EP3654731A1 - Heizsystem mit spannungsquelle - Google Patents

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EP3654731A1
EP3654731A1 EP18000908.6A EP18000908A EP3654731A1 EP 3654731 A1 EP3654731 A1 EP 3654731A1 EP 18000908 A EP18000908 A EP 18000908A EP 3654731 A1 EP3654731 A1 EP 3654731A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating system
switching power
electrical
power supply
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18000908.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Leo Docter
Robert KARAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZENTAGON GMBH
Original Assignee
DEnS Deutsche Energiesysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DEnS Deutsche Energiesysteme GmbH filed Critical DEnS Deutsche Energiesysteme GmbH
Priority to EP18000908.6A priority Critical patent/EP3654731A1/de
Priority to PCT/EP2019/000316 priority patent/WO2020104051A1/de
Publication of EP3654731A1 publication Critical patent/EP3654731A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0297—Heating of fluids for non specified applications
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/146—Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics

Definitions

  • the present invention relates to a heating system with at least one heating unit with at least one electrical surface heating element, in which electrical contacts are integrated, and with a voltage source for connection to the contacts, the at least one electrically conductive surface heating element forming a surface resistance when the electrical voltage is applied, the heat delivers.
  • Such a heating system is generally known from the prior art. Part of such a known heating system is made of EP 2 023 688 B1 known electrically conductive film.
  • the public network which provides a network voltage, serves as the voltage source in such a known heating system.
  • a transformer is interposed between the public network and the electrically conductive film in order to transform the network voltage to a protective low voltage (SELV).
  • SELV protective low voltage
  • the heating foils or heating membranes used in such a heating system are operated with an operating voltage of alternating current (AC) less than / equal to 50 V and direct current (DC) less than or equal to 120 V and thereby generate a nominal output between 15 W / m 2 and 500 W / m 2 , depending on their technical structure.
  • the grid voltage is not uniformly standardized on earth, so that there are different grid voltages worldwide.
  • the mains voltage in Australia is 230 to 240 V, in Brazil it varies locally from 110 V, 127 V or 220 V, in China (VR) 220 V, in Israel 230 V, in Japan 100 V, in Canada / USA 120 V, in Mexico 127 V, in Russia 220 V etc.
  • it is therefore necessary to use different transformers which, due to fixed winding and transformation ratios, convert the nationally specified mains voltage into a safety extra-low voltage of 12 V or 36, for example V are set up.
  • the known heating systems that use heating foils are used because heating foils are suitable for being installed particularly well.
  • Transformers are relatively large and heavy, so that even linear transformer power supplies with such transformers are relatively large and heavy.
  • Another disadvantage of transformers is that they significantly affect the efficiency of the heating system. Linear transformer power supplies with transformers have their own high energy consumption and therefore reduce the efficiency of the heating system.
  • the object of the present invention is therefore to develop a heating system of the type mentioned at the outset in such a way that the efficiency is significantly improved and hidden installation in a special environment is more easily possible.
  • the object is achieved in that a switched-mode power supply is interposed between the voltage source and the connections of the contacts.
  • Switching power supplies are also economical in use and overall favorable for the environment and the consumer.
  • the main advantage of switching power supplies is less the efficiency than the possibility of designing the power supply precisely according to the installed heating power and thus not installing any excess power. This saves a lot of material, resources and costs.
  • the voltage supply is significantly smaller in terms of volume and mass.
  • SNT Switched-Mode Power Supply
  • each switching power supply is assigned to a heating unit. This makes it possible to provide heating units in the same or different rooms and to supply them with mains voltage via a switching power supply.
  • each switching power supply is assigned to an electrically conductive surface heating element.
  • several switching power supplies can be assigned to one heating unit if this is technically necessary.
  • each switching power supply is assigned a radio receiver and a switching device, the radio receiver Can receive control signals from transmitter units and a received control signal controls the switching device of one of the switching power supplies.
  • Such a transmission unit can basically be any electronic device that has a transmission function and can send control signals, for example a mobile terminal, such as a smartphone or tablet.
  • the user of a mobile terminal can thus remotely determine which electrically conductive surface heating element or which heating unit is to be controlled.
  • the control not only includes switching on or off, but also setting a temperature.
  • the switching power supplies are arranged together in a switch box.
  • the common arrangement of the switching power supplies in a switch box makes it easy to shield the switching power supplies and to organize the complex circuitry under high frequency.
  • FIG. 1 An embodiment of the present invention is illustrated below using a single figure.
  • the figure shows a schematic representation of a heating system of a heating unit with three electrically conductive surface heating elements, which is connected to a switching power supply or switching power supply in a switch box via a connection cable.
  • the heating system 1 thus comprises a heating unit 3 in the figure and the heating unit 3 in the present embodiment comprises a first electrically conductive surface heating element 3.1, a second electrically conductive surface heating element 3.2 and a third electrically conductive surface heating element 3.3, all of which are electrical in the present embodiment conductive film are formed ..
  • a heating system 1 may have several heating units 3 with a different or the same number of electrically conductive surface heating elements.
  • the number of heating units 3 and electrically conductive surface heating elements 3.1, 3.2, 3.3 shown in the figure is chosen purely by way of example.
  • the first electrically conductive surface heating element 3.1, the second electrically conductive surface heating element 3.2 and the third electrically conductive surface heating element 3.3 are identical in construction, so that their construction is described only with reference to the first electrically conductive surface heating element 3.1.
  • the first electrically conductive surface heating element 3.1 and thus also the two further electrically conductive surface heating elements of the present embodiment and all electrically conductive surface heating elements of other embodiments are made from a thermoplastic matrix, for example from polyether ketones, poly-P-phenylene sulfide, polyetherimide, polyether sulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate , Perfluoro-alkoxy polymer, polyamide and / or polysulfone.
  • a thermoplastic matrix formed from such a thermoplastic contains reinforcing fibers, that are electrically conductive.
  • Such electrically conductive reinforcing fibers are, for example, carbon fibers, metal fibers and / or conductively doped thermoplastic fibers.
  • the proportion of the electrically conductive reinforcing fibers in the thermoplastic matrix is between 0.1% by weight and 20% by weight in the present embodiment. In other embodiments, however, the proportion can also lie outside this size range.
  • a proportion of non-conductive reinforcement fibers is also integrated in the thermoplastic matrix, for example glass fibers, aramid fibers, ceramic fibers, polyetherimide fibers, polybenzoxazole fibers, natural fibers and / or mixtures thereof.
  • the thermoplastic matrix also contains up to 20% by weight of additives.
  • Such additives are, for example, binders, tribologically active additives, additives for strength, impact resistance, temperature resistance, thermal conductivity, abrasion resistance and / or electrical conductivity.
  • Such additives have, for example, the form of fibers, fibrils, fibrids, pulps, powders, nanoparticles, nanofibers and / or mixtures thereof.
  • a binder contained in the first electrically conductive film 3.1 and thus in all electrically conductive films of the heating system 1 according to the invention consists, for example, of compounds based on polyacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyurethane, resins, polyolefins, aromatic polyamides or copolymers thereof or mixtures thereof of which are built up.
  • the electrical conductivity of the first electrically conductive surface heating element 3.1 and thus of all the electrically conductive surface heating elements of the heating system 1 according to the invention is set by varying the density of the film for a predetermined weight fraction of the conductive reinforcing fibers. Given a predetermined density of the first electrical surface heating element 3.1 and thus all the electrical surface heating elements of the heating system 1 according to the invention, the electrical conductivity is set by selecting the proportion by weight of the electrically conductive reinforcing fibers.
  • the first, second and third electrical surface heating elements 3.1, 3.2, 3.3 each form a surface resistance when an electrical voltage is applied, which emits heat.
  • the first, second and third electrical surface heating elements 3.1, 3.2, 3.3 can have any geometric shape.
  • the three surface heating elements are rectangular and have a much greater length than width.
  • the three electrical surface heating elements 3.1, 3.2, 3.3 are geometrically identical.
  • the surface heating elements combined in a heating unit 3 can each have an individual geometric shape that differs from the other geometric shapes of the other surface heating elements.
  • the geometric shape selected for an electrical surface heating element can be adapted to the structural conditions.
  • indefinite geometric shapes can also be selected for the at least one electrical surface heating element of a heating unit 3.
  • the first electrical surface heating element 3.1 and thus also all further electrical surface heating elements of the heating system 1 according to the invention have a first contact 5 and a second contact 7.
  • the first contact 5 forms a contact point 5.1 on the circumference of the first electrical surface heating element 3.1 and thus also on the circumference of the second electrical surface heating element 3.2, the third electrical surface heating element 3.3 and each further electrical surface heating element of the heating system 1 according to the invention.
  • the second contact 7 forms a second contact point 7.1 on the circumference of the first electrical surface heating element 3.1 and thus also on the second electrical surface heating element 3.2, the third electrical surface heating element 3.3 and each further electrical surface heating element of the heating system 1 according to the invention.
  • the first contact point 5.1 of the first contact 5 forms a connection for a first electrical line 5.2 and the second contact point 7.1 of the second contact 7 forms a connection for a second electrical line 7.2.
  • the first line 5.2 and the second line 7.2 of the first, second and third electrical surface heating elements 3.1, 3.2, 3.3 of the heating unit 3 are combined to form a connection cable and connected to a switching power supply 9.
  • first contact point 5.1 and the second contact point 7.1 can also be arranged at another point on the circumference of the respective electrical surface heating element 3.1, 3.2, 3.3.
  • first contact 5 and the second contact 7 are formed in a web shape and extend parallel to two longitudinal edges of the respective electrical conductive surface heating element 3.1, 3.2, 3.3.
  • Embodiments with cable-based surface heating systems can also be implemented in connection with the present invention.
  • the switched-mode power supply 9 is arranged in a switch box 11 together with further switched-mode power supplies 9 for further heating units 3, which are not shown.
  • 16 switching power supplies 9 are arranged in the switch box 11.
  • the switch box 11 is dimensioned such that it is suitable for the number of switching power supplies 9 required for the current environment and the number of heating units 3 provided in this. In larger buildings, a plurality of switch cabinets 11 can also be provided, each of which accommodates subsets of switching power supplies 9.
  • a radio receiver 13 and a relay as the switching device 15 are arranged on the switch box 11.
  • the radio receiver 13 and the switching device 15 are each arranged on a first and second mounting rail 17.1, 17.2, which in the present embodiment is designed as a top-hat rail.
  • the switch box 11 also has a heat sink (not shown) for dissipating the heat loss resulting from the number of switching power supplies 9 in question.
  • the radio receiver 13 is able to receive control signals from transmitter units (not shown) in the respective rooms of a structural unit or in rooms of different structural units. Such transmitter units can be radio thermostats, window contacts or the like.
  • the as the respective Switching power supplies 9 upstream relay trained switching device 15 is switched by the radio receiver 13 depending on the control signals received.
  • the switch box 11 may not be connected to the heating unit 3 or to one of the electrical surface heating elements 3.1, 3.2, 3.3 via a cable, but rather via a cable.
  • the at least one heating unit 3 or the at least one electrical surface heating element 3.1, 3.2, 3.3 forms an uncontrolled system group.

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  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Ein Heizsystem mit wenigstens einer Heizeinheit mit wenigstens einem elektrischen Flächenheizelement, in das elektrische Kontakte integriert sind, und mit einer Spannungsquelle zum Anschluss an die Kontakte, wobei das wenigstens eine elektrische Flächenheizelement bei angelegter elektrischer Spannung einen Flächenwiderstand bildet, der Wärme abgibt, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spannungsquelle und den Anschlüssen der Kontakte ein Schaltnetzteil zwischengeschaltet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizsystem mit wenigstens einer Heizeinheit mit wenigstens einem elektrischen Flächenheizelement, in das elektrische Kontakte integriert sind, und mit einer Spannungsquelle zum Anschluss an die Kontakte, wobei das wenigstens eine elektrisch leitende Flächenheizelement bei angelegter elektrischer Spannung einen Flächenwiderstand bildet, der Wärme abgibt.
  • Ein solches Heizsystem ist aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Ein Teil eines solchen bekannten Heizsystems ist die aus EP 2 023 688 B1 bekannte elektrisch leitende Folie. Als Spannungsquelle in einem solchen bekannten Heizsystem dient das öffentliche Netz, das eine Netzspannung bereitstellt. Zwischen dem öffentlichen Netz und der elektrisch leitenden Folie ist im Stand der Technik ein Transformator zwischengeschaltet, um die Netzspannung auf eine Schutzkleinspannung (SELV) zu transformieren.
  • Die in einem solchen Heizsystem verwendeten Heizfolien oder Heizmembranen werden mit einer Betriebsspannung von Wechselstrom (AC) kleiner/gleich 50 V und Gleichstrom (DC) kleiner gleich 120 V betrieben und erzeugen dabei eine Nennleistung zwischen 15 W/m2 und 500 W/m2, je nach ihrem technischen Aufbau. Die Netzspannung ist auf der Erde nicht einheitlich genormt, so dass es weltweit unterschiedliche Netzspannungen gibt. Zum Beispiel beträgt die Netzspannung in Australien 230 bis 240 V, in Brasilien örtlich unterschiedlich 110 V, 127 V oder 220 V, in China (VR) 220 V, in Israel 230 V, in Japan 100 V, in Kanada/USA 120 V, in Mexiko 127 V, in Russland 220 V etc. Bei der Verwendung von Heizfolien ist es also erforderlich, unterschiedliche Transformatoren einzusetzen, die aufgrund fester Wicklungs- und Übersetzungsverhältnisse auf die Umwandlung der national vorgegebenen Netzspannung in eine Schutzkleinspannung von z.B. 12 V oder 36 V eingerichtet sind.
  • Die bekannten Heizsysteme, die Heizfolien verwenden, werden eingesetzt, weil sich Heizfolien dazu eignen, besonders gut verbaut zu werden. Transformatoren sind relativ groß und schwer, so dass auch lineare Trafonetzteile mit solchen Transformatoren relativ groß und schwer sind. Ein weiterer Nachteil von Transformatoren ist, dass diese den Wirkungsgrad des Heizsystems erheblich beeinträchtigen. Lineare Trafonetzteile mit Transformatoren haben einen eigenen hohen Energieverbrauch und senken daher den Wirkungsgrad des Heizsystems.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Heizsystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Wirkungsgrad deutlich verbessert wird und ein versteckter Einbau in einer speziellen Umgebung leichter möglich ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Spannungsquelle und den Anschlüssen der Kontakte ein Schaltnetzteil zwischengeschaltet ist.
  • Die Verwendung eines Schaltnetzteils zur Transformation einer jeweiligen Netzspannung sorgt für Wirkungsgrade bis zu über 90%. Zudem sind Schaltnetzteile sparsam im Verbrauch und insgesamt günstig für die Umwelt und den Verbraucher.
  • Wesentlicher Vorteil der Schaltnetzteile ist aber weniger der Wirkungsgrad als die Möglichkeit, die Spannungsversorgung präzise entsprechend der installierten Heizleistung auszulegen und so keinen Leistungsüberhang zu installieren. Dies spart deutlich an Material, Ressourcen und Kosten. Außerdem wird die Spannungsversorgung volumen- und massebezogen deutlich kleiner.
  • Die Bauweise von Schaltnetzteilen ist im Vergleich zu derjenigen von linearen Trafonetzteilen klein und leicht bei gleicher Energie. Schaltnetzteile (SNT, oder in Englisch SMPS = Switched-Mode Power Supply) sind aufgrund ihrer Bauweise weltweit einsetzbar, so dass unterschiedliche Netzspannungen anders als bei Transformatoren unberücksichtigt bleiben können.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass jedes Schaltnetzteil einer Heizeinheit zugeordnet ist. Dadurch ist es möglich, Heizeinheiten in gleichen oder unterschiedlichen Räumen vorzusehen und jeweils über ein Schaltnetzteil mit Netzspannung zu versorgen.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass jedes Schaltnetzteil einem elektrisch leitenden Flächenheizelement zugeordnet ist. In dieser Variante können mehrere Schaltnetzteile einer Heizeinheit zugeordnet sein, wenn dies technisch erforderlich ist.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass jedem Schaltnetzteil ein Funkempfänger und eine Schalteinrichtung zugeordnet ist, wobei der Funkempfänger Steuersignale von Sendeeinheiten empfangen kann und jeweils ein empfangenes Steuersignal die Schalteinrichtung eines der Schaltnetzteile steuert.
  • Dadurch wird ermöglicht, dass jedes Schaltnetzteil von einer Sendeeinheit fernbedient werden kann. Eine solche Sendeeinheit kann im Grunde ein beliebiges elektronisches Gerät sein, das eine Sendefunktion aufweist und Steuersignale senden kann, zum Beispiel ein mobiles Endgerät, wie Smartphone oder Tablet. Der Benutzer eines mobilen Endgerätes kann also aus der Ferne bestimmen, welches elektrisch leitende Flächenheizelement bzw. welche Heizeinheit angesteuert werden soll. Das Ansteuern umfasst nicht nur das Ein- oder Ausschalten, sondern auch die Einstellung einer Temperatur.
  • Für die Verwendung des erfindungsgemäßen Heizsystems in einer baulichen Einheit ist es von Vorteil, dass wenigstens einige der Schaltnetzteile gemeinsam in einem Schaltkasten angeordnet sind. Durch die gemeinsame Anordnung der Schaltnetzteile in einem Schaltkasten ist es einfach, die Schaltnetzteile abzuschirmen und die komplexe Schaltungstechnik unter Hochfrequenz zu organisieren.
  • Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den weiteren Merkmalen der Unteransprüche.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand einer einzigen Figur dargestellt. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Heizsystems einer Heizeinheit mit drei elektrisch leitenden Flächenheizelementen, die über ein Anschlusskabel mit einem Schaltnetzteil bzw. Schaltnetzgerät in einem Schaltkasten verbunden ist.
  • Das Heizsystem 1 umfasst also in der Figur eine Heizeinheit 3 und die Heizeinheit 3 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform eine erstes elektrisch leitendes Flächenheizelement 3.1, ein zweites elektrisch leitendes Flächenheizelement 3.2 und eine drittes elektrisch leitendes Flächenheizelement 3.3, die in der vorliegenden Ausführungsform alle als eine elektrisch leitende Folie ausgebildet sind.. In anderen Ausführungsformen kann ein Heizsystem 1 mehrere Heizeinheiten 3 mit einer unterschiedlichen oder gleichen Anzahl elektrisch leitendenden Flächenheizelementen aufweisen. Die in der Figur dargestellte Anzahl der Heizeinheiten 3 und elektrisch leitenden Flächenheizelementen 3.1, 3.2, 3.3 ist rein beispielhaft gewählt. Das erste elektrisch leitende Flächenheizelement 3.1, das zweite elektrisch leitende Flächenheizelement 3.2 und das dritte elektrisch leitende Flächenheizelement 3.3 sind baugleich, so dass deren Aufbau nur anhand des ersten elektrisch leitenden Flächenheizelements 3.1 beschrieben wird.
  • Das erste elektrisch leitende Flächenheizelement 3.1 und somit auch die beiden weiteren elektrisch leitenden Flächenheizelemente der vorliegenden Ausführungsform und alle elektrisch leitenden Flächenheizelemente anderer Ausführungsformen ist aus einer thermoplastischen Matrix hergestellt, zum Beispiel aus Polyetherketonen, Poly-P-phenylensulfid, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Perfluor-Alkoxy-Polymer, Polyamid und/oder Polysulfon. Eine aus einem solchen Thermoplasten gebildete thermoplastische Matrix enthält Verstärkungsfasern, die elektrisch leitfähig sind. Solche elektrisch leitfähigen Verstärkungsfasern sind zum Beispiel Kohlenstofffasern, Metallfasern und/oder leitfähig dotierte thermoplastische Fasern.
  • Der Anteil der elektrisch leitfähigen Verstärkungsfasern in der thermoplastischen Matrix beträgt in der vorliegenden Ausführungsform zwischen 0,1 Gew.-% und 20 Gew.-%. In anderen Ausführungsformen kann der Anteil aber auch außerhalb dieses Größenbereichs liegen. Neben elektrisch leitfähigen Verstärkungsfasern ist in der thermoplastischen Matrix auch ein Anteil nicht-leitender Verstärkungsfasern integriert, zum Beispiel Glasfasern, Aramidfasern, Keramikfasern, Polyetherimidfasern, Polybenzoxazolfasern, Naturfasern und/oder Mischungen davon. Neben den elektrisch leitfähigen Verstärkungsfasern und den nicht elektrisch leitfähigen Fasern sind in der thermoplastischen Matrix auch bis zu 20 Gew.-% Additive enthalten. Solche Additive sind zum Beispiel Binder, tribologisch wirksame Zusätze, Zusätze für die Festigkeit, Schlagzähigkeit, Temperaturbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Abrasionsbeständigkeit und/oder elektrische Leitfähigkeit. Solche Additive haben zum Beispiel die Form von Fasern, Fibrillen, Fibriden, Pulpen, Pulvern, Nanopartikeln, Nanofasern und/oder Mischungen davon. Ein in der ersten elektrisch leitfähigen Folie 3.1 und somit in allen elektrisch leitfähigen Folien des erfindungsgemäßen Heizsystems 1 enthaltender Binder besteht zum Beispiel aus Verbindungen, die auf Basis von Polyacrylat, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyurethan, Harzen, Polyolefinen, aromatischen Polyamiden oder Copolymeren davon oder Mischungen davon aufgebaut sind.
  • Die elektrische Leitfähigkeit des ersten elektrisch leitenden Flächenheizelements 3.1 und somit aller elektrisch leitenden Flächenheizelemente des erfindungsgemäßen Heizsystems 1 wird bei einem vorgegeben Gewichtsanteil der leitfähigen Verstärkungsfasern durch Variation der Dichte der Folie eingestellt. Bei einer vorgegebenen Dichte des ersten elektrischen Flächenheizelements 3.1 und somit aller elektrischen Flächenheizelemente des erfindungsgemäßen Heizsystems 1 erfolgt die Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit durch Auswahl des Gewichtsanteils der elektrisch leitfähigen Verstärkungsfasern. Das erste, zweite und dritte elektrische Flächenheizelement 3.1, 3.2, 3.3 bildet jeweils bei angelegter elektrischer Spannung einen Flächenwiderstand, der Wärme abgibt.
  • Das erste, zweite und dritte elektrische Flächenheizelement 3.1, 3.2, 3.3 kann eine beliebige geometrische Form haben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die drei Flächenheizelemente rechteckig ausgebildet und haben eine sehr viel größere Länge als Breite. In der vorliegenden Ausführungsform sind die drei elektrischen Flächenheizelemente 3.1, 3.2, 3.3 geometrisch gleich ausgebildet. In anderen Ausführungsformen können die in einer Heizeinheit 3 zusammengefassten Flächenheizelemente jeweils eine individuelle geometrische Form haben, die sich von den anderen geometrischen Formen der anderen Flächenheizelemente unterscheidet. So kann die jeweils für ein elektrische Flächenheizelement gewählte geometrische Form an die baulichen Gegebenheiten angepasst sein. Neben bestimmten geometrischen Formen können auch unbestimmte geometrische Formen für die wenigstens ein elektrisches Flächenheizelement einer Heizeinheit 3 gewählt werden.
  • Das erste elektrische Flächenheizelement 3.1 und somit auch alle weiteren elektrischen Flächenheizelemente des erfindungsgemäßen Heizsystems 1 weist einen ersten Kontakt 5 und einen zweiten Kontakt 7 auf. Der erste Kontakt 5 bildet in der vorliegenden Ausführungsform eine Kontaktstelle 5.1 am Umfang des ersten elektrischen Flächenheizelements 3.1 und somit auch am Umfang des zweiten elektrischen Flächenheizelements 3.2, des dritten elektrischen Flächenheizelements 3.3 und jedes weiteren elektrischen Flächenheizelements des erfindungsgemäßen Heizsystems 1. Auch der zweite Kontakt 7 bildet am Umfang des ersten elektrischen Flächenheizelements 3.1 eine zweite Kontaktstelle 7.1 und somit auch an dem zweiten elektrischen Flächenheizelements 3.2, dem dritten elektrischen Flächenheizelements 3.3 und jedem weiteren elektrischen Flächenheizelements des erfindungsgemäßen Heizsystems 1. Die erste Kontaktstelle 5.1 des ersten Kontakts 5 bildet einen Anschluss für eine erste elektrische Leitung 5.2 und die zweite Kontaktstelle 7.1 des zweiten Kontakts 7 bildet einen Anschluss für eine zweite elektrische Leitung 7.2. Die erste Leitung 5.2 und die zweite Leitung 7.2 des ersten, zweiten und dritten elektrischen Flächenheizelements 3.1, 3.2, 3.3 der Heizeinheit 3 sind zu einem Anschlusskabel zusammengefasst und mit einem Schaltnetzteil 9 verbunden.
  • In anderen Ausführungsformen können die erste Kontaktstelle 5.1 und die zweite Kontaktstelle 7.1 auch an einer anderen Stelle des Umfangs des jeweiligen elektrischen Flächenheizelements 3.1, 3.2, 3.3 angeordnet sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Kontakt 5 und der zweite Kontakt 7 bahnförmig ausgebildet und erstrecken sich parallel zu zwei Längskanten des jeweiligen elektrisch leitenden Flächenheizelements 3.1, 3.2, 3.3. Auch Ausführungsformen mit kabelbasierten Flächenheizsystemen sind in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung umsetzbar.
  • Das Schaltnetzteil 9 ist in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit weiteren Schaltnetzteilen 9 für weitere Heizeinheiten 3, die nicht dargestellt sind, in einem Schaltkasten 11 angeordnet. In der Figur sind 16 Schaltnetzteile 9 im Schaltkasten 11 angeordnet. Der Schaltkasten 11 ist so bemessen, dass dieser die für die aktuelle Umgebung und die in dieser vorgesehenen Anzahl von Heizeinheiten 3 notwendige Anzahl von Schaltnetzteilen 9 geeignet ist. In größeren Bauwerken können auch mehrere Schaltschränke 11 vorgesehen sein, die jeweils Teilmengen von Schaltnetzteilen 9 aufnehmen. In der vorliegenden Ausführungsform ist an dem Schaltkasten 11 ein Funkempfänger 13 und ein Relais als Schalteinrichtung 15 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Anordnung des Funkempfängers 13 und der Schalteinrichtung 15 jeweils auf einer erste und zweiten Tragschiene 17.1, 17.2, die in der vorliegenden Ausführungsform als Hutschiene ausgebildet ist. Der Schaltkasten 11 weist zudem auch einen Kühlkörper (nicht dargestellt) für die Abführung der durch die betreffende Anzahl von Schaltnetzteilen 9 entstehende Verlustwärme abführt.
  • Der Funkempfänger 13 ist in der Lage, Steuersignale von Sendeeinheiten (nicht dargestellt) in den jeweiligen Räumen einer baulichen Einheit oder auch in Räumen unterschiedlicher baulicher Einheiten zu empfangen. Solche Sendeeinheiten können Funkthermostate, Fensterkontakte oder dergleichen sein. Die als den jeweiligen Schaltnetzteilen 9 vorgeschaltetes Relais ausgebildete Schalteinrichtung 15 wird von dem Funkempfänger 13 in Abhängigkeit von den empfangenen Steuersignalen geschaltet. Der Schaltkasten 11 kann auch in anderen Ausführungsformen nicht über den Funkempfänger 13 sondern kabelgebunden mit der Heizeinheit 3 oder einem der elektrischen Flächenheizelemente 3.1, 3.2, 3.3 verbunden sein. In der einfachsten Ausführungsform bildet die wenigstens eine Heizeinheit 3 bzw. das wenigstens eine elektrische Flächenheizelement 3.1, 3.2, 3.3 einen ungesteuerten Systemverbund.
  • Die Technik der Schaltnetzteile (SNT, Englisch SMPS) ist allgemein bekannt und wird hier daher nicht näher beschrieben.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizsystem
    3
    Heizeinheit
    3.1
    erstes elektrisches Flächenheizelement
    3.2
    zweites elektrisches Flächenheizelement
    3.3
    drittes elektrisches Flächenheizelement
    5
    erster Kontakt
    5.1
    erste Kontaktstelle
    5.2
    erste Leitung
    7
    zweiter Kontakt
    7.1
    zweite Kontaktstelle
    7.2
    zweite Leitung
    9
    Schaltnetzteil
    11
    Schaltkasten
    13
    Funkempfänger
    15
    Schalteinrichtung
    17.1
    erste Tragschiene
    17.2
    zweite Tragschiene

Claims (11)

  1. Heizsystem mit wenigstens einer Heizeinheit (3) mit wenigstens einem elektrisch leitenden Flächenheizelement (3.1; 3.2; 3.3), in das elektrische Kontakte (3; 7) integriert sind, und mit einer Spannungsquelle zum Anschluss an die Kontakte (3; 7), wobei das wenigstens eine elektrisch leitende Flächenheizelement (3.1; 3.2; 3.3) bei angelegter elektrischer Spannung einen Flächenwiderstand bildet, der Wärme abgibt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen der Spannungsquelle und den Anschlüssen der Kontakte (3; 7) ein Schaltnetzteil (9) zwischengeschaltet ist.
  2. Heizsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jedes Schaltnetzteil (9) einer Heizeinheit (3) zugeordnet ist.
  3. Heizsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jedes Schaltnetzteil (9) einem elektrischen Flächenheizelement (3.1; 3.2; 3.3) zugeordnet ist.
  4. Heizsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jedem Schaltnetzteil (9) ein Funkempfänger (13) und eine Schalteinrichtung (15) zugeordnet ist, wobei der Funkempfänger (13) Steuersignale von Sendeeinheiten empfangen kann und jeweils ein empfangenes Steuersignal die Schalteinrichtung (15) eines der Schaltnetzteile (9) steuert.
  5. Heizsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens einige der Schaltnetzteile (9) gemeinsam in einem Schaltkasten (11) angeordnet sind.
  6. Heizsystem nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schaltkasten (11) den Funkempfänger (13) umfasst.
  7. Heizsystem nach eine der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schaltkasten (11) die Schalteinrichtung (15) umfasst.
  8. Heizsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schaltkasten (11) eine erste Tragschiene (17.1) und eine zweite Tragschiene (17.2) aufweist.
  9. Heizsystem nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der ersten Tragschiene (17.1) der Funkempfänger (13) abgestützt ist und an der zweiten Tragschiene (17.2) die Schalteinrichtung (15) abgestützt ist.
  10. Heizsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schalteinrichtung (15) ein Relais ist.
  11. Heizsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jedes Schaltnetzteil (9) eine Netzspannung der Spannungsquelle auf eine sichere Schutzkleinspannung (SELV) transformiert.
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