DE3512951A1

DE3512951A1 - Heizeinrichtung zur heizung des bodens von pflanzenkulturen

Info

Publication number: DE3512951A1
Application number: DE19853512951
Authority: DE
Inventors: Hubert 5778 Meschede Möller
Original assignee: FA HUBERT MOELLER; Fa Hubert Moeller 5778 Meschede; HUBERT MOELLER FA
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1986-10-16
Also published as: FR2580145A1; BE904535A; DE3512951C2; NL8600920A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zur Heizung des Bodens von Pflanzenkulturen in Treibhäusern und ähnlichen Einrichtungen, mit einer Heizquelle zur Erzeugung von Warmoder Heißwasser, einem Leitungssystem zum Zuführen des Warmoder Heißwassers in eine im Boden der Pflanzenkulturen angeordnete Wärmeübertragungseinrichtung.

Es ist bekannt, daß sich das Pflanzenwachstum verbessern und steigern läßt, wenn der Boden einer Pflanzenkultur auf einem bestimmten günstigen Temperaturniveau gehalten wird. Zur Erzielung einer Bodenheizung von Pflanzenkulturen ist bereits vorgeschlagen worden, den Boden von Betontischen hohl auszubilden und durch diesen hohlen Boden ein wärmendes Medium wie beispielsweise warmes Wasser hindurchzuschicken. Bei dieser bekannten Einrichtung geht jedoch nicht nur sehr viel Wärme ungenutzt verloren, die nach unten abstrahlt, sondern die Wirksamkeit der Erwärmung des Bodens ist relativ gering, da die Wandstärke der den Hohlraum des Betonbodens bildenden Wände aufgrund der geforderten mechanischen Festigkeit relativ groß gewählt werden muß und sich dadurch ein relativ großer Wärmegradient ergibt.

Darüber hinaus ist diese bekannte Wärmeübertragungseinrichtung auch sehr wenig an räumliche Gegebenheiten anpassungsfähig, da einerseits ein derartiger Betontisch ein sehr großes Gewicht hat und die Hohlräume bzw. der gesamte Betontisch eine relativ große Länge hat, so daß ein derartiger Thermotisch beispielsweise nicht an Ecken und Biegungen in einem Treibhaus eingesetzt werden kann.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Heizeinrichtung zur Heizung des Bodens von Pflanzenkulturen der eingangs definierten Art zu schaffen, welche nicht nur eine verbesserte Wärmeübertragungseigenschaft besitzt sondern auch an räumliche Gegebenheiten äußerst anpassungsfähig ist und eine besonders hohe Lebensdauer aufweist.

Ausgehend von der Heizeinrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) die im Boden der Pflanzenkulturen angeordnet Wärmeübertragungseinrichtung aus wenigstens einem Hohlprofil mit wenigstens zwei parallel zueinander verlaufenden Hohlräumen besteht, von denen der eine als Warmwasser-Zuführleitung und von denen der andere als Warmwasser-Abfuhrleitung dient, und

b) das Hohlprofil aus Kunststoff oder einer Kunststoff-Fasermischung besteht.

Erfindungsgemäß besteht also die Wärmeübertragungseinrichtung aus einem plattenförmigen oder brettförmigen Teil, welches innen hohl ausgebildet ist bzw. wenigstens zwei parallel nebeneinander verlaufende Hohlräume aufweist, durch die Warmwasser oder Heißwasser strömt.

Derartige Hohlprofile aus Kunststoff können als vergleichsweise kleinenEinheiten hergestellt werden und dann als solche im Boden einer Pflanzenkultur verlegt werden, wobei sie sich auch unterschiedlichen Bodenhöhen oder Krümmungen des Bodens (sowohl in der Höhe als auch in einer Ebene) anpassen lassen. Die einzelnen Hohlprofile lassen sich also nebeneinanderlegen, wobei die einzelnen Hohlprofile entweder in einer gemeinsamen Ebene angeordnet werden, oder auf unerschiedlichen Ebenen angeordnet werden, so daß sich dadurch auch eine Anpassung an verschiedenen Pflanzentypen realisieren läßt, also beispielsweise eine Anpassung an Pflanzen mit sehr tiefliegenden Wurzeln und an Pflanzen mit einem

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dicht an der Bodenoberfläche angeordneten Wurzelgeflecht.

Erfindungsgemäß läßt sich also ein Thermotisch aus einzelnen Hohlprofilen zusammenstellen, der entweder eine durchgehende Ebene bzw. Auflagefläche für den darüber anzuordneten Boden bietet, oder der so ausgebildet ist, daß seine Auflagefläche für den Boden bzw. Humus auf unterschiedlichen Höhenniveaus liegt.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Ausgestaltung erfahren, daß das wenigstens eine Hohlprofil an seinem einen Ende einen Deckel mit einem Wassereinlaßstutzen und mit einem Wasserauslaßstutzen aufweist. Erfindungsgemäß ist also sowohl der Wassereinlaß als auch der Wasserauslaß an einem Ende des Hohlprofils angeordnet, wodurch das Anschließen des Hohlprofils an eine Heißwasser-Versorgungsleitung vereinfacht wird oder aber ein sbrömungsmäßiges Hintereinanderschalten mehrerer nebeneinanderliegender Hohlprofile vereinfacht wird.

Eine besonders einfach herstellbare Konstruktion besteht darin, daß das Hohlprofil zwei Hohlräume aufweist, die durch eine einzige Zwischenwand voneinander getrennt sind. Der eine der beiden Hohlräume dient dann als Zuführleitung für warmes oder heißes Wasser, während der andere der Hohlräume als Abführleitung dient.

Eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung besteht darin, daß das Hohlprofil mehrere (mehr als zwei) nebeneinanderliegende Hohlräume aufweist, die nach Art einer Wärmeschlange strömungsmäßig miteinander verbunden sind. Bei dieser letzteren Ausführungsform kann mit Hilfe eines einzigen Hohlprofils ein größerer Flächenbereich überdeckt werden, so daß diese letztere Äusführungsform besondern für relativ große Pflanzenkulturen geeignet ist.

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Jedes der Hohlprofile ist zweckitiäßigerweise mit einem Deckel verschlossen, wobei gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der eine Deckel wenigstens eine Trennwand aufweist, die in Zusammenwirken mit einer Zwischenwand des Hohlprofils den Warmwassereinlaß vom Warmwasserauslaß strömungsmäßig trennt. Dieser Deckel ist zweckmäßigerweise schalenförmig oder kappenförmig ausgebildet und die Trennwand ist im Bereich der . schalenförmigen Ausnehmung des Deckels angeordnet.

Eine weitere Möglichkeit besteht jedoch auch darin, den Deckel als ebene Platte auszuführen, so daß dann diese ebene Platte ein Ende des Hohlprofils verschließt.

Ein besonders einfacher und sicherer Zusammenbau zwischen Deckel und Hohlprofil wird dann erreicht, wenn der Deckel einen umfangsmäßig verlaufenden Flansch aufweist, der an der Endwandfläche des Hohlprofils anliegt und an dieser Endwandfläche abgedichtet wird. Die Abdichtung kann entweder mit Hilfe eines Klebemittels oder durch andere geeignete Dichtungsmittel erfolgen.

Das Hohlprofil wird am anderen Ende ebenfalls durch einen Deckel verschlossen, der jedoch so ausgebildet ist, daß durch den Deckel die Wasserströmung in dem einen Hohlraum des Hohlprofils in dessen anderen Hohlraum umgelenkt wird. Der zweite Deckel ist zweckmäßigerweise ebenfalls schalenförmig ausgebildet.

Eine zweite Version des Deckels besteht darin, dciß er als ebene Platte ausgebildet wird. Auch bei dem zweiten Deckel kann am Innenrand ein Abdichtflansch ausgebildet sein, der mit der Endfläche des Hohlprofils dicht verbunden wird.

Um Materialspannungen aufgrund einer thermischen Beeinflußung auszuschalten, werden sowohl die Deckel als auch das Hohlprofil aus ein und demselben Material hergestellt.

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Ein Material, welches zu ungewöhnlich positiven Ergebnissen geführt hat, besteht aus einer Kunststoff-Holzfasermischung, wobei als Kunststoff PVC verwendet wurde.

Da das Hohlprofil in einigen Fällen mechanisch sehr stark belastet werden kann, wird erfindungsgemäß das Material des Hohlprofils und das Material der Deckel durch Verstärkungseinlagen mechanisch verstärkt. Diese Verstärkungseinlagen können aus Holz, Glas oder Metall bestehen.

Zur Verringerung der Verluste an Wärmeenergie können die Hohlprofile vor dem Aufbau des Bodens und der P jlanzenkulturen auf einer thermischen Isolierschicht aufgelegt werden, so daß die nach unten erfolgende Wärmeabstrahlung sehr viel geringer ist, als die nach oben erfolgende Wärmeabstrahlung, die in den Boden der Pflanzenkulturen verläuft.

Durch die vorliegende Erfindung werden einschneidende Vorteile erreicht:

Die Wärmeübertragungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung läßt sich nicht nur besonders einfach herstellen, sondern sie ist auch nahezu unbegrenzt haltbar und kann auch in jeder gewünschten Länge hergestellt werden.

Die Wärmeübertragungseinrichtung besitzt ideale Wärmeübertragungseigenschaften, wenn das Material aus einer Kunststoff-Holzfasermischung besteht, so daß sich dadurch das Pflanzenwachstum um ca 40% beschleunigen läßt.

Die Wärmeübertragungseinrichtung kann in verschiedenen Ebenen innerhalb eines Bodens angeordnet werden, und läßt sich auch in Winkeln oder Ecken eines Treibhauses problemlos einsetzen.

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Schließlich ist die gesamte Heizeinrichtung auch vollständig wartungsfrei und kann für verschiedene Anwendungsfälle jederzeit umgebaut werden (beispielsweise liegend oder hängend).

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Heizeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die mit zwei parallel zueinander verlaufenden Hohlräume ausgestattet ist;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie I-I in Fig.1; und

Fig. 3 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung des ersten Deckels, durch den ein Ende des Hohlprofils verschlossen wird.

Fig,1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung zur Heizung des Boden von Pflanzenkulturen in Treibhäusern und ähnlichen Einrichtungen in Draufsicht, wobei diese Heizeinrichtung allgemein mit 1 bezeichnet ist. Die Heizeinrichtung umfaßt ein Hohlprofil 2, welches in jeder gewünschten Länge hergestellt werden kann und zwar mit Hilfe des bekannten Extrudierverfahrens, wobei dieses gezeigte Hohlprofil zwei Hohlräume 2b und 2a aufweist, die nebeneinander liegen bzw. zueinander parallel verlaufen und durch eine Zwischenwand 9 voneinander getrennt sind. Das in Fig.1 linke Ende des Hohlprofils 2 ist durch einen Deckel 3 verschlossen, der mit zwei Anschlußstutzen 5 und 6 ausgestattet ist. Bei dem gezeigtenAusführungsbeispiel dient der Anschlußstutzen 6 zur Aufnahme eines Verbindungsschlauches, um der Heizeinrichtung Warmwasser oder Heißwasser zuzuführen, welche zunächst in einen von dem Deckel 3 gebildeten Hohlraum einströmt,

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der durch eine Trennwand 8 zur einen Seite hin begrenzt ist. Das Warmwasser oder Heißwasser strömt dann in Richtung des Pfeiles A durch den ersten Hohlraum 2b und gelangt somit zum rechten Ende des Hohlprofils 2. Am rechten Ende des Hohlprofils 2 ist ein zweiter Deckel 4 angeordnet, der schalenförmig ausgebildet ist bzw. als Kappe ausgebildet ist, so daß durch den Deckel 4 das Warmwasser in Richtung des Pfeiles B umgelenkt wird, so daß es dann durch den zweiten Hohlraum 2a des Hohlprofils zurückströmt und dann zum Auslaßstutzen 5 gelangt, wie dies durch den Pfeil C angezeigt ist. Der Auslaßstutzen"5 kann mit einer gemeinsamen Sammelleitung verbunden sein, um das abgekühlte Wasser wieder zu einer Heizquelle zurückzuleiten, oder der Auslaß-stutzen 5 kann mit dem Einlaßstutzen 6 eines nächstfolgenden (daneben angeordneten) Hohlprofils verbunden werden, so daß dadurch mehrere nebeneinanderliegende Hohlprofile 2 nach Art einer Wärmeschlange miteinander verbunden werden.

Der erste Deckel 3 ist an seinem inneren Umfangsrand mit einer Ausnehmung zur Bildung eines umfangsmäßig verlaufenden Flansches ausgestattet, der mit der Endfläche des Hohlprofils zusammenwirkt. Beim Zusammenbau der Heizeinrichtung kann der Deckel 3 im Bereich des Flansches 7 mit einem Klebstoff versehen werden und dann auf das eine Ende des Hohlprofils 2 aufgedrückt werden, so daß sich dabei einerseits eine genaue Ausrichtung des Deckels in Bezug auf das Hohlprofil einstellt und andererseits eine sichere Verbindung zwischen Deckel 3 und Hohlprofil 2 erreicht wird.

Auch der zweite Deckel 4 ist mit einem ähnlichen Flansch 10 ausgestattet und kann mit Hilfe eines Klebemittels am anderen Ende des Hohlprofils 2 mediumsdicht befestigt werden.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß der Linie I-I in Fig.1, wobei nur die Querschnittsfläche des Hohlprofils 2 zu

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sehen ist. Dieses Hohlprofil 2 enthält einen linken Hohlraum 2a und einen rechten Hohlraum 2b, die mit Hilfe einer Zwischenwand 9 voneinander getrennt sind. Es handelt sich somit bei dem Hohlprofil 2 um ein vergleichsweise einfach gestaltetes Teil/ welches nach dem bekannten Extrudierverfahren in jeder gewünschten Länge hergestellt werden kann.

Mit Hilfe der Heizeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung läßt sich ein Thermotisch für Pflanzenkulturen in sehr verschiedener individueller Gestaltung auf einfachste Weise herstellen, da die einzelnen Hohlprofile nicht nur in einer Ebene nebeneinander liegend angeordnet werden können, sondern auch ohne weiteres auf verschiedenen Höhenniveaus angeordnet werden können, um dadurch den unterschiedlichsten Pflanzen bzw. Pflanzenkulturen Rechnung zu tragen. So können die Hohlprofile 2 auf einer höheren Ebene in dem Boden der Pflanzenkulturen bzw. dem Humus angeordnet werden, wenn die betreffenden Pflanzen ein dicht an der Bodenoberfläche liegendes Wurzelgeflecht haben. Für den Fall daß die Pflanzenkulturen tief in den Boden reichende Wurzel haben, werden die Hohlprofile mit den Deckeln 3 und 4 auf einer tieferen Ebene im Boden angeordnet, so daß sich dann ein Thermotisch mit verschiedenen Ebenen ergibt.

Es ist auch offensichtlich, daß sich die Heizeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung auch in Ecken, Krümmungen und Biegungen innerhalb eines Treibhauses ohne Probleme anordnen läßt.

Die Heizeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist daher äußerst anpassungsfähig.

Für den Fall, daß größere Bodenflächen von unten her beheizt werden sollen, besteht die Möglichkeit das Hohlprofil 2 mit

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mehreren (mehr als zwei) Hohlräumen auszustatten, so daß breite Platten mit einer Vielzahl von Hohlräumen erhalten werden, die strömungsmäßig nach Art einer Wärmeschlange miteinander verbunden werden können.

Fig. 3 zeigt eine Längsschnittdarstellung (entlang der Mittellinie) des Deckels 3.

Bei der Schnittdarstellung nach Fig.3 läßt sich der Flanschbereich 7 deutlich erkennen, gegen den das Ende des Hohlprofils beim Verkleben der Teile gedrückt wird. Der Deckel 3 ist in seinem mittleren Bereich mit einer Trennwand 8 ausgestattet, die mit der Trennwand 9 des Hohlprofils zusammenwirkt, um zu verhindern, daß sich das zugeführte warme oder heiße Wasser mit dem abgeführten (bereits abgekühlten) Wasser vermischen kann.

Versuche haben gezeigt, daß sich besonders vorteilhafte Ergebnisse dann erzielen lassen, wenn als Material für die Herstellung der Deckel und für die Herstellung des Hohlprofils Kunststoffmaterial verwendet wird, welches mit Holzfasern vermischt ist. Dieses Material besitzt für den angestrebten Zweck einen idealen Wärmeübertragungsgradienten und Versuche haben gezeigt, daß bei Verwendung dieses Materials die Heizzeit wesentlich herabgesetzt werden kann, da das Profil die Temperatur nach dem Aufwärmen noch für mindestens zwei Stunden hält.

Eine besnnders vorteilhafte Kombination zwischen Wärmeübertragungsgradient und mechanischer Festigkeit wird dann erhalten, wenn man die Kunststoff-Holzfasermischung durch Verstärkungseinlagen mechanisch verstärkt beispielsweise indem man in das Material Holzstäbe, Glasstäbe oder Metallstäbe mit einbringt.

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In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Hohlprofile auf einer thermischen Isolierschicht aufzulegen, um dadurch zu verhindern, daß Wärme ungenutzt abgestrahlt wird. Auf die nebeneinander angeordneten Hohlprofile wird dann zweckmäßigerweise noch eine Schutzmatte gelegt und dinn über dieser Schutzmatte Erde (Humus) angehäuft. Auch können sowohl die einzelnen Heizelemente in Form der Hohlprofile mit den zwei Deckeln als auch ein gesamter Thermotisch problemlos zusammengesetzt bzw. in einer Selbstmontage fertiggestellt werden.

Für den Fachmann sind eine Reihe von Abwandlungen und Änderungen ohne weiteres durchführbar, ohne jedoch dadurch den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, das Hohlprofil mit mehreren nebeneinanderliegenden Hohlräumen auszustatten, wobei einige der Hohlräume brach liegen und nicht durch Warmwasser oder Heißwasser durchströmt werden, aber bei Bedarf an die gemeinsame Warmwasserversorgung zusätzlich angeschlossen werden können, um dadurch unterschiedliche Temperaturniveaus zu realisieren, ohne die Heiquelle selbst verändern oder verstellen zu müssen.

Sämtliche in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

Hubert Möller 5778 Meschede-Eversberg Heizeinrichtung zur Heizung des Bodens von Planzenkulturen Patentansprüche

1. Heizeinrichtung zur Heizung des Bodens von Pflanzenkulturen in Treibhäusern und ähnlichen Einrichtungen, mit einer Heizquelle zur Erzeugung von Warm-oder Heißwasser, einem Leitungssystem zum Zuführen des Warm-oder Heißwassers in eine im Boden der Pflanzenkulturen angeordnete Wärmeübertragungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß

a) die im Boden der Pflanzenkulturen angeordnete Wärmeübertragungseinrichtung aus wenigstens einem Hohlprofil (2) mit wenigstens zwei parallel zueinander verlaufenden Hohlräumen (2a_f 2b) besteht,von denen der eine als Warmwasser-Zuführleitung (2b) und von denen der andere als Warmwasser-Abführleitung (2a) dient, und

b) das Hohlprofil (2) aus Kunststoff oder einer Kunststoff-Fasermischung besteht.

2.Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Hohlprofil (2) an seinem einen Ende einen Deckel (3) mit einem Wassereinlaßstutzen (6) und mit einem Wasserauslaßstutzen (5) aufweist.

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3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (2) zwei Hohlräume (2a,2b) aufweist, die durch eine Zwischenwand (9) voneinander getrennt sind.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Hohlprofil (2) mehrere nebeneinanderliegende Hohlräume aufweist, die nach Art einer Wärmeschlange strömungsmäßig miteinander verbunden sind.

5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennze ichnet, daß der Deckel wenigstens eine Trennwand (8) aufweist, die in Zusammenwirken mit einer Zwischenwand (9) des Hohlprofils (2) den Warmwassereinlaß (6) vom Warmwasserauslaß (5) trennt.

6. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) schalenförmig ausgebildet ist, und daß im Bereich der schalenförmigen Ausnehmung des Deckels (3) wenigstens eine Trennwand (8) ausgebildet ist.

7. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) als ebene Platte ausgebildet ist, die ein Ende des Hohlprofils (2) verschließt.

8. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennze ichnet, daß der Deckel (3) einen umfangsmäßig verlaufenden Flansch (7) aufweist, der an der Endwandfläche des Hohlprdfils (2) anliegt und an dieser abgedichtet ist.

9. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (2) am anderen Ende durch einen zweiten Deckel (4) verschlossen ist,

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durch den die Wasserströmung in dem einen Hohlraum (2b) des Hohlprofils (2) in dessen anderen Hohlraum (2a) umgelenkt wird.

10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Deckel (4) schalenförmig ausgebildet ist.

11. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der zweite Deckel (4) als ebene Platte ausgebildet ist.

12. Heizeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand des zweiten Deckels (4) mit einem Abdichtflansch (10) ausgestattet ist, der mit der Endfläche des Hohlprofils (2) dicht verbunden ist.

13. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (3,4) und das Hohlprofil (2) aus dem gleichen Material hergestellt sind.

14. Heizeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus einer Kunststoff-Holzfasermischung besteht.

15. Heizeinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch g e kennze lehnet, daß das Material durch Verstärkungseinlagen mechanisch verstärkt ist.

16. Heizeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η -

ze lehnet, daß die Verstärkungseinlagen aus Holz, Glas oder Metall bestehen.

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ORIGINAL INSPECTED

17. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn ze ichnet, daß mehrere Hohlprofile (2) mit den zwei Deckeln (3,4) zur Bildung eines Heiztisches nebeneinanderliegend angeordnet sind.

18. Heizeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile (2) auf einer thermischen Isolierschicht aufgelegt sind.