzugsweise eine beispielsweise aufgeklebte Isolierplatte 11 an sich bekannter Ausführung angeordnet.
Die Heizrohre lassen sich wie gesagt als ein endloses Rohr verlegen oder kann man bei Modulsystemen geeignete Kupplungen zwischen benachbachten Elementen vorsehen. Ferner
ist es möglich, ganz oder teilweise fertige Heizelemente zu liefern, z.B. mit in die Nuten 2 eingelegten Heizrohren, die alternativ an der Unterseite der Deckplatte befestigt lieferbar sind.
In sämtlichen Fällen werden geringe erwärmte Massen erhalten, was bedeutet, dass eine beachtliche Temperaturerhöhung beziehungsweise -Senkung in kürzest möglicher Zeit geschehen kann. Die Unterlage kann beliebig sein und ein Betonfussboden kann nun einfach und schnell gegossen werden ohne Rücksichtnahme auf mühsames manuelles Einlegen von Heizrohren gemäss einem allzu individuellen Muster in jedem Einzelfalle. Ferner lässt sich die Bauhöhe sehr niedrig halten und können solche Heizelemente vorteilhaft auch in älteren Häusern auf befindlichen Fussböden angeordnet werden. Selbstverständlich eignen sich die Heizelemente gemäss der Erfindung auch zur Wand- und Deckenmontage. Dank den kleinen erwärmten Massen und dem grossen Kontaktbereich kann man die Temperatur des Transportmediums in den Heizrohren auf niedrigst denkbarem Niveau halten, um trotzdem ein schnelles, hohes und zuverlässiges Erwärmen zu erzielen. Dies macht die erfindungsgemässen Heizelemente sehr geeignet für z.B. Wärmepumpensysteme und dergleichen.
Beim Einsatz von relativ schweren Deckplatten, kann man auch von besonderen Verankerungsmitteln wie Schrauben und Dübeln und eventuell auch Kleben absehen. Die früher genannte Deformation der Heizrohre und/oder der Grundplatte besteht vorzugsweise neben einer gewissen permanenten Elastizität und/oder dem Mediumdruck des Heizmediums in den Rohren, so dass diese stets zum guten Anliegen an die Unterseite der Deckplatte gepresst werden, was permanente gute Wärmeübertragung garantiert.
Vorstehend beschriebene und in beigefügten Zeichnungen gezeigte Ausführungsformen sind nur als nicht begrenzende Beispiele zu betrachten, die sich im Ramen des Erfindungsgedankens beliebig abändern und.ergänzen lassen. So kann
man statt Schrauben beziehungsweise Dübel auch durch sowohl die Deckplatte als die Grundplatte gehende Verankerungselemente vorsehen, wie Popniete und ähnliche.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE
1. Heizelement, insbesondere als Fussboden oder Fussbodenelement, mit einer Grundplatte (1), die vorzugsweise aus extrudiertem Kunststoff besteht, und die mit zueinander vorzugsweise parallelen Nuten (2) versehen ist zur Aufnahme von Heizrohren oder -schlingen (6) für ein Heizmedium,
Il
z.B. Wasser, woneben eine Deckplatte (7) zum überdecken der Nuten (2) und für den.Wärmetransport zwischen den Rohren und einem zu heizenden Raum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutenprofil ein solches ist, dass die Nutenwände (3) wenigstens im Anschluss an den Nutenhals in Richtung auf den Nutenboden (4) divergieren, vorzugsweise in Trapez- oder Schwalbenschwanzform und am Nutenhals und -boden weich gerundet oder abgefast zum Erhalten von etwa z- oder s-förmigen Profilseiten, dass die Heizrohre und/oder die Grundplatte etwas elastisch sind, und dass der Durchmesser der im Profil vorzugsweise kreisrunden Heizrohre (6), etwas grosser ist als die Weite des Nutenhalses (16), so dass die Heizrohre ohne besondere Hilfsmittel in die Nuten (2) einschnappen und von diesen zurückbehalten werden können.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre (6) auf an sich bekannte Weise aus Kunststoff oder Metall bestehen, eventuell kunststoffummanteltem Metall, wobei im Kunststofffalle vorzugsweise Polyäthylen HD mit. einem Aussendurchmesser von beispielsweise 8 mm und einem Innendurchmesser von 6 mm vorgesehen ist, und wobei die Schlingen entweder hin und her durch ein Heizelement oder einen ganzen Fussboden laufen, oder wobei an sich bekannte Verteiler'angeordnet sind an geeigneten stellen, so dass das Heizmedium in benachbachten Rohren in die gleiche Richtung strömen kann.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die eingelegten Heizrohre etwas über die obere Seite (5) der Grundplatte (1) hinausragen, so dass die aufgelegte Deckplatte (7) zunächst die Heizrohre (6) beaufschlagt, die zum Schaffen eines Abstandes (12) zwischen der Deckplattenunterseite und der Grundplattenoberseite vorgesehen sind.
4. Heizelement nach Anspruch 3,dadurch g ekennze ichnet, das s die Deckplatte oder -platten (7) durch ihre Schwere dazu vorgesehen sind, den Abstand (12) zwischen der Grundplattenoberseite und der Deckplattenunterseite zu reduzieren oder auszulöschen und/ oder dies durch in der Deckplatte oder den Deckplatten angeordnete Verankerungsdübel (8) und/oder -schrauben (9) zu erzielen, welche zum Einführen in Dübellöcher (13) beziehungsweise Schraubenlöcher (14) in der Grundplatte (1) vorgesehen sind, wobei ein solcher Verband zum Anziehen oder Zusammenpressen vorgesehen ist, und wobei im Falle von Dübeln diese vorzugsweise mit der Deckplatte (7) fest verbunden sind und an ihrem Schaftteil ringförmige Vorsprünge oder andere an sich bekannte Einschnapporgane aufweisen, denen in der Ausführung die Lochwände entsprechen, so dass eine Druckausübung auf die Deckplatte im Gebiet der Dübel bewirkt, dass diese automatisch in die vorgesehenen Löcher eindringen und die Deckplatte in der nach unten gepressten Lage zurückbehalten.
5. Heizelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre (6) und/oder die Grundplatte (1) aus deformierbarem Material bestehen, so dass beispielsweise in unbelastetem Zustand im Querschnitt kreisrunde Rohre deformiert werden zum Formschluss in trapezförmigen Nuten, wobei die Rohre die Nuten ausfüllen und darüber hinaus einen bedeutenden Flächenkontakt mit der Deckplatte schaffen und auf diese Weise eine umfassende Wärmeübertragung zwischen den Rohren und d ;r Deckplatte.
6. Heizelement nach wenigstens einem der Ansprüche
1-5, dadurch· gekennzeichnet, dass in die Nuten (2) eine Füllmasse (10) eingeführt ist, die flüssig oder halbflüssig ist, eventuell zunächst starr oder fest und nach Erwärmen flüssig oder halbflüssig, so dass in einem Zwischenstadium die genannte Füllmasse seitlich verdrängbar ist, die in einem Endstadium nach oben pressbar ist zwecks Ausfüllen eventuell verbleibender Hohlräume direkt unter der Deckplatte (7), wobei die Füllmasse (10) vorzugsweise ein Klebstoff und/oder eine andere Masse mit vorteilhaftem Wärmeleitvermögen ist, und dass die Masse bei Ausführung als Klebestoff dazu vorgesehen ist, einen haltbaren Verband zwischen Deckplatte und Rohren und/oder Grundplatte zu schaffen, und/oder dass die Füllmasse über die gesamte Fläche der Grundplatte aufgetragen ist zwecks Ausfüllen von eventuellen weiteren Unebenheiten und/oder als Klebestoff für die gesamte Deckplai.tenunterseite wirkend.
7. Heizelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 -
6, dadurch gekennzeichnet, dassdie Grundplattenoberseite, vorzugsweise einschliesslich der Nutenwände und -boden, und/oder die Grundplattenunterseite mit einer wärmereflektierenden Schicht versehen sind, z.B. durch Eloxieren.
8. Heizelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 -
7, dadurch g e.k ennzeichnet, dass die Deckplatte (7) aus einem Laminat besteht, wobei wenigstens eine obere Schicht formstabil ist zwecks Erhalten eines ebenen Fussbodens oder dergleichen, und dass die Deckplatte aus Metall und/oder Kunststoff und/oder anderem Material besteht, und dass diese und/oder die Grundplatte eine versteifende Funktion hat, so dass ein Heizelement gemäss der Erfindung auf beliebigen Unterlagen anbringbar ist, wobei unter der Grundplatte vorzugsweise eine an sich bekannte, z.B. angeklebte Isolierplatte (11) angeordnet ist, und/oder dass die Deckt latte,
z.B. eine Schicht derselben, aus bei Wärmeeinwirkung weichwerdendem Material besteht zwecks Aufnahme eines Teiles der Heizrohre, die auf diese Weise etwas in die Deckplatte eingebettet werden.
9. Heizelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformierbarkeit der Heizrohre und/oder der Grundplatte neben einer gewissen permanenten Elastizität und/oder dem Mediumdruck durch das Heizmedium in den Rohren besteht, so dass diese stets zu guter Anlage an die Deckplattenunterseite zwecks permanenter guter Wärmeübertragung gepresst sind.
10. Verfahren zur Herstellung eines Heizelementes nach Anspruch 1, wobei eine vorzugsweise aus extrudiertem Kunststoff bestehende und mit untereinander vorzugsweise parallelen Nuten ausgestattete Grundplatte (1) mit Heizrohren oder -schlingen (6) versehen wird für ein Heizmedium, z.B. Wasser, worauf eine Deckplatte (7) auf der Grundplattenoberseite über den Nuten (2) und auf den Heizschlingen (6) angebracht wird zur Erzeugung eines Wärmetransportes zwischen den Rohren und einem zu heizenden Raum, dadurch gekennzeichnet, dass die im Querschnitt vorzugsweise kreisrunden und etwas grösseren Durchmesser als die Weite des Nutenhalses (16) aufweisenden Heizrohre (6) in Nuten· (2) mit solchem Profil eingelegt werden, dass die Nutenwände (3) wenigstens im Anschluss an den Nutenhals zum Nutenboden (4) divergieren, vorzugsweise in Trapez- oder Schwalbenschwanz-· form und bei weich gerundetem oder abgefasten Nutenhals und Boden zwecks Erhalt etwa Z- oder s-förmiger Profilseiten, so dass die Heizrohre in die Nuten einschnappen, wobei die Heizrohre und/oder die Grundplatte elastisch etwas deformiert werden, und wobei eine geringere Expansion im weiteren Nuteninneren geschieht, so dass die Rohre in den Nuten ohne besondere Hilfsmittel zurückbehalten werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, dass die in unbelastetem Zustand im Profil beispielsweise kreisrunden Heizrohre deformiert werden zum Formschluss in beispielsweise trapezförmigen Nuten zwecks Ausfüllen derselben und Erreichen eines bedeutenden Plächenkontaktes mit der Deckplatte.
12. Heizelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, das s die Wärmeübertragung und/oder die Zurückbehaltung der Rohre in den Nuten gesteigert werden dadurch, dass in die Nuten eine Füllmasse (10) eingeführt wird, die verdrängbar ist zwecks Ausfüllen von Hohlräumen, und/oder dass die Küllmasso (10) nach dem Einbringen der Rohre in die Nuten in die Kehlen zwischen diesen und dem Nutenhals und/oder auf der ganzen. Oberfläche der Grundplatte aufgetragen wird.
13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 11,dadurch gekennzeichnet, dass die Deformation der Rohre (6) und/oder der Grundplatte (1) und eine eventuelle Einwirkung der Füllmasse dadurch be-.günstigt werden, dass in einem Zwischenstadium heisses oder erhitztes Wasser durch die Rohre geschickt wird, so dass das Rohrmaterial und/oder das Material der Grundplatte weich wird und ein Formschluss schnell und einfach erhalten wird.
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