DE3300785A1

DE3300785A1 - Flaechenheizelement

Info

Publication number: DE3300785A1
Application number: DE3300785A
Authority: DE
Inventors: Hellmuth 3320 Salzgitter Möhlenhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-07-12

Description

Hellmuth Möhlenhoff HM 17

10. Jan. 1983

Flächenheizelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flächenheizelement, bestehend aus einem ebenen metallischen Träger, an welchem ein ein Wärme erzeugendes Medium führender Strang befestigt ist, der auf der gesamten Fläche des Trägers verteilt in Schleifen angeordnet ist.

Flächenheizelemente werden beispielsweise zur Beheizung von Gebäuden, Landebahnen von Flughafen, Straßen und Sportflächen verwendet. Eiin bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Beheizung von Wohn- oder Büroräumen. Der Einfachheit halber beziehen sich die folgenden Ausführungen auf dieses Einsatzgebiet, stellvertretend für alle anderen Einsatzmöglichkeiten.

Die Heizelemente bestehen beispielsweise aus Rohren, in denen Dampf oder Wasser als Heizmedium geführt werden können. Bei elektrischen Heizelementen wird ein isolierter Heizdraht verwendet. In beiden Fällen sind die das Heizmedium führenden "Stränge" innerhalb eines Flächenheizelements schleifenförmig -angeordnet und in dieser Position beispielsweise durch quer zu . den Schleifen verlaufende Bänder zu einer Einheit zusammenge-

faßt, die das Verlegen erleichtern soll. Die Heizelemente werden bei ihrer Montage in das Material des Fußbodens von zu beheizenden Räumen eingebettet. Dieses Material dient dabei nicht nur als mechanischer Schutz, sondern auch als Wärmespeicher, da es von dem Heizelement direkt aufgeheizt wird. Ein Nachteil der bekannten Flächenheizelemente besteht darin, daß ihre das Heizmedium führenden Stränge völlig ungeschützt sind und daher bei der Montage leicht beschädigt werden können. Eine solche Beschädigung wird oft erst nach Abschluß der Montage beim Einschalten des Heizelements festgestellt, was dann eine aufwendige Reparatur erfordert. Ein weiterer Nachteil, der sich insbesondere bei der Direktbeheizung bemerkbar macht, ist darin zu sehen, daß das Heizelement mit hoher Temperatur betrieben werden muß, da es für den Raum erst nach Erwärmung des Fußbodenmaterials wirksam werden kann, in welches es eingebettet ist. Wegen dieses Materials ist außerdem eine wirksame und schnelle Temperaturregelung kaum möglich. Außerdem haben die Bereiche zwischen den Schleifen der Stränge niedrigere Temperaturen als die die Stränge unmittelbar umgebenden Bereiche, die erst dann ausgeglichen werden, wenn sich der Fußboden insgesamt erwärmt hat.

Ein Flächenheizelement, wie es eingangs beschrieben ist, geht aus der DE-PS 17 59 545 hervor. Bei diesem bekannten Heizelement ist ein elektrisches Heizkabel in Schleifen angeordnet, die auf einer als Träger dienenden Bewehrungsmatte aus sich kreuzenden Bewehrungsstäben festgelegt sind. Für dieses bekannte Heizelement gelten die oben angeführten Nachteile, auch wenn durch die Bewehrungsmatte eine etwas verbesserte Wärmeverteilung erreichbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flächenheizelement anzugeben, das ohne Gefährdung des das Heizmedium führenden Strangs einfach montierbar ist, eine gleichmäßige Wärmeverteilung gewährleistet und eine schnell wirksame Regelung der Temperatur ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Flächenheizelement der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

- daß der Träger als Platte" ausgebildet ist, auf deren einer Seite von ihrer Oberfläche abstehende Stege angebracht sind, die U-förmige, parallel zueinander verlaufende Kanäle bilden,

- daß die Schleifen des Stranges unter direkter Anlage an der

Platte und den Stegen zwischen je zwei Stegen angeordnet sind,

- und daß die Schleifen des .Stranges zusammen mit den Stegen in geschäumten Kunststoff eingebettet sind.

In diesem Flächenheizelement ist der das Heizmedium führende Strang auf der. einen Seite durch die Platte und auf der anderen Seite durch den geschäumten Kunststoff geschützt. Es ist damit ein in sich kompaktes Flächenheizelement gegeben, das einfach und ohne Beschadigungsgefahr montiert werden kann.

Durch die Platte weist das Heizelement außerdem eine zusammenhängende, ebene und belastbare Oberfläche auf, so daß es nicht in das Material eines Fußbodens eingebracht werden muß, sondern mit seiner Platte selbst Oberfläche eines Fußbodens sein kann. Da der das Heizmedium führende Strang direkten Kontakt mit der Platte hat, ist ein unmittelbarer Wärmeübergang von den Schleifen des Stranges auf die Platte und damit auf die ganze Oberfläche des Flächenheizelements gewährleistet. Die gleichmäßige Wärmeverteilung ist damit nach kürzester Zeit erreicht.

Wegen des direkten Kontakts zwischen den Schleifen des Stranges und der Platte, die gleichzeitig Fußbodenobenfläche ist, kann das Flächenheizelement mit niedrigerer Temperatur als bekannte, in das Fußbodenmaterial eingebaute Heizelement betrieben werden, so daß ein Energie sparender Betrieb gewährleistet ist. Es ist außerdem eine schnell wirksame Regelung der Temperatur möglich, da jede Änderung der Temperatur des Heizmediums sich unmittelbar auf die Oberflächentemperatur des Flächenheizelements auswirkt.

Eine Verbesserung der Wirksamkeit des Flächenheizelement ergibt sich, wenn die äußere Oberfläche der Platte profiliert, beispielsweise gewellt, ist, da dann ihre Strahlungsfläche vergrößert ist.

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Ein Ausführungsbeispier'de's'Erfinduhgsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung im Fußboden eines Wohnraums eingebaute Flachenheizelemente nach der Erfindung. Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Flächenheizelement in vergrößertem Maßstab.
Fig. 3 und 4 Einzelheiten des Flächenheizelements in Ausschnitten.

Mit 1 ist der Fußboden eines schematisch angedeuteten Wohnraums bezeichnet. Im Bereich eines Fensters 2 sind in dem Fußboden sechs Flächenheizelemente 3 angeordnet, deren Oberfläche in der gleichen Höhe liegt, wie der Fußboden 1. Der Fußboden ist also durch die Flachenheizelemente 3 selbst gebildet.

Es ist prinzipiell möglich, den gesamten Fußboden eines Raumes mit Flächenheizelementen 3 zu belegen oder - so wie es in Fig. dargestellt ist - nur in Teilbereichen Flachenheizelemente anzuordnen. Es ist dabei nicht erforderlich, daß die einzelnen Flächenheizelemente 3 direkt aneinander stoßen. Sie können vielmehr auch einzeln über einen Raum verteilt angeordnet werden.

Die das Heizmedium führenden Stränge 4 der Flachenheizelemente können prinzipiell alle durchverbunden sein, so daß alle Flachenheizelemente eines Raums in einem Heizkreis liegen. Es ist jedoch auch möglich, die Flachenheizelemente 3 eines Raumes einzeln oder zu zweit mit Heizenergie zu versorgen.

Die Stränge 4 können, entsprechend Fig. 2 linke Seite, Rohre 5 aus Kunststoff oder Metall sein. Heizmedium ist dann heißes Wasser oder heißer Dampf. Es ist jedoch auch möglich, gemäß Fig. 2 rechte Seite, isolierte*elektrische Heizleiter 6 als Stränge 4 einzusetzen. In diesem Fall ist der elektrische Strom das Heizmedium.

Ein Flächenheizelement 3 besteht aus einer metallischen Platte beliebiger Abmessungen, deren eine Oberfläche eben ausgeführt ist. Von der anderen Oberfläche der Platte 7 stehen Stege 8 ab,

die U-förmige Kanäle 9 bilden. In den von je zwei Stegen 8 begrenzten Kanälen 9 sind die das Heizmedium führenden Stränge derart angeordnet, daß sie über ihre gesamte Länge direkt an der Oberfläche der Platte 7 und an den Stegen 8 anliegen. Die von den Strängen 4 erzeugte Wärme wird also unmittelbar an die Platte 7 abgegeben.

In Fig. 2 sind zwei Rohre 5, zwei Heizleiter 6 und zwei Kanäle ohne Stränge 4 dargestellt. Diese Darstellung wurde der Deutlichkeit halber gewählt. In einem kompletten Flächen-Heizelement sind vorzugsweise alle Kanäle 9 entweder mit Rohren 5 oder mit Heizleitern 6 belegt, wobei es sich jeweils nur um einen Strang handelt., der in Schleifen in den Kanälen 9 angeordnet ist. Es ist allerdings■auch möglich, nur einen Teil der Kanäle 9 mit den Schleifen eines Stranges zu belegen, wenn für das Flächenheizelement eine verminderte Heizleistung gewünscht wird.

Sowohl Rohre 5 als auch Heizleiter 6 sind in den Zeichnungen mit kreisrunden Querschnitten dargestellt. Selbstverständlich sind hier auch andere Querschnittsformen möglich. So kann insbesondere statt des runden Heizleiters eine flache Heizleitung mit zwei durch halbleitendes Material verbundenen Leitern verwendet werden. Derartige Heizleitungen können vorzugsweise hochkant in die Kanäle 9 eingebracht werden, wobei der Abstand der Stege 8 dann kleiner zu wählen wäre.

Die Höhe des Flächenheizelements 3 kann durch seitliche Wände 10' festgelegt sein. Alle Hohlräume zwischen der Platte 7 und den Wänden 10 sind mit geschäumtem Kunststoff 11 aufgefüllt, bei dem es sich beispielsweise um einen Hartschaum aus Polyurethan handeln kann. Die Wände 10 können allerdings auch fortgelassen werden, so daß die Höhe des Flächenheizelements 3 allein von dem geschäumten Kunststoff 11 bestimmt wird.

Die Schleifen des Stranges 4 sind durch den Kunststoff 11 in ihrer Position festgelegt. Es ist jedoch auch möglich, die Festlegung durch die Stege 8 zu erreichen, so wie es in Fig. 3 gezeigt ist. In der Möglichkeit, die Stege 8 im dargestellten

Sinne zu verbiegen, liegt ein weiterer Vorteil des Flächenheizelements 3, da bei gleichen Abmessungen der Kanäle 9 Stränge mit unterschiedlichen Abmessungen eingesetzt werden können.

Die äußere, den Stegen 8 abgewandte Oberfläche der Platte 7 ist eben ausgeführt. Sie ist in bevorzugter Ausführungsform flach profiliert. Bei einfachster Gestaltung ist die Oberfläche gewellt, so wie es in Fig. 2 angedeutet ist. Die wirksame, abstrahlende Oberfläche des Flächenheizelements 3 wird dadurch vergrößert.

Da die Unterlage, auf welche ein Flächenheizelement 3 aufgebracht wird, nicht immer waagerecht ist, können in den Randbereichen der Platte 7 Stellschrauben 12 angeordnet sein, mit denen die Platte 7 leicht waagerecht ausgerichtet werden kann. Der sich nach dem Ausrichten ergebende Spalt zwischen Flächenheizelement 3 und Unterlage kann dann zusätzlich mit aufschäumendem Kunststoff aufgefüllt werden. Danach können die Stellschrauben 12 entfernt werden.

Wenn zwei oder mehr Flächenheizelemente 3 zu einer größeren Fläche zusammengefügt werden sollen, ist es zweckmäßig, hierfür B"festigungsteile vorzusehen. So können an den seitlichen Rändern der Platte 7 Teile einer Steckfalzverbindung 13 angebracht werden, mittels derer zwei Flächenheizelemente 3 entsprechend Fig. 4 zusammengesteckt werden können.

Die Platte 7 kann zusammen mit den Stegen 8 und den Wänden 10 als Strangpreßprofil einstückig in beliebiger Länge hergestellt werden. Sie besteht vorzugsweise aus einer mechanisch stabilen Aluminiumlegierung. Zur Herstellung eines Flächenheizelements wird ein entsprechend langes Stück der Platte mit Stegen - beispielsweise mit einer Länge von 5m- abgetrennt. Danach wird der Strang 4 in Schleifen in die Kanäle 9 eingebracht. Abschließend wird der geschäumte Kunststoff 11 erzeugt. Damit ist ein Flächenheizelement fertiggestellt, dessen Oberfläche als Oberfläche eines Fußbodens dienen kann, das mit relativ niedriger Temperatur betrieben werden kann und das eine schnelle Temperaturregelung ermöglicht.

Claims

Hellmuth Möhlenhoff HM 17

10. Jan. 1983

Patentansprüche

(.y Flächenheizelement, bestehend aus einem metallischen Träger, an welchem ein ein Wärme erzeugendes Medium führender Strang befestigt ist, der auf der gesamten Fläche des Trägers verteilt in Schleifen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet.

- daß der Träger als Platte (7) ausgebildet ist, auf deren einer Seite von ihrer Oberfläche abstehende Stege (8) angebracht sind, die U-förmige, parallel zueinander verlaufende Kanäle (9) bilden,

- daß die Schleifen des Stranges (4) unter direkter Anlage an der Platte (7) und den Stegen (8) zwischen je zwei Stegen angeordnet sind,

- und daß.die Schleifen des Stranges (4) zusammen mit den Stegen (8) in geschäumten Kunststoff (11) eingebettet sind.

2. Flächenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stegen (8) abgewandte Oberfläche der Platte (7) profiliert ist.

3. Flächenheizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stegen (8) abgewandte Oberfläche der Platte (7 Γ gewellt ist.

4. Flächenheizelement n*äch"*§ineöi der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang (4) als Rohr (5) ausgeführt ist.

5. Flächenheizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5) aus Kunststoff besteht.

6. Flächenheizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5) aus Metall besteht.

7. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang (4) als isolierter elektrischer Heizleiter (6) ausgebildet ist.

8. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (7) mit Stegen (8) ein Strangpreßprofil ist.

9. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8_; dadurch gekennzeichnet, daß an den seitlichen Rändern der Platte (7) jeweils Teile zur Herstellung einer Steckfalzverbindung (13) mit gleich aufgebauten Flächenheizelementen 13) angeformt sind*

10. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Randbereichen der Höhenverstellung der Platte (7) dienende Stellschrauben (12) angebracht sind.