EP4093147A2 - Elektrische flächenheizung mit einer nicht das heizen betreffenden zusatzfunktion, und betriebsverfahren - Google Patents

Elektrische flächenheizung mit einer nicht das heizen betreffenden zusatzfunktion, und betriebsverfahren Download PDF

Info

Publication number
EP4093147A2
EP4093147A2 EP22172128.5A EP22172128A EP4093147A2 EP 4093147 A2 EP4093147 A2 EP 4093147A2 EP 22172128 A EP22172128 A EP 22172128A EP 4093147 A2 EP4093147 A2 EP 4093147A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
function
heating component
control device
control unit
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
EP22172128.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4093147A3 (de
Inventor
Urs Hunziker
Maximilian Johannes WURMITZER
Karl Egger
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.)
Ke Kelit Kunststoffwerk GmbH
Original Assignee
Ke Kelit Kunststoffwerk 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 Ke Kelit Kunststoffwerk GmbH filed Critical Ke Kelit Kunststoffwerk GmbH
Publication of EP4093147A2 publication Critical patent/EP4093147A2/de
Publication of EP4093147A3 publication Critical patent/EP4093147A3/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0275—Heating of spaces, e.g. rooms, wardrobes
    • 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
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H05B3/86—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields the heating conductors being embedded in the transparent or reflecting material
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/014—Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/026—Heaters specially adapted for floor heating
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/03—Heaters specially adapted for heating hand held tools

Definitions

  • the invention relates to an electric surface heating for the construction sector with a heating component and a control device. Furthermore, the invention relates to a method for operating an electric panel heater. Furthermore, the invention relates to a method for producing the electric surface heating. In addition, the invention relates to the use of a control device which is integrated in an electric panel heater.
  • the invention can thus relate to the technical field of heating systems, in particular electrical panel heating systems.
  • Electric surface heating systems are known as surface resistance heating systems or systems based on heating cables.
  • conventional systems usually do not offer any additional functions apart from heating.
  • Keywords here are Internet of Things (IoT) and smart home.
  • the heating unit is configured to effect heating of the electrical heating component (based on the current of the power source), and the functional unit is configured (independently) to effect another function (in particular a digitizing function) (based on the current of the power source), wherein the other function has no heating.
  • a computer program product is described, which is configured when it is on a processor or Computer is operated to perform a method for operating an electric panel heater as described above.
  • control device which is integrated into an electric surface heating (in particular into a support structure of the eFH) for controlling and/or regulating a heating function and a further function, the further function having no heating.
  • an eFH can be understood in particular as a device which emits thermal energy when electrical energy is supplied to it.
  • the eFH is preferably flat, ie it has two main directions of extension (length direction x and width direction y).
  • An eFH can have a heating element, eg a heating wire, a heating cable, a heating foil, or a heating surface.
  • a heating wire e.g a heating wire, a heating cable, a heating foil, or a heating surface.
  • a heating cable is used as the heating element.
  • a heating cable in particular in a curved, more particularly meandering arrangement, can be fitted in a carrier material or embedded in the carrier material.
  • the carrier structure can be designed as a film, which can then be transported on rollers. To lay the eFH as a wall, ceiling or floor covering, the Rolls are then unrolled and fastened.
  • the installed eFH can be covered with a floor, eg parquet, or with wallpaper.
  • electric panel heating can be used in the construction sector, for example house construction and building construction.
  • An eFH can have a modular structure and have a number of heating components. In one example, the term "construction" does not include industrial or aviation applications.
  • carrier structure can be understood to mean a planar structure (e.g. in the form of a foil) which is suitable for acting as a carrier for a heating element (e.g. a heating cable).
  • the carrier structure has a carrier material in which a heating element can be embedded and/or on/on which a heating element can be arranged.
  • the carrier material can, for example, have at least one of the following materials: i) cut Styrofoam plates (or similar insulating material), ii) insulating elastomeric foams (or inorganic structured insulating materials as a substrate) with an insertion or fastening option for the heating element, iii) polymer clips, which either directly be mounted on the floor (similar to the clamps of warm water underfloor heating), iv) flat plastic plates/foils, which are structured by means of a deep-drawing process in such a way that heating elements can be inserted, v) heat spreaders (e.g. aluminum plates, bent in such a way that heating elements can be inserted ).
  • cut Styrofoam plates or similar insulating material
  • insulating elastomeric foams or inorganic structured insulating materials as a substrate
  • polymer clips which either directly be mounted on the floor (similar to the clamps of warm water underfloor heating)
  • a control device or control units can also be embedded or integrated in the support structure.
  • heating component may specifically refer to one or more heating elements.
  • heating component can refer to one or more heating elements, which can be combined as a module (or surface heating module).
  • a heating element or such a module can, for example, be specifically controlled/regulated by a control device.
  • a heating component can be distinguished from another heating component.
  • a heating component can particularly preferably be a module which is independent of other heating components can be controlled/regulated.
  • an eFH can (at least partially) have a modular structure, ie have a plurality of heating component modules.
  • a heating component can be, for example, a specific section of a heating element (eg heating cable) or a lattice structure made up of a plurality of rod-shaped heating elements.
  • a heating component can be a heating field (or heating zone) in a heating surface.
  • a heating component can be a partitioned or separable area.
  • a heating component can be arranged (also inseparably) together with other heating components in the same area (eg floor of a room), in which case each heating component can still be controlled/regulated independently of the other heating components.
  • a heating component can represent a surface heating module or be part of a surface heating module.
  • a surface heating module can also have a control device or control unit, in particular with the control device/control device being integrated into the surface heating module.
  • heating element can in particular refer to an element which is particularly suitable for dissipating heat to the environment when electrical energy is supplied.
  • a heating element can, for example, comprise a heating wire, a heating cable, a heating foil, or a heating surface.
  • a heating element can also be realized, for example, by a copper track or a carbon composite.
  • the term “heating cable” can refer to a cable which is particularly suitable for dissipating heat to the environment when energy is supplied in the form of electricity or when the cable is electrically contacted.
  • heating cable can also include heating wires and heating tapes.
  • the term “cable” can refer to an electrically conductive length conductor (or supply conductor).
  • the term “cable” can mean a stranded wire or a solid wire.
  • the electrically conductive linear conductor can be at least partially surrounded by an insulating material.
  • a cable can extend in a longitudinal direction x and, viewed in cross-section, have a width direction y and a height direction z. In the case of a round cable, the width direction and height direction can be essentially the same size. With a ribbon cable, the Width direction larger (in particular significantly larger) than the height direction.
  • control device can refer in particular to a device, e.g. a computer, a PLC (programmable logic controller), a computer system, a processor, which is suitable for controlling the energy supply to an electric surface heating or to control (and regulate) individual heating components.
  • energy supply can relate in particular to an electric energy supply (electricity from a power source).
  • the energy supply is realized by a power cable, which provides electricity to the electric surface heating or to the control device of the eFH.
  • the control device can be implemented in such a way that the amount of electrical energy provided to the eFH is controlled or regulated, e.g. by means of a control computer.
  • a plurality of energy supply lines are controlled by a computer system and readjusted during operation by means of a sensor network.
  • the control device can be set up in such a way that the amount of energy in an energy burst can be variably adjusted.
  • the control device can determine this amount of energy itself or can also have it specified (e.g. by a user or another control system).
  • control device can refer to a single device or a plurality of devices, each of which can be referred to as a "controller".
  • an eFH can have a control device which consists of a plurality of control units, each of which is assigned to a heating component (in particular is integrated into the respective heating component).
  • the control device can measure the local temperature of a heating component by means of a temperature sensor system (e.g. temperature sensor) and, if necessary, determine the current energy consumption.
  • the control device can be set up to provide a specific temperature characteristic(s) to a specific heating component.
  • heating unit can denote an area of the control device which is used for controlling/regulating the current of the power source responsible for the heating component. In this case, this energy supply is (essentially) used to provide heating power.
  • the term "functional unit” can in this case denote an area of the control device which (essentially) is not responsible for controlling/regulating the current of the current source with regard to the heating component.
  • the primary task of the functional unit can therefore be to provide at least one additional function.
  • this additional function is independent of the heating function of the heating unit.
  • the heating unit and the functional unit are implemented in the same processor and operate (substantially) independently of each other.
  • the heating unit and functional unit can be implemented in different processors.
  • the heating unit and the functional unit interact with one another, in particular in which case the functions can be dynamically coordinated.
  • a control unit can include both the heating unit and the functional unit.
  • one control unit has a heating function and another control unit has a functional unit. Embodiments of the further function will be discussed below.
  • the invention can be based on the idea that an electric surface heating can be provided, which provides an additional function independent of heating, in particular a digitization function, efficiently and in the long term if a control device is integrated in the eFH, which in addition to a heating unit operates a functional unit that is essentially independent of it.
  • a functional unit is integrated directly into a control device of the eFH.
  • Such a functional unit can be matched to the heating unit of the control device and can therefore be operated over the long term.
  • Updates and additional functions can be transferred to the functional unit in a simple and efficient manner (in particular by cable or radio), even if this is permanently installed with the eFH in the subsoil.
  • There is a high degree of design flexibility with regard to the additional function with this function being relevant for safe and efficient operation of the eFH.
  • an interaction with further digital components, in particular IoT components, of a building can be made possible.
  • a control device (controller) is used for the first time both for controlling a temperature profile and for a further (digitization) function.
  • the further function has at least one from the group consisting of: power supply, sensors, actuators, data transmission, data processing, electrical insulation, mechanical protection.
  • components or functions integrated in the control device e.g. power supply, electrical isolation, microprocessor system, embedded software, mechanical protection, etc.
  • components or functions integrated in the control device are used at least in part for an additional digitizing function.
  • the small thicknesses (e.g. 8 mm or less) of an eFH can make it difficult to embed electronics in a construction site-compliant manner.
  • the electronics can be provided with a solid protective cover, for example, which makes the eFH at least partially higher (e.g. higher than 8 mm).
  • the protective cover can preferably be removed before it is placed in assembly fluid/adhesive.
  • the communication includes the use of at least one from the group consisting of: separate cable, superimposition of mains voltage, bus system, analogue signal, radio signal, in particular one of WLAN, Bluetooth, BLE, WiFi, RFID, NFC, LoRaWAN, UWB.
  • This can have the advantage that tried and tested, standardized procedures can be implemented directly.
  • RFID radio-frequency identification
  • transmitter-receiver systems for the automatic and contact-free identification and localization of objects and living beings with radio waves.
  • NFC near field communication
  • RFID near field communication
  • UWB may refer to a radio technology that can use a very low power level for short-range, high-bandwidth communication over a large portion of the radio spectrum.
  • UWB can thus refer to a technology for transmitting information spread over a large bandwidth (> 500 MHz).
  • LoRaWAN Long Range wide area network
  • LoRaWAN Long Range wide area network
  • BLE refers to the Bluetooth Low Energy standard.
  • the position determination has at least one from the group consisting of: position triangulation, UWB, iBeacon, a plurality of positioning units.
  • the brand name iBeacon is a 2013 introduced, proprietary standard for indoor localization, based on Bluetooth Low Energy (BLE).
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • the principle is manufacturer-neutral: the system normally provided for battery operation can be operated in one exemplary embodiment by the power supply of the control device (the functional unit).
  • operation can also be switched off based on an additional criterion (e.g. to switch the zone to radiation-free).
  • the additional criterion can be a period of time, a (manual) configuration, a remote control signal, etc., for example.
  • the iBeacon can be mechanically protected (and in particular the installation height can be limited).
  • the functionality of the iBeacon principle is implemented by a software solution within the software of the control device (the functional unit).
  • control unit in particular the functional unit
  • the control unit is also configured to meet a safety criterion.
  • a safety criterion In particular at least one from the group consisting of: password protection, data encryption, user type differentiation, temperature function protection, security function, selective updating.
  • control unit in particular the functional unit
  • the control unit is configured to install and/or enable at least one additional function.
  • the additional function has at least one from the group consisting of: encryption mechanism, sensor evaluation, position determination, in particular direction of movement and/or speed of movement, radio communication, security protection, access protection, operational stability.
  • control device or the functional unit
  • Additional functions are only made possible by a subsequent software update or a subsequent activation.
  • the control device also has: an antenna, in particular a shield-free antenna or an antenna in a shield-free area of the eFH. More particularly, the antenna has at least one of the following features: capacitor coupling, insulation, residual current protection circuit. This can have the advantage that communication with the control device from the outside can be configured particularly efficiently and securely.
  • the electric surface heating also has: i) a first area with a first signal attenuation, and ii) a second area with a second signal attenuation.
  • the first signal attenuation is lower than the second signal attenuation.
  • control device also has: a transmission functionality and/or a reception functionality, the transmission functionality and/or the reception functionality being arranged in the first area.
  • a transmission functionality and/or a reception functionality the transmission functionality and/or the reception functionality being arranged in the first area. This can result in significantly improved signal transmission (communication), e.g. using RFID.
  • the installation of transmitter/receiver units in the eFH is provided in particular in a first area in which electromagnetic waves are only very weakly damped.
  • structures above eFH are preferably thin so that, for example, rapid heating properties come into their own.
  • materials can often be used that cause little damping in the critical frequency range. For example, the following materials essentially "let through" a WiFi signal: wood 95%, glass 75%, brick 70%, concrete 60%, sheetrock 50%. With regard to damping, wooden structures, for example, would be preferable to plasterboard.
  • control unit is configured to react (dynamically) to distortions of an electromagnetic field.
  • the reaction includes at least one from the group consisting of: detecting, learning, determining measured variables, in particular using these measured variables to determine position. This can have the advantage of ensuring continuous operation even with electromagnetic distortions.
  • an eFH is transmitting underground and the interference is an applied object such as an iron plate (or capacitive attenuation of a field by an object such as a shoe).
  • control device is configured to implement a blockchain algorithm and/or an artificial intelligence algorithm.
  • data security can be increased, or a continuous development process (by learning) of the control/regulation can be achieved.
  • positioning can be improved using artificial intelligence methods, or versions of the system software can be validated using blockchain mechanisms.
  • the electric surface heating also has a feedback device, which is set up to output an acoustic (in particular sound or infrasound) and/or haptic signal (to a user).
  • the feedback device has at least one from the group consisting of: exciter, shaker, bone conducting transducer, handy shaker, bass exciter, loudspeaker (for transmission of structure-borne noise). This can have the advantage that a user is immediately informed about relevant events.
  • the electric surface heating also has: a further heating component, wherein the at least one control device is coupled to the heating component and to the further heating component, and wherein the at least one control device is configured to control and/or to control the heating component according to a first temperature characteristic regulate, and, independently of controlling and/or regulating the further heating component according to a second temperature characteristic, wherein the first temperature characteristic is different from the second temperature characteristic.
  • a further heating component wherein the at least one control device is coupled to the heating component and to the further heating component, and wherein the at least one control device is configured to control and/or to control the heating component according to a first temperature characteristic regulate, and, independently of controlling and/or regulating the further heating component according to a second temperature characteristic, wherein the first temperature characteristic is different from the second temperature characteristic.
  • a temperature characteristic can in particular refer to specific temperature-indicative parameters.
  • a temperature characteristic may be a thermal profile providing desired temperatures at a specific time at a specific location. Parameters for this can in particular include thermal conductance values and heat capacity.
  • a first controller of a first heating component includes a first thermostat, while a second controller of a second heating component includes a second thermostat. Even if the thermostat should be the same in both cases, completely independent control is still possible. Differences in the temperature characteristics can arise, for example, if a styrofoam plate is placed on one of the heating components and the corresponding thermostat then specifies a different temperature profile (a different amount of energy).
  • first control unit and the second control unit are spatially spaced apart from one another.
  • a first control unit is coupled/installed with a first heating component
  • a second control unit is coupled/installed with a second heating component.
  • each control unit has a heating unit and a functional unit. In a further example, one control unit has a heating unit and another control unit has a functional unit.
  • the first control unit is set up to at least partially carry out the second function of the second control unit (in particular if the second function cannot be carried out at least temporarily by means of the second control unit) and/or the second
  • the control unit is set up to at least partially carry out the first function of the first control unit (in particular if the first function cannot be carried out at least temporarily by means of the first control unit).
  • the function can be the heating function or the other function.
  • measured values from one control unit are passed on to another control unit (in the heating surface).
  • a second control unit can thus monitor the first control unit and, in the event of a malfunction, intervene in the control of the energy supply.
  • they can switch off a control unit to be on the safe side or take over its function (redundancy).
  • control unit controls only every second (or more) field. In this way, simpler redundancy monitoring can be implemented, or switching off a defective control unit is easier for the entire heating system to cope with.
  • the first function and/or the second function is at least one from the group consisting of: providing heating power, reducing heating power, switching off heating power, compensating for heating power, providing a signal, switching on at least one heating component, additional function (as above Are defined).
  • a redundant heating function can be achieved by a plurality of control units, with at least one other control unit being able to take over additional functions if one control unit fails.
  • By coupling a number of control units redundancy with regard to operational reliability and/or availability can thus be achieved.
  • directly adjacent heating components fields can be controlled by different control units.
  • the first control unit is configured to forward (or receive) temperature characteristic-associated information to the second control unit and/or an external device.
  • the second control unit configures the temperature characteristic-associated information to forward (or receive) to the first control unit and/or the external device.
  • control unit/control device can create a suitable temperature profile for each heating component field (or also continuously adapt this) and thus control the temperature of a field in a targeted manner.
  • the heating component has at least a first electrical heating element, in particular a heating cable or a heating rod.
  • the further heating component has at least one second electrical heating element, in particular a heating cable or a heating rod.
  • the electric surface heating also has: a heating area in which at least one heating component (or heating element) is arranged, and a free area in which no heating component (or heating element) is arranged.
  • an extent of the free area in a main direction of extent (along the X and Y axis) of the electric surface heating is 1 cm or more, in particular 2 cm or more, further in particular 3 cm or more.
  • heating area can in particular refer to an area within an electric surface heating system which has an electric heating component and is therefore not suitable for being processed (in particular drilled through).
  • a heating cable is embedded in a support structure of the electric surface heating.
  • the probability of damaging the heating component e.g. the heating cable, the heating foil
  • the heating area underneath e.g. through the support structure of the electric surface heating
  • This probability can be so increased in the heating area that a person skilled in the art advises against piercing because the risk of damage is too great.
  • heating area refers in one example not only to the heating component itself, but also to the surrounding area around the heating component in which machining or piercing would generally not be carried out, precisely because safety is at risk.
  • heating area of an electric surface heating is defined or documented.
  • the term "free area" can in particular refer to an area within an electric surface heating system which has no electric heating component or no heating element and is therefore suitable for being processed (in particular drilled through).
  • no heating cable is embedded in an area of the support structure of the electric surface heating.
  • a heating foil has free areas without a heating function.
  • heating foil sections are used as heating areas, between which free areas are then left.
  • the free area can have appropriate dimensions so that drilling through non-transparent covering material and the free area underneath is possible without risk.
  • the size of the free area can be selected in such a way that the probability of missing the free area when drilling becomes negligibly small.
  • a plurality of the electrical heating elements are (essentially) rod-shaped and arranged as an array (in particular as a lattice structure).
  • the electrical heating elements arranged as a lattice structure form the heating area and the free area is formed between the heating elements of the lattice structure.
  • the electrical heating elements form a lattice structure ("grid") as an array.
  • a lattice structure can be an arrangement of rod-shaped or elongated (heating) elements at regular or even intervals.
  • the electrical heating component can be constructed by an array of interconnected (semi-rigid) heating elements in the form of rods. These rods are arranged, for example, as a grid (lattice structure). Due to their rigidity, the rods form a carrier material and, on the other hand, can also be electrically semiconductive or conductive and thus form the heating component.
  • the rod-shaped heating elements (of the array) are immersed or coated in a liquid that forms the heating element (e.g. paint with copper or carbon particles).
  • a liquid that forms the heating element e.g. paint with copper or carbon particles.
  • Special variants of this configuration use one of the known materials with a temperature-limiting effect for the coating.
  • This temperature limitation is to be distinguished from so-called self-limiting heating cables, which achieve temperature limitation through the thermistor or PTC effect, with an increase in temperature leading to an increase in resistance and thus a reduction in energy.
  • the electrical heating elements arranged as a lattice structure form the heating area and the free area is formed between the heating elements of the lattice structure.
  • This can have the advantage that an efficient and robust surface heating is provided, the free areas of which can be clearly defined.
  • the interior spaces of the grid or the grid structure can be used as free areas, but on the other hand, additional free areas can also be realized.
  • the heating system is implemented in a further embodiment using an insulating base material, to which conductive copper or carbon has been applied as a heating medium and structured accordingly.
  • This application can take place by printing, laminating copper tracks, plasma coating, etching and/or vapor deposition and/or this application can be structured.
  • the electric surface heating also has: a support structure, which is formed along two main extension directions (x, y) and spans a support plane, with at least a section of the first heating component and/or the second heating component on and/or in the support structure is arranged.
  • a support structure which is formed along two main extension directions (x, y) and spans a support plane, with at least a section of the first heating component and/or the second heating component on and/or in the support structure is arranged.
  • control device is integrated or embedded in the carrier structure.
  • This can have the advantage that the eFH can be constructed in a particularly compact manner.
  • the control device can thus be laid and operated directly with the eFH in the construction area. This can also save workload.
  • control device is integrated into a connecting element or a connection element of the eFH.
  • the carrier structure is designed as a film web.
  • heating areas and free areas are arranged alternately (in particular transversely) to the film web.
  • the electric surface heating can be laid cost-effectively and efficiently, with the heating components (and the free areas) being able to be clearly defined.
  • heating areas e.g. a heating foil
  • free areas can be arranged alternately on a rollable film web.
  • the electric surface heating (at least partially) (in particular at least one from the group consisting of: the first heating component, the second heating component, the control device) has a thickness (z) of 8 mm or less, in particular 6 mm or less, more particularly 5 mm or less. This advantageously results in a particularly small structural height.
  • the electric surface heating has, at least in sections, 10 or more, in particular 20 or more, further in particular 40 or more, free areas, in particular recesses, per square meter.
  • the heating components of the eFH can be designed in such a way that they have a plurality of cut-outs which are larger than 1 cm in the x and y direction, preferably larger than 2 cm, particularly preferably greater than 3 cm.
  • assembly fluid can pass through these openings and thus form a stable connection between the subfloor and the top covering after the mounting fluid has hardened (in certain cases, the mounting fluid can also form the top covering immediately after hardening (poured floor)).
  • control device is configured to integrate the control and/or regulation of at least one from the group consisting of: trailing edge control, phase control, pulse width modulation, voltage control, energy surge overvoltage, phase packet control.
  • control and/or regulation of at least one from the group consisting of: trailing edge control, phase control, pulse width modulation, voltage control, energy surge overvoltage, phase packet control.
  • the heater output will decrease as the temperature increases continuously reduced, the control unit ensures the maximum temperature by means of a regulation.
  • the electrical energy supplied to a field is controlled in a suitable manner.
  • leading edge or trailing edge methods can be used, since a heating field essentially represents a pure resistance (without large induction or capacitance coefficients).
  • power can be controlled via phase packets.
  • the power supply for a heating element is switched on and off again for a specific number of mains half-waves.
  • the performance control is achieved from the ratio of free and blocked time. This can have the advantage that essentially only voltages and no currents have to be switched, which in turn leads to better EMC values.
  • pulse width modulation PWM
  • voltage control power variation through voltage variation
  • boost overvoltage energy surge
  • control device is configured to process information associated with temperature characteristics (in particular to receive, detect or forward this information).
  • a control device e.g. by means of a temperature sensor
  • the information may be provided by another controller or an external temperature sensor.
  • a reading (of each individual heating component or as average values over heating component areas) can be provided to a receiver external to the heating surface. This can allow an external entity to perform consumption logging, statistics and monitoring functions.
  • the temperature characteristic-associated information has at least one from the group consisting of: measured value, desired value, temperature per heating component, average temperature of a plurality of heating components, power per heating component, average power of a plurality of heating components, energy per heating component, average energy of a plurality of heating components.
  • the electric surface heating is configured to continuously supply the control device (in particular the functional unit) with current from the power source (even if no heating function is being carried out). This can have the advantage that the additional function can be executed continuously, even if the eFH is not in heating mode.
  • the temperature control is performed by the control unit and not by the power supply lines.
  • the combination of the two forms of control is also possible, with the control device (in principle) never being completely and for long periods without a power supply.
  • the permanent supply of the control device with operating voltage can make it possible for historical data on the field temperatures and their different profiles to be recorded and transmitted to a receiver outside the eFH.
  • permanent self-learning mechanisms and auto-calibration (in particular for different resistance values) of the fields outside of the heating period can be possible.
  • control device also has an operating mode which enables at least one from the group consisting of configuring, teaching, identifying, software updating, commissioning.
  • control device is operated in two different modes: on the one hand the normal mode, in which the normal heating function is active, and on the other hand a maintenance mode in which at least one of the following activities is possible: configuration, teaching, identification, software update, commissioning.
  • Switching to this second operating mode can be limited both in terms of time and with regard to the group of users. For example, it may only be possible to switch on this second operating mode for a certain time after the power supply has been switched on, or it may require special access rights and/or mechanisms.
  • the heating component (and/or the associated control unit) and/or the further heating component (and/or the associated control unit) is a unique Identification associated, wherein the unique identifier is associated with the spatial position.
  • control device is configured to receive a voltage from the power source (mains voltage, or also low voltage direct current), which can have a positive polarity and a negative polarity.
  • the positive polarity can be used to heat the electrical heating component and the negative polarity can be used to power the controller to perform the further function.
  • the positive polarity can be used to heat the electrical heating component and the negative polarity can be used to power the controller to perform the further function.
  • the different polarities are half waves of an AC voltage. More particularly, the control device is also powered in the heating polarity.
  • heating unit and functional unit can be supplied with energy in a simple manner essentially at the same time and yet independently of one another.
  • the total amount of heating energy can be externally controlled via a total heating thermostat, while the safety electronics to prevent overheating and for additional functions are always supplied with power.
  • the polarity can be switched.
  • the method includes: creating a digital map of the heating component (and/or the associated control unit) and at least one further heating component (and/or the associated control unit), in particular a surface heating module and at least one further surface heating module.
  • software creates a digital map of the installed eFH (modules), in particular taking into account IDs of the control units, the position of the control units in a module, and/or a form of position triangulation.
  • Mechanisms of position determination based on electromagnetic waves can be used, for example, to determine which side a neighboring module can attach to.
  • the fact can be evaluated that neighboring modules are mounted without a large distance and not overlapping. Knowledge of the positioning of the control units can also be used.
  • control device has a self-learning algorithm, on the basis of which the controlling and/or regulating (in particular with regard to the further function) is adapted.
  • the method also includes: encapsulating the electrical surface heating at least partially with an assembly fluid, in particular after removing the mechanical cover. This can have the advantage that cost-efficient and stable laying is made possible.
  • Surface heating modules can be laid out and connected to each other, whereby these can contain other building materials such as insulation, protection against footsteps (during the construction period) or carrying/assembly aids.
  • the control unit is protected by a mechanical cover and this is only removed after deployment at the destination. Because of this Removing the protective cap directly before pouring the monthly fluid protects the control unit from structural damage.
  • a surface heating in contrast to self-limiting heating cables, a surface heating is implemented, which is divided into a large number of small zones (heating components, surface heating modules) and the power of each of these zones can be controlled or regulated individually by means of a control device (control device, control unit). can.
  • a control device control device, control unit
  • Even short-term changes in objects on the heating surface or the covering over the heating surface can be compensated in this way.
  • a fluffy piece of cloth on a floor can represent thermal insulation, so that with constant power output in the floor, the heating can be too great for sensitive materials. The same problem is more evident with a baby or toddler lying on the floor.
  • individual heating component fields can measure how much energy flow they achieve. When placed almost directly in air, with constant heat flux, the temperature rises rapidly. If a thick stone is placed on the eFH, heat is stored, recognizable by the delayed rise in temperature. This can be recognized by learning effects, and it can thus be made dynamic. It is possible to react to electricity price and weather forecasts in such a way that cheap energy or rising, increased or reduced outside temperatures are reacted to either directly or via a storage medium.
  • FIG 1 shows a plan view of an electric surface heating (eFH) 100 for laying in the construction area according to an embodiment of the invention.
  • the electric surface heating 100 has a modular structure and has a heating component 110 with a first heating element (heating cable) 111 and a further heating component 120 with a second heating element (heating cable) 121 .
  • the eFH 100 has a carrier structure 130, which is formed along two main directions of extent x, y and thereby spans a carrier plane TE.
  • the heating cables 111, 121 are arranged or embedded in a curved (meandering) manner in the carrier material of the carrier structure 130, which is designed as a carrier foil.
  • the electric surface heating 100 also has: a heating area 102 in which heating elements 111, 121 are arranged, and a free area 104 in which the heating elements 111, 121 are not arranged.
  • the latter serves, for example, as a free zone, for example to drill holes if the electric surface heating 100 is covered by a floor or wallpaper and is no longer visible.
  • the electric surface heating 100 has a first surface heating module 115 (first zone), in which the first heating component 110 (first field) is arranged, and a second surface heating module 125 (second zone), in which the second heating component 120 (second field) is arranged . Both surface heating modules 115, 125 are connected to one another via a connecting element 160.
  • a control device 150 is integrated into the eFH 100, integrated into the connecting element 160 in the example shown.
  • the control device 150 is integrated or embedded in the carrier structure 130 .
  • the control device 150 is coupled (electrically connected) to the heating component 110 and to the further heating component 120 .
  • the control device 150 is configured to control and/or regulate the heating component 110 according to a first temperature characteristic and, independently of this, to control and/or regulate the further heating component 120 according to a second temperature characteristic, the first temperature characteristic being different from the second temperature characteristic is.
  • control device 150 has a heating unit and a functional unit (not shown), the heating unit being responsible for the heating function described, while the functional unit fulfills a further function which is not heating.
  • the other function can be used in the same way as described for the heating function.
  • the further function can be applied to the first surface heating module 115 and the second surface heating module 125 independently of one another.
  • figure 3 shows a plan view of an electric surface heating 100 for installation in the construction sector according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • a plurality of panel heating modules 115, 125 with respective heating components 110, 120 are laid on a floor, with corners left out. It is shown that a corresponding control unit 150 is integrated into each panel heating module.
  • each of the modules can be controlled/regulated individually according to a respective temperature characteristic and/or respective additional function.
  • FIG 4 shows a plan view of an electric panel heater 100 as a heating foil 170 according to an embodiment of the invention.
  • a plurality of heating areas 102 and a plurality of free areas 104 are arranged alternately.
  • the carrier structure 130 is designed as a film web in the length direction x and the plurality of free areas 104 are arranged transversely to the film web in the width direction y.
  • Length conductors 171, 172 (or supply conductors) are arranged along the film web (and also embedded in and/or arranged on the support structure 130) and supply the heating areas 102 with electrical energy.
  • each heating area 102 is as a surface heating module 115, 125 configured, each having a heating component 110, 120 and a control unit 151, 152.
  • figure 5 shows a top view of an electric panel heater 100 as a heating foil according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • the structure is similar to figure 4 , but the free area 104, the heating area 102, and also the length conductors 171, 172 are arranged in a wavy manner.
  • FIG 6 shows a plan view of an electric panel heater 100 as a lattice structure 180 according to an embodiment of the invention.
  • the eFH 100 has a plurality of electrical heating elements 181 which are essentially rod-shaped. This arrangement is implemented as an array in such a way that the rod-shaped electrical heating elements 181 form the lattice structure 180 .
  • the electrical heating elements 181 arranged as a lattice structure 180 themselves form the heating area 102 , while the free areas 104 are each formed between the rod-shaped heating elements 181 of the lattice structure 180 .
  • Defined along the heating elements 181 are heating components 110, 120 which are coupled to a plurality of control units 150 and temperature sensors 182, respectively.
  • a unit (module) of heating components 110, 120 and associated control units 150 can be referred to as a surface heating module 115, 125.

Landscapes

  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Es wird eine elektrische Flächenheizung (100) zum Verlegen im Baubereich beschrieben, wobei die elektrische Flächenheizung (100) aufweist:
i) eine elektrische Heizkomponente (110), und
ii) zumindest eine Steuervorrichtung (150), welche an die elektrische Heizkomponente (110) gekoppelt ist und mit einer Stromquelle (191) koppelbar ist, wobei die Steuervorrichtung (150) eingerichtet ist, die elektrische Heizkomponente (110) zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Steuervorrichtung (150) aufweist:
iia) eine Heizeinheit, und
iib) eine Funktionseinheit.

Die Heizeinheit ist konfiguriert, ein Heizen der elektrischen Heizkomponente (110) zu bewirken, und die Funktionseinheit ist konfiguriert, eine weitere Funktion zu bewirken, wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Flächenheizung für den Baubereich mit einer Heizkomponente und einer Steuervorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Flächenheizung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der elektrischen Flächenheizung. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Verwenden einer Steuervorrichtung, welche in einer elektrischen Flächenheizung integriert ist.
  • Die Erfindung kann sich somit auf das technische Gebiet von Heizsystemen, insbesondere elektrischen Flächenheiz-Systemen, beziehen.
    • Technischer Hintergrund
  • Elektrische Flächenheizungen (eFH) sind als flächige Widerstandsheizungen oder heizkabelbasierende Systeme bekannt. Gewöhnlich bieten konventionelle Systeme aber neben dem Heizen keine Zusatzfunktionen. Dies kann jedoch wünschenswert sein, wenn man die technische Entwicklung, insbesondere hin zu Digitalisierungsfunktionen, betrachtet. Als Stichworte seien an dieser Stelle Internet-of-Things (IoT) und smart home genannt.
  • Bei Digitalisierungsfunktionen in einem Untergrund (Boden oder in Wänden) kann aber ein Versorgungsproblem der elektronischen Komponenten (z.B. IoT-Komponenten) bestehen, insbesondere, wenn davon mehrere pro Fläche betrieben werden. Diese Problematik kann zwar zur Bauzeit geplant und integriert werden, hat aber den Nachteil, dass es derzeit keine langfristig unterstützten (IoT-) Komponenten bzw. Plattformen gibt, welche bereits in der Bauphase eingebaut und dann auch langfristig betrieben werden können.
  • Konventionell wird daher eine Digitalisierungsfunktion (z.B. IoT-Integration) zu einem späteren Zeitpunkt realisiert. Dadurch ergibt sich aber offensichtlich der Nachteil, dass beträchtliche Baumaßnahmen notwendig werden, wie z.B. Wände neu verputzen, Boden neu verlegen, etc.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Flächenheizung bereitzustellen, welche eine vom Heizen unabhängige Zusatzfunktion, insbesondere eine Digitalisierungsfunktion, effizient und langfristig bereitstellt.
  • Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Flächenheizung zum Verlegen im Baubereich beschrieben, wobei die elektrische Flächenheizung aufweist:
    1. i) eine elektrische Heizkomponente (z.B. ein Heizkabel), und
    2. ii) (zumindest) eine Steuervorrichtung, welche an die elektrische Heizkomponente gekoppelt ist und mit einer Stromquelle (z.B. eine Steckdose oder eine Batterie/ein Akkumulator) koppelbar ist, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die elektrische Heizkomponente zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Steuervorrichtung aufweist:
      • iia) eine Heizeinheit, und
      • iib) eine Funktionseinheit.
  • Die Heizeinheit ist konfiguriert, ein Heizen der elektrischen Heizkomponente (basierend auf dem Strom der Stromquelle) zu bewirken, und die Funktionseinheit ist konfiguriert, (unabhängig hiervon) eine weitere Funktion (insbesondere eine Digitalisierungsfunktion) zu bewirken (basierend auf Strom der Stromquelle), wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Flächenheizung (insbesondere wie oben ausgeführt) beschrieben. Das Verfahren aufweisend:
    1. i) Heizen der elektrischen Heizkomponente mittels der Heizeinheit basierend auf Strom der Stromquelle; und, unabhängig davon,
    2. ii) Ausführen der weiteren Funktion mittels der Funktionseinheit basierend auf Strom der Stromquelle, wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogramm Produkt beschrieben, welches konfiguriert ist, wenn es an einem Prozessor oder Computer, betrieben wird, ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Flächenheizung wie oben beschrieben auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Flächenheizung (insbesondere wie oben beschrieben) bereitgestellt. Das Verfahren aufweisend:
    1. i) Bereitstellen der Steuervorrichtung, welche mittels einer mechanischen Abdeckung geschützt ist,
    2. ii) Verlegen eines ersten Flächenheizmoduls, welches eine/die Heizkomponente aufweist,
    3. iii) Verlegen eines zweiten Flächenheizmoduls, welches eine weitere Heizkomponente aufweist, und
      Montieren der geschützten Steuervorrichtung und danach Entfernen der mechanischen Abdeckung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verwenden beschrieben einer Steuervorrichtung, welche in eine elektrische Flächenheizung integriert ist (insbesondere in eine Trägerstruktur der eFH), zum Steuern und/oder Regeln einer Heizfunktion und einer weiteren Funktion, wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.
  • Im Rahmen dieses Dokuments kann unter dem Begriff "elektrische Flächenheizung" (eFH) insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche Wärmeenergie abgibt, wenn ihr elektrische Energie zugeführt wird. Bevorzugt ist die eFH flächig ausgebildet, weist also zwei Haupterstreckungsrichtungen (Längenrichtung x und Breitenrichtung y) auf. Eine eFH kann ein Heizelement aufweisen, z.B. einen Heizdraht, ein Heizkabel, eine Heizfolie, oder eine Heizfläche. In einem einfachen Ausführungsbeispiel kann eine eFH durch einen flächig angeordneten Heizdraht realisiert werden, welcher von Strom durchflossen wird, so dass er sich erwärmt und entsprechend Wärme an die Umgebung abgibt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Heizkabel als Heizelement verwendet. Dieses kann an oder in einem Trägermaterial einer Trägerstruktur (beispielsweise einer Trägerfolie) angeordnet sein. In einem bevorzugten Beispiel kann ein Heizkabel, insbesondere in gebogener, weiter insbesondere mäandrierender Anordnung, in einem Trägermaterial angebracht oder in dem Trägermaterial eingebettet sein. Beispielsweise kann die Trägerstruktur als Folie ausgebildet sein, welche dann auf Rollen transportierbar ist. Zum Verlegen der eFH als Wand-, Decken- oder Bodenbelag können die Rollen dann ausgerollt und befestigt werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die verlegte eFH mit einem Fussboden, z.B. Parkett, oder mit einer Tapete bedeckt werden. Insbesondere können elektrische Flächenheizungen im Baubereich, z.B. Hausbau und Gebäudebau, verwendet werden. Eine eFH kann modulartig aufgebaut sein und eine Mehrzahl von Heizkomponenten aufweisen. In einem Beispiel umfasst der Begriff "Baubereich" keine Industrie oder Aviatik Anwendungen.
  • Im Rahmen dieses Dokuments kann unter dem Begriff "Trägerstruktur" eine flächige Struktur (z.B. in Form einer Folie) verstanden werden, welche geeignet ist als Träger für ein Heizelement (z.B. ein Heizkabel) zu fungieren. Die Trägerstruktur weist ein Trägermaterial auf, in welches ein Heizelement eingebettet werden kann und/oder auf/an welchem ein Heizelement angeordnet werden kann. Das Trägermaterial kann beispielsweise zumindest eines der folgenden Materialien aufweisen: i) geschnittene Styroporplatten (oder ähnliches Isoliermaterial), ii) isolierende Elastomerschäume (oder anorganische strukturierte Isolationsmaterialien als Untergrund) mit einer Einlege- oder Befestigungsmöglichkeit für das Heizelement, iii) Polymerklammern, welche entweder direkt am Boden montiert werden (analog Klammern von Warmwasserbodenheizungen), iv) flächige Kunststoff-Platten/-Folien, welche mittels eines Tiefziehprozesses derart strukturiert sind, dass sich Heizelemente einlegen lassen, v) Heatspreader (z.B. Aluminiumplatten, derart gebogen, dass Heizelemente eingelegt werden können). Ferner eignen sich z.B. folienartige und gitterartige Trägerstrukturen, auf denen ein Heizelement befestigt werden kann (und die allenfalls als Rollenware transportiert werden können). Neben Heizkomponenten/Heizelementen kann auch eine Steuervorrichtung (bzw. Steuereinheiten) in der Trägerstruktur eingebettet bzw. integriert sein.
  • Der Begriff "Heizkomponente" (oder Feld, Modul) kann sich im Rahmen dieses Dokuments insbesondere auf ein oder mehr Heizelemente beziehen. Weiter insbesondere kann sich der Begriff "Heizkomponente" auf ein oder mehr Heizelemente beziehen, welche als Modul (bzw. Flächenheizmodul) zusammenfassen lassen. Ein solches Heizelement bzw. ein solches Modul kann beispielsweise gezielt von einer Steuervorrichtung gesteuert/geregelt werden. Insbesondere ist eine solche Heizkomponente von einer weiteren Heizkomponente abgrenzbar. Besonders bevorzugt kann eine Heizkomponente ein Modul sein, welches unabhängig von anderen Heizkomponenten gesteuert/geregelt werden kann. Hierbei kann eine eFH (zumindest teilweise) modulartig aufgebaut sein, also eine Mehrzahl von Heizkomponenten Modulen aufweisen. Eine Heizkomponente kann z.B. ein bestimmter Abschnitt eines Heizelements (z.B. Heizkabel) sein oder auch eine Gitterstruktur aus einer Mehrzahl von stabförmigen Heizelementen. In einem Beispiel kann eine Heizkomponente ein Heizfeld (bzw. eine Heiz-Zone) in einer Heizfläche sein. Eine Heizkomponente kann ein abgetrennter oder abtrennbarer Bereich sein. In einem anderen Beispiel kann eine Heizkomponente zusammen mit weiteren Heizkomponenten in demselben Bereich (z.B. Fussboden eines Zimmers) (auch untrennbar) angeordnet sein, wobei dann aber jede Heizkomponente dennoch unabhängig von den anderen Heizkomponente gesteuert/geregelt werden kann. Eine Heizkomponente kann ein Flächenheizmodul darstellen oder Teil eines Flächenheizmoduls sein.
  • Ein Flächenheizmodul kann neben der Heizkomponente auch eine Steuervorrichtung oder Steuereinheit aufweisen, insbesondere wobei die Steuervorrichtung/Steuereinrichtung in das Flächenheizmodul integriert ist.
  • Der Begriff "Heizelement" kann sich im Rahmen dieses Dokuments insbesondere auf ein Element beziehen, welches besonders dafür geeignet ist, bei elektrischer Energie-Zufuhr Wärme an die Umgebung abzugeben. Ein Heizelement kann z.B. einen Heizdraht, ein Heizkabel, eine Heizfolie, oder eine Heizfläche umfassen. Auch kann ein Heizelement z.B. durch eine Kupferbahn oder einen Kohlenstoffverbund realisiert werden. Der Begriff "Heizkabel" kann sich in diesem Dokument auf ein Kabel beziehen, welches besonders dafür geeignet ist, Wärme an die Umgebung abzugeben, wenn Energie in Form von Strom zugeführt wird, bzw. wenn das Kabel elektrisch kontaktiert ist. Im Rahmen dieses Dokuments kann der Begriff "Heizkabel" auch Heizdrähte und Heizbänder umfassen.
  • Im Rahmen dieses Dokuments kann der Begriff "Kabel" einen elektrisch leitfähigen Längenleiter (bzw. Versorgungsleiter) bezeichnen. Der Begriff "Kabel" kann eine Litze oder einen Volleiter bezeichnen. Insbesondere kann der elektrisch leitfähige Längenleiter zumindest teilweise mit einem Isoliermaterial umgeben sein. Ein Kabel kann sich in einer Längsrichtung x erstrecken und, im Querschnitt gesehen, eine Breitenrichtung y und eine Höhenrichtung z aufweisen. Bei einem Rundkabel können Breitenrichtung und Höhenrichtung im Wesentlichen gleich groß sein. Bei einem Flachband-Kabel kann die Breitenrichtung größer (insbesondere deutlich größer) als die Höhenrichtung sein.
  • Der Begriff "Steuervorrichtung" kann sich in diesem Dokument insbesondere auf eine Vorrichtung, z.B. einen Computer, eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung), ein Computersystem, einen Prozessor, beziehen, welcher/welches geeignet ist, die Energie-Zufuhr zu einer elektrischen Flächenheizung bzw. zu einzelnen Heizkomponenten zu steuern (und zu regeln). Im Falle einer elektrischen Flächenheizung kann sich der Begriff "Energie-Zufuhr" insbesondere auf eine elektrische Energieversorgung (Strom aus einer Stromquelle) beziehen. In einem einfachen Ausführungsbeispiel wird die Energie-Zufuhr durch ein Stromkabel realisiert, welches elektrischen Strom an die elektrische Flächenheizung, bzw. an die Steuervorrichtung der eFH bereitstellt. Die Steuervorrichtung kann hierbei derart implementiert werden, dass die Menge an elektrischer Energie, welche der eFH bereitgestellt wird, z.B. mittels eines Steuercomputers, gesteuert bzw. geregelt wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden eine Mehrzahl von Energie-Zufuhr Leitungen von einem Computersystem gesteuert und mittels eines Sensornetzwerks während des Betriebs nachgeregelt. In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung derart eingerichtet sein, dass die Energie-Menge eines Energiestosses variabel einstellbar ist. Insbesondere kann die Steuervorrichtung diese Energie-Menge selbst bestimmen oder auch vorgegeben bekommen (z.B. von einem Benutzer oder einem weiteren Steuersystem).
  • Der Begriff "Steuervorrichtung" kann ein einzelnes Gerät bezeichnen oder auch eine Mehrzahl von Geräten, von denen jedes einzelne als "Steuereinheit" bezeichnet werden kann. In einem exemplarischen Beispiel kann eine eFH eine Steuervorrichtung aufweisen, welche aus einer Mehrzahl von Steuereinheiten besteht, von denen jede einer Heizkomponente zugeordnet ist (insbesondere in die jeweilige Heizkomponente integriert ist). Die Steuervorrichtung kann in einem Beispiel mittels einer Temperatursensorik (z.B. Temperaturfühler) die lokale Temperatur einer Heizkomponente messen und allenfalls den aktuellen Energieverbrauch bestimmen. Ferner kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, eine bestimmte Temperaturcharakteristik(en) an eine bestimmte Heizkomponente bereitzustellen.
  • Der Begriff "Heizeinheit" kann hierbei einen Bereich der Steuervorrichtung bezeichnen, welcher für das Steuern/Regeln des Stroms der Stromquelle bezüglich der Heizkomponente zuständig ist. Hierbei wird diese Energie-Zufuhr (im Wesentlichen) verwendet, um eine Heizleistung bereitzustellen.
  • Der Begriff "Funktionseinheit" kann hierbei einen Bereich der Steuervorrichtung bezeichnen, welcher (im Wesentlichen) nicht für das Steuern/Regeln des Stroms der Stromquelle bezüglich der Heizkomponente zuständig ist. Die primäre Aufgabe der Funktionseinheit kann es daher sein, zumindest eine Zusatzfunktion bereitzustellen. In einem Beispiel ist diese Zusatzfunktion unabhängig von der Heizfunktion der Heizeinheit. In einem Beispiel sind die Heizeinheit und die Funktionseinheit in demselben Prozessor implementiert und werden (im Wesentlichen) unabhängig voneinander betrieben. In einem anderen Beispiel können Heizeinheit und Funktionseinheit in unterschiedlichen Prozessoren implementiert werden. In einem weiteren Beispiel interagieren Heizeinheit und Funktionseinheit miteinander, insbesondere wobei ein dynamisches Abstimmen der Funktionen durchführbar ist. Eine Steuereinheit kann beide, die Heizeinheit und die Funktionseinheit aufweisen. In einem anderen Beispiel weist eine Steuereinheit eine Heizfunktion auf und eine weitere Steuereinheit weist eine Funktionseinheit auf. Ausführungsbeispiele der weiteren Funktion werden im Folgenden diskutiert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Erfindung auf der Idee basieren, dass eine elektrische Flächenheizung bereitgestellt werden kann, welche eine vom Heizen unabhängige Zusatzfunktion, insbesondere eine Digitalisierungsfunktion, effizient und langfristig bereitstellt, wenn eine Steuervorrichtung in der eFH integriert ist, welche neben einer Heizeinheit eine im Wesentlichen davon unabhängige Funktionseinheit betreibt.
  • Die bekannten Varianten des Standes der Technik implementieren (digitale) Zusatzfunktionen nachträglich, wodurch eine Zerstörung des bestehenden Untergrundes notwendig wird. Dies deswegen, weil zur Bauzeit die erwünschte Zusatzfunktion meist nicht für eine langfristige Anwendung vorhanden ist.
  • Diese Nachteile können aber überwunden werden, wenn eine Funktionseinheit direkt in eine Steuervorrichtung der eFH integriert wird. Eine solche Funktionseinheit kann auf die Heizeinheit der Steuervorrichtung abgestimmt sein und somit langfristig betrieben werden. Aktualisierungen (updates) und zusätzliche Funktionen können in einfacher und effizienter Weise (insbesondere per Kabel oder Funk) auf die Funktionseinheit übertragen werden, auch wenn diese fest mit der eFH im Untergrund verbaut ist. Es ergibt sich eine hohe Design-Flexibilität hinsichtlich der weiteren Funktion, wobei diese Funktion relevant für einen sicheren und effizienten Betrieb der eFH sein kann. Insbesondere kann eine Interaktion mit weiteren digitalen Komponenten, insbesondere IoT-Komponenten, eines Gebäudes ermöglicht sein.
  • Zusammengefasst wird eine Steuervorrichtung (Controller) erstmals sowohl für das Steuern eines Temperaturprofils, als auch für eine weitere (Digitalisierungs-) Funktion verwendet.
    • Exemplarische Ausführungsbeispiele
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die weitere Funktion zumindest eines auf aus der Gruppe, welche besteht aus: Stromversorgung, Sensorik, Aktorik, Datenübertragung, Datenverarbeitung, elektrische Isolation, mechanischer Schutz. Dies kann den Vorteil haben, dass eine hohe Design-Flexibilität hinsichtlich der weiteren Funktion ermöglicht ist, wobei diese Funktion relevant für einen sicheren und effizienten Betrieb der eFH sein kann.
  • In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden in der Steuervorrichtung integrierte Komponenten oder Funktionen (z.B. Stromversorgung, elektrische Isolation, Mikroprozessorsystem, embedded Software, mechanischer Schutz, usw) zumindest teilweise für eine zusätzliche Digitalisierungsfunktion verwendet.
  • In einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel kann den geringen Dicken (z.B. 8 mm oder weniger) einer eFH (insbesondere wenn diese einrollbar sind) kann es schwierig werden eine Elektronik Baustellen-konform einzubetten. Deshalb kann zum Beispiel die Elektronik mit einer massiven Schutzabdeckung versehen werden, welche die eFH zumindest teilweise höher macht (z.B. höher als 8 mm). Bevorzugt kann die Schutzabdeckung vor einem Einlegen in Montagefluid/Kleber abgezogen werden.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die weitere Funktion zumindest eines auf aus der Gruppe, welche besteht aus:
    • einer Stromversorgung eines Drittsystems (z.B. weitere eFH, weitere Heizkomponente, Sensorik, Prozessor, Kommunikationsgerät, etc.).
    • einer Digitalisierungsfunktion. Der Begriff "Digitalisierungsfunktion" kann in diesem Dokument eine (Zusatz-) Funktion bezeichnen, welche zumindest teilweise eine Digitalisierung verwendet, also das Umwandeln von analogen Werten in digitale Formate und/oder deren Verarbeitung, Weiterleitung, oder Speicherung.
    • einer Bereichbestimmung, insbesondere innerhalb der elektrischen Flächenheizung, wie z.B. einzelner Heizkomponenten bzw. Flächenheizmodule.
    • einer Positionsbestimmung (z.B. Positionstriangulation, iBeacon, etc.), insbesondere von Objekten, Personen, elektronischen Komponenten. In einem Beispiel kann dies umgesetzt werden aufgrund von Signalstärken und/oder Laufzeiten von elektromagnetischen Wellen. Dadurch kann sich zum Beispiel feststellen lassen, ob eine Person am Boden liegt oder weiter davon entfernt ist (insbesondere eine mobile Vorrichtung der Person wie z.B. ein Handy, ein Tag, ein Armband, etc).
    • einer Präsenzdetektion (z.B. einer Person bezüglich der eFH). In einem Beispiel gelingt dies aufgrund von einem der folgenden: Temperatur, Gewicht, elektromagnetische Interaktion, ID (z.B. MAC-Adresse via WLAN), Radarecho. Dadurch kann auch eine Personenanzahl bestimmt werden, z.B. eine Personenzählung pro Fläche.
    • einer Feuchtesensorik. Dies kann die Sicherheit deutlich erhöhen, z.B. durch eine Alarmierung bei Rohrbruch (oder bei anderen Feuchtigkeitsschäden am Gebäude). In einem Beispiel kann die Feuchte berührungslos bestimmt werden, insbesondere durch Messung der Phasenverschiebung einer Mikrowelle.
    • einer Bewegungsdetektion. In einem Beispiel aufgrund einer zeitlichen Folge von Positionsbestimmungen oder aufgrund des Dopplereffektes.
    • einer Kommunikation, insbesondere mit IoT-Komponenten und/oder weiteren Steuervorrichtungen. In einem Ausführungsbeispiel kann die eFH z.B. als WLAN-Accesspoint, -Repeater, Webserver, oder App-Partner verwendet werden. In einem weiteren Beispiel können verschiedene Übertragungsprotokolle (z.B. WLAN, WiFi, Bluetooth, NFC, RFID, LoRa, UWB, etc.) verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Kommunikation auch Einfluss auf die Heizfunktion nehmen.
    • einer Datenverschlüsselung (auf Übertragungskanälen). Hierdurch kann eine zusätzliche Sicherheit bereitgestellt werden. Beispielsweise wie folgt: durch eine Vielzahl von Kommunikationspunkten lässt sich in jedem Raum eine Position finden, welche mit tiefer oder sehr tiefer Sendeleistung betrieben werden kann, wodurch die Gefährdung durch Abhörung massiv reduziert werden kann.
    • einer Positionsbestimmung. Dies z.B. von Bohrlöchern, welche die eFH in der Dicke (Z-Richtung) durchdringen und positioniert sind, wo keine elektrische Gefährdung besteht.
    • Weiterleiten von Signalen, insbesondere Alarmsignalen. Dies kann bezogen auf die eFH, aber auch bezogen auf Personen umgesetzt werden. Alarmfunktionen können auch Sensorwerte wie Blutdruck, O2-Sättigung oder Puls umfassen. Dadurch kann die eFH zum Sicherheitssystem für (betagte) Personen werden. In einem Beispiel wird ein großes Netz von Empfängern bereitgestellt, welche in kurzer Distanz erreicht werden können, wobei mit besonders tiefer Sendeleistung und langlebiger Batterie gearbeitet werden kann.
    • Laufwegsteuerung, insbesondere von (Haushalts-) Robotern (z.B. für Desinfektion, Reinigung, Transport).
    • Erkennung von Signatur (-details). Dies kann beispielsweise umfassen: Ladungsspeicherung, insbesondere Kapazitätsänderung (mittels eines kapazitiven Sensors), Echodaten (mittels Radarsensor), akustische Details (mittels Mikrofon), Gewicht (mittels Gewichts/Drucksensor), etc.
  • Insbesondere die Kombination einzelner Funktionen erlaubt wiederum neue Gesamtfunktionen, beispielsweise eine individualisierte Information ("wer steht wo?").
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die Kommunikation den Einsatz auf von zumindest einem aus der Gruppe, welche besteht aus: gesondertes Kabel, Überlagerung von Netzspannung, Bussystem, Analogsignal, Funksignal, insbesondere eines von WLAN, Bluetooth, BLE, WiFi, RFID, NFC, LoRaWAN, UWB. Dies kann den Vorteil haben, dass erprobte und standardisierte Verfahren direkt implementiert werden können.
  • RFID (radio-frequency identification) kann in diesem Dokument eine Technologie für Sender-Empfänger-Systeme zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten und Lebewesen mit Radiowellen bezeichnen.
  • NFC (near field communication) kann in diesem Dokument einen auf der RFID-Technik basierenden internationalen Übertragungsstandard zum kontaktlosen Austausch von Daten per elektromagnetischer Induktion mittels loser gekoppelter Spulen über kurze Strecken von wenigen Zentimetern bezeichnen.
  • UWB (ultra-broad band) kann sich auf eine Funktechnologie beziehen, die einen sehr niedrigen Energiepegel für die Kommunikation mit kurzer Reichweite mit hoher Bandbreite über einen großen Teil des Funkspektrums verwenden kann. UWB kann sich somit auf eine Technologie zur Übertragung von Informationen beziehen, die über eine große Bandbreite (> 500 MHz) verteilt sind.
  • LoRaWAN (Long Range wide area network) kann ein Niedrigenergiebasiertes drahtloses Netzwerk bezeichnen.
  • BLE bezeichnet den Bluetooth Low Energy Standard.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die Positionsbestimmung zumindest eines auf aus der Gruppe, welche besteht aus: Positionstriangulation, UWB, iBeacon, eine Mehrzahl von
    Positionsbestimmungseinheiten.
  • Der Markenname iBeacon ist ein 2013 eingeführter, proprietärer Standard zur Lokalisierung in geschlossenen Räumen, basierend auf Bluetooth Low Energy (BLE). Das Prinzip ist aber Hersteller-neutral: das normalerweise für den Batteriebetrieb vorgesehene System kann in einem Ausführungsbeispiel durch die Stromversorgung der Steuervorrichtung (der Funktionseinheit) betrieben werden. Zusätzlich kann auch der Betrieb aufgrund eines zusätzlichen Kriteriums ausgeschaltet werden (z.B. um die Zone strahlungsfrei zu schalten). Das zusätzliche Kriterium kann zum Beispiel eine Zeitperiode, eine (manuelle) Konfiguration, ein Fernsteuersignal, usw. sein. Des Weiteren kann durch die Integration von iBeacon in die eFH der iBeacon mechanisch geschützt werden (und insbesondere die Aufbauhöhe begrenzt werden). In einem Ausführungsbeispiel wird die Funktionalität des iBeacon-Prinzips durch eine Softwarelösung innerhalb der Software der Steuervorrichtung (der Funktionseinheit) realisiert.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit (insbesondere die Funktionseinheit) ferner konfiguriert ein Sicherheits-Kriterium zu erfüllen. Insbesondere zumindest eines aus der Gruppe, welche besteht aus: Passwortschutz, Datenverschlüsselung, Benutzertypenunterscheidung, Temperaturfunktionsschutz, Sicherheitsfunktion, selektive Aktualisierung.
  • Dadurch kann erstmals eine zusätzliche Sicherheiten in Bezug auf Fremdzugriffe innerhalb einer eFH realisiert werden. Dies insbesondere gegen eine implizite Gefährdung durch Hackerangriffe, welche bei Digitalisierungsfunktionen gegeben sein kann. Um dem entgegenwirken zu können, kann beispielsweise zumindest eine der folgenden Maßnahmen implementiert werden:
    • Passwort-geschützter Zugriff auf die Steuervorrichtung,
    • Verschlüsselung der Passwörter in der Steuervorrichtung,
    • Verschlüsselung der Kommunikation mit kryptografischen Methoden,
    • Verhindern, dass die Mechanismen der Maximaltemperaturbegrenzung und der Temperaturprofilsteuerung von außen geändert werden können. (z.B. dadurch, dass dieser Teil nicht von außen aktualisiert oder sonst wie verändert werden kann),
    • Benutzer mit unterschiedlichen Rechten,
    • nicht veränderbare Updatefunktion,
    • "reset to factory settings", so dass bei unerlaubten Fremdzugriffen immer ein Weg für ein Reset ermöglicht ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist eine Software der Funktionseinheit aktualisierbar (update), insbesondere mittels Funk oder Versorgungsspannung. Dies kann z.B. zumindest eines der folgenden Merkmale aufweisen:
    • Updates oder Logins nur eine bestimmte Zeit nach Einschalten möglich,
    • Updates nur beim Vorliegen spezieller Schlüssel möglich,
    • Updates nur über bestimmte Kommunikationswege möglich,
    • keine Updates über Funkverbindungen möglich (z.B. nur über die Kommunikation via Versorgungsspannung),
    • Updates nur beim Vorliegen gewisser Benutzerrechte möglich.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit (insbesondere die Funktionseinheit) konfiguriert, zumindest eine zusätzliche Funktion zu installieren und/oder freizuschalten.
  • Insbesondere wobei die zusätzliche Funktion zumindest eine aus der Gruppe aufweist, welche besteht aus: Chiffriermechanismus, Sensorauswertung, Positionsbestimmung, insbesondere Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit, Funk-Kommunikation, Sicherheitsschutz, Zugriffsschutz, Betriebsstabilität.
  • Dies kann den Vorteil haben, dass auf effiziente und sichere Weise ein funktionsflexibler Langzeitbetrieb ermöglicht ist. Insbesondere können zusätzlich Funktionen installiert/aktualisiert/freigeschaltet werden, ohne dass hierfür ein Ausbau der Steuervorrichtung notwendig ist.
  • In einem Ausführungsform werden bei der initialen Inbetriebnahme der Steuervorrichtung (bzw. der Funktionseinheit) bestimmte Funktionen der unbenutzt gelassen. Erst durch ein nachträgliches Softwareupdate oder eine nachträgliche Freischaltung werden so zusätzliche weitere Funktionen ermöglicht.
  • Diese erst später ergänzten oder freigegebenen weiteren Funktionen können z.B. eine der folgenden umfassen:
    • Chiffriermechanismen zur besseren Sicherheit (analog "Sicherheitsupdates" bei einem Betriebssystem).
    • Sensorauswertungen, welche z.B. zum Installationszeitpunkt noch nicht im Zentrum der Bedürfnisse von Kundengruppen waren.
    • Positionsbestimmung und deren angewandte Funktionen (Richtung, Geschwindigkeit, usw.). Dies ermöglich zum Beispiel eine spätere Ergänzung mit genaueren Algorithmen.
    • Kommunikations- und Funkstandards. Dies kann eine spätere Anpassung an ergänzende oder neue Übertragungsmechanismen von Daten und Programmen umfassen.
    • Sicherheits- und Zugriffsschutz. Dadurch kann bei Bedarf proaktiv ein verbesserter Hackerschutz realisiert oder zusätzliche Sicherheit bei einem Sicherheitsbruch erreicht werden.
    • Betriebsstabilität. Dadurch lässt sich z.B. bei der Temperaturprofilsteuerung ein schnelleres oder proaktives Reagieren auf äußere Einflüsse realisieren.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die Steuervorrichtung ferner auf: eine Antenne, insbesondere eine abschirmfreie Antenne bzw. eine Antenne in einem abschirmungsfreien Bereich der eFH. Weiter insbesondere weist die Antenne zumindest eines der folgenden Merkmale auf: Kondensatorkopplung, Isolation, Fehlerstromschutzschaltung. Dies kann den Vorteil haben, dass eine Kommunikation mit der Steuervorrichtung von außen besonders effizient und sicher ausgestaltet werden kann.
  • Folgende Schutz-Maßnahmen (z.B. für Personen, welche in die eFH bohren) können z.B. ergriffen werden:
    • Netzspannungsfeste Kondensatoren in der Zuleitung der Antennen. Die sehr hohen Frequenzen der Kommunikation können ungehindert passieren, aber Frequenzen unter 100 Hertz (Netzfrequenz oder DC-Offset) werden auf ungefährlich kleine Werte reduziert.
    • Isolierendes Netzteil der Steuereinheit.
    • Doppelte Isolation nach VDE.
    • Abschaltung der Stromversorgung beim Feststellen eines Fehlerstromes (analog FI-Schalter).
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung ferner auf: i) einen ersten Bereich mit einer ersten Signaldämpfung, und ii) einen zweiten Bereich mit einer zweiten Signaldämpfung. Die erste Signaldämpfung ist hierbei niedriger als die zweite Signaldämpfung.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die Steuervorrichtung ferner auf: eine Sendefunktionalität und/oder eine Empfangsfunktionalität, wobei die Sendefunktionalität und/oder die Empfangsfunktionalität in dem ersten Bereich angeordnet ist. Dadurch kann sich eine deutlich verbesserte Signalübertragung (Kommunikation), z.B. mittels RFID ergeben.
  • In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird der Einbau von Sende-/Empfangseinheiten in die eFH insbesondere in einem ersten Bereich vorgesehen, in welchem elektromagnetische Wellen nur sehr schwach gedämpft werden. Im Gegensatz zu Wänden und deren typische Wandstärken, sind Aufbauten oberhalb von eFH bevorzugt dünn, damit z.B. Schnellheizeigenschaften zur Geltung kommen. Darüber hinaus können häufig Materialien zum Einsatz kommen, welche im kritischen Frequenzbereich nur wenig Dämpfung verursachen. Beispielsweise wird ein WLAN-Signal von den folgenden Materialien im Wesentlichen wie folgt "durchgelassen": Holz 95%, Glas 75%, Ziegelstein 70%, Beton 60%, Rigips 50%. Bezüglich der Dämpfung wären also z.B. Holz-Aufbauten gegenüber Rigips zu bevorzugen.
  • In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden RFID/NFC Funktionalitäten oder ähnliche Kommunikationsfunktionalitäten eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass je nach Verlauf von Heizfeldern, Versorgungspannungsleitungen oder Schirmsystemen sehr unterschiedliche Leistungswerte (von RFID's) erreicht werden. Da insbesondere bei nicht transparenten Isolationen der eFH die Position der signalverschlechternden (zweiten) Bereiche nicht mehr sichtbar sind, werden die Kommunikationsfunktionalitäten (z.B. RFID's) im Wissen um diese Positionen platziert. Dies kann z.B. durch folgende Teilschritte realisiert werden:
    • Platzierung der Kommunikationsfunktionalitäten bereits während der Produktion (da ist das Wissen um die Position der signaldämpfenden Bereiche implizit gegeben).
    • Durch Kombination des Wissens über die entsprechenden Bereiche mit Registrierungsmerkmalen der eFH im Nachhinein (zum Beispiel Aufkleben von Kommunikationsfunktionalitäten (RFID tags) anhand eines Layouts der Leitungsführung in einem eFH-Modul).
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit konfiguriert, auf Verzerrungen eines elektromagnetisches Feldes (dynamisch) zu reagieren. Insbesondere wobei das Reagieren zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus: Erkennen, Einlernen, Bestimmen von Messgrößen, insbesondere Nutzen dieser Messgrößen zur Positionsbestimmung. Dies kann den Vorteil haben, dass ein kontinuierlicher Betrieb auch bei elektromagnetischen Verzerrungen sichergestellt ist.
  • Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel berücksichtigt Verzerrungen des elektromagnetischen Feldes, welche durch die umgebenden Gebäude- oder Einrichtungskomponenten (oder auch Personen) verursacht werden. So kann zum Beispiel ein Metallfuß eines Bettes oder eine Flasche mit Flüssigkeiten die Homogenität des elektromagnetischen Feldes stören, welches für die Interaktion (Kommunikation) mit der Steuervorrichtung verwendet wird (siehe WLAN, Bluetooth, NFC, usw.). Dieser Effekt, insbesondere dessen räumliche Position, kann mit verschiedenen Mechanismen erkannt oder eingelernt werden:
    • Feststellen der Dämpfung von Signalen (sowohl von der eigenen Steuereinheit, als auch von anderen Steuereinheiten).
    • Kalibrierung nach Installation der eFH, z.B. durch Abschreiten eines Musters mit einem Handy.
    • Vermessen von Bewegungen von mobilen Geräten unter der Berücksichtigung, dass die Menge der gradlinigen Bewegungen gegenüber kurvigen Bewegungen überwiegt.
    • Tracking eines autonomen Objekts auf dem Boden (z.B. selbstfahrender Staubsauger, Desinfektionsroboter, usw.).
    • Insbesondere kann durch Berücksichtigung der ortsspezifischen Feldverzerrungen (z.B. Dämpfungswerte) die Positionsbestimmung und/oder davon abgeleitete Messgrößen verbessert werden.
  • In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel sendet eine eFH im Untergrund, und die Störung ist ein aufgelegter Gegenstand, z.B. eine Eisenplatte (oder eine kapazitive Dämpfung eines Feldes durch einen Gegenstand wie einen Schuh).
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung konfiguriert, einen Blockchain Algorithmus und/oder einen künstlichen Intelligenz Algorithmus durchzuführen. Dadurch kann die Datensicherheit erhöht werden, bzw. ein kontinuierlicher Entwicklungsprozess (durch Einlernen) des Steuerns/Regelns erreicht werden. So kann zum Beispiel die Positionsbestimmung mittels Methoden der künstlichen Intelligenz verbessert werden oder es können Versionen der Systemsoftware mit Mechanismen von Blockchains validiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung ferner eine Feedback-Vorrichtung auf, welche eingerichtet ist zum Ausgeben eines akustischen (insbesondere Schall oder Infraschall) und/oder haptisches Signals (an einen Benutzer). Insbesondere wobei die Feedback-Vorrichtung zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus: Exciter, Shaker, Bone Conducting Transducer, Handy-Shaker, Bass-Exciter, Lautsprecher (für Körperschallübertragung). Dies kann den Vorteil haben, dass ein Benutzer unmittelbar über relevante Ereignisse informiert wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung ferner auf: eine weitere Heizkomponente, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung die Heizkomponente und an die weitere Heizkomponente gekoppelt ist, und wobei die zumindest eine Steuervorrichtung konfiguriert ist die Heizkomponente gemäß einer ersten Temperaturcharakteristik zu steuern und/oder zu regeln, und, unabhängig davon, die weitere Heizkomponente gemäß einer zweiten Temperaturcharakteristik zu steuern und/oder zu regeln,
    wobei die erste Temperaturcharakteristik von der zweiten Temperaturcharakteristik verschieden ist. Somit kann eine elektrische Flächenheizung bereitgestellt werden, welche ein selektives und schnelles Aufheizen erlaubt, aber zugleich sicher und zuverlässig ist.
  • Der Begriff "Temperaturcharakteristik" kann sich in diesem Dokument insbesondere auf spezifische Temperatur-indikative Parameter beziehen. Insbesondere kann eine Temperaturcharakteristik ein Wärmeprofil sein, wobei erwünschte Temperaturen zu einer bestimmten Zeit an einer bestimmten Position bereitgestellt werden. Parameter hierfür können insbesondere Wärmeleitwerte und Wärmekapazität umfassen. In einem Beispiel weist eine erste Steuereinrichtung einer ersten Heizkomponente einen ersten Thermostaten auf, während eine zweite Steuereinrichtung einer zweiten Heizkomponente einen zweiten Thermostat aufweist. Selbst wenn der Thermostat in beiden Fällen derselbe sein sollte, so ist doch eine gänzlich unabhängige Steuerung/Regelung möglich. Unterschiede in den Temperaturcharakteristiken können sich z.B. dadurch ergeben, dass auf eine der Heizkomponenten z.B. eine Styroporplatte gelegt wird und der korrespondierende Thermostat dann ein anderes Temperaturprofil (eine andere Energiemenge) vorgibt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Steuervorrichtung auf:
    1. i) eine erste Steuereinheit, welche der Heizkomponente zugeordnet ist, und eingerichtet ist eine erste Funktion durchzuführen; und
    2. ii) eine zweite Steuereinheit, welche der weiteren Heizkomponente zugeordnet ist, und eingerichtet ist eine zweite Funktion durchzuführen. Dadurch kann sich der Vorteil ergeben, dass zumindest einigen Heizkomponenten eine eigene Steuereinheit (wobei eine Mehrzahl von Steuereinheiten die zumindest eine Steuervorrichtung bilden können) zugeordnet ist und somit eine besonders effiziente und dynamische Steuerung/Regelung ermöglicht sein kann.
  • Insbesondere sind die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit räumlich voneinander beabstandet. Beispielsweise ist eine erste Steuereinheit mit einer ersten Heizkomponente gekoppelt/verbaut, während eine zweite Steuereinheit mit einer zweiten Heizkomponente gekoppelt/verbaut ist.
  • In einem Beispiel weist jede Steuereinheit eine Heizeinheit und eine Funktionseinheit auf. In einem weiteren Beispiel weist eine Steuereinheit eine Heizeinheit auf und eine weitere Steuereinheit weist eine Funktionseinheit auf.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erste Steuereinheit eingerichtet die zweite Funktion der zweiten Steuereinheit zumindest teilweise auszuführen (insbesondere wenn die zweite Funktion mittels der zweiten Steuereinheit zumindest zeitweise nicht durchführbar ist), und/oder die zweite Steuereinheit ist eingerichtet die erste Funktion der ersten Steuereinheit zumindest teilweise auszuführen (insbesondere wenn die erste Funktion mittels der ersten Steuereinheit zumindest zeitweise nicht durchführbar ist). Dies hat den Vorteil, dass sich die Steuereinheiten gegenseitig ergänzen oder sogar ersetzen können, wodurch sich ein besonders stabiler Betrieb ergeben kann.
  • In einem Beispiel kann die Funktion die Heizfunktion oder die weitere Funktion sein. In einem Beispiel werden Messwerte einer Steuereinheit an eine andere Steuereinheit (in der Heizfläche) weitergegeben. Dadurch kann eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung realisiert werden: eine zweite Steuereinheit kann so die erste Steuereinheit überwachen und im Falle einer Fehlfunktion in die Steuerung der Energiezufuhr eingreifen. Insbesondere können auch mehrere Steuereinheiten, wenn sie zu gleichem Ergebnis kommen, eine Steuereinheit sicherheitshalber ausschalten oder deren Funktion übernehmen (Redundanz).
  • Dies kann sich zusätzlich optimieren lassen, wenn eine Steuereinheit nur jedes zweite (oder mehr) Feld ansteuert. So sind einfachere Redundanzüberwachungen realisierbar, oder die Ausschaltung einer defekten Steuereinheit ist für das gesamte Heizsystem besser verkraftbar.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erste Funktion und/oder die zweite Funktion zumindest eine aus der Gruppe, welche besteht aus: Heizleistung bereitstellen, Heizleistung reduzieren, Heizleistung abschalten, Heizleistung kompensieren, Signal bereitstellen, Zuschalten von zumindest einer Heizkomponente, weitere Funktion (wie oben definiert).
  • Durch eine Mehrzahl der Steuereinheiten kann eine redundante Heizfunktion erreicht werden, wobei beim Ausfall einer Steuereinheit zumindest eine andere Steuereinheit zusätzliche Funktionen übernehmen kann. Durch die Koppelung mehrerer Steuereinheiten kann somit eine Redundanz in Bezug auf Betriebssicherheit und/oder Verfügbarkeit erreicht werden. In einem Beispiel können direkt benachbarte Heizkomponenten (Felder) durch unterschiedliche Steuereinheiten angesteuert werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erste Steuereinheit konfiguriert eine Temperaturcharakteristik-assoziierte Information an die zweite Steuereinheit und/oder eine externe Vorrichtung weiterzuleiten (bzw. zu empfangen). Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die zweite Steuereinheit konfiguriert die Temperaturcharakteristik-assoziierte Information an die erste Steuereinheit und/oder die externe Vorrichtung weiterzuleiten (bzw. zu empfangen).
  • Wenn die Möglichkeit des Empfangs einer Solltemperatur und/oder einer Raumtemperatur geschaffen wird, kann die Steuereinheit/Steuervorrichtung für jedes Heizkomponenten-Feld ein geeignetes Temperaturprofil erstellen (bzw. dieses auch kontinuierlich anpassen) und so die Temperatur eines Feldes gezielt steuern.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Heizkomponente zumindest ein erstes elektrisches Heizelement, insbesondere ein Heizkabel oder einen Heiz-Stab, auf. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die weitere Heizkomponente zumindest ein zweites elektrisches Heizelement, insbesondere ein Heizkabel oder einen Heiz-Stab, auf.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung ferner auf: einen Heizbereich, in welchem zumindest eine Heizkomponente (bzw. ein Heizelement) angeordnet ist, und einen Freibereich, in welchem keine Heizkomponente (bzw. kein Heizelement) angeordnet ist. Insbesondere ist eine Erstreckung des Freibereichs in einer Haupterstreckungsrichtung (entlang der X- und Y-Achse) der elektrischen Flächenheizung 1 cm oder mehr, insbesondere 2 cm oder mehr, weiter insbesondere 3 cm oder mehr.
  • Der Begriff "Heizbereich" kann sich im Rahmen dieses Dokuments insbesondere auf einen Bereich innerhalb einer elektrischen Flächenheizung beziehen, welcher eine elektrische Heizkomponente aufweist und daher nicht dazu geeignet ist bearbeitet (insbesondere durchbohrt) zu werden. In einem Beispiel eines Heizbereichs ist in einer Trägerstruktur der elektrischen Flächenheizung ein Heizkabel eingebettet. In dem Heizbereich kann die Wahrscheinlichkeit deutlich erhöht sein, bei einem Bohren durch nicht-transparentes Abdeckmaterial und den darunterliegenden Heizbereich (z.B. durch die Trägerstruktur der elektrischen Flächenheizung), die Heizkomponente (z.B. das Heizkabel, die Heizfolie) und/oder deren Isolierung zu beschädigen (oder zu durchbohren). Diese Wahrscheinlichkeit kann in dem Heizbereich derart erhöht sein, dass ein Fachmann von dem Durchbohren abrät, weil die Gefahr einer Beschädigung zu gross ist. Der Begriff "Heizbereich" bezeichnet in einem Beispiel nicht nur die Heizkomponente selbst, sondern auch den umliegenden Bereich um die Heizkomponente herum, in welchem ein Bearbeiten bzw. ein Durchbohren generell nicht durchgeführt werden würde, weil eben die Sicherheit gefährdet ist. In einem Beispiel wird der Heizbereich einer elektrischen Flächenheizung definiert bzw. dokumentiert.
  • Der Begriff "Freibereich" kann sich im Rahmen dieses Dokuments insbesondere auf einen Bereich innerhalb einer elektrischen Flächenheizung beziehen, welcher keine elektrische Heizkomponente bzw. kein Heizelement aufweist und daher dazu geeignet ist bearbeitet (insbesondere durchbohrt) zu werden. In einem Beispiel eines Freibereichs ist in einem Bereich der Trägerstruktur der elektrischen Flächenheizung kein Heizkabel eingebettet. In einem anderen Beispiel weist eine Heizfolie Freibereiche ohne Heizfunktion auf. In einem weiteren Beispiel werden Heizfolien-Abschnitte als Heizbereiche verwendet, zwischen welchen dann Freibereiche gelassen werden. Der Freibereich kann entsprechende Ausmasse aufweisen, so dass ein Bohren durch nicht-transparentes Abdeckmaterial und den darunterliegenden Freibereich gefahrlos ermöglicht ist. Die Größe des Freibereichs kann hierbei derart gewählt sein, dass die Wahrscheinlichkeit den Freibereich bei einem Bohren zu verfehlen, vernachlässigbar gering wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind eine Mehrzahl der elektrischen Heizelemente (im Wesentlichen) stabförmig ausgebildet und als Array (insbesondere als Gitterstruktur) angeordnet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bilden die als Gitterstruktur angeordneten elektrischen Heizelemente den Heizbereich und der Freibereich ist zwischen den Heizelementen der Gitterstruktur gebildet. Dies kann den Vorteil haben, dass die elektrischen Heizkomponenten besonders stabil und robust ausgestaltet sind. Gleichzeitig kann eine besonders effiziente und flexibel steuerbare Flächenheizung ermöglicht sein.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die elektrischen Heizelemente eine Gitterstruktur ("grid") als Array aus. Eine Gitterstruktur kann in diesem Zusammenhang eine Anordnung stabförmiger bzw. länglicher (Heiz-) Elemente in regelmäßigen bzw. gleichmäßigen Abständen sein.
  • Die elektrische Heizkomponente kann durch ein Array von untereinander verbundenen (halbsteifen) Heizelementen in Form von Stäben aufgebaut sein. Diese Stäbe werden z.B. als ein Gitternetz (Gitterstruktur) angeordnet. Die Stäbe bilden aufgrund ihrer Steifigkeit ein Trägermaterial und können andererseits aber auch elektrisch halbleitend oder leitend sein und so die Heizkomponente bilden.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird eine Tauchung bzw. ein Coating der stabförmigen Heizelemente (des Arrays) in einer Heizelement-bildenden Flüssigkeit (z.B.: Lack mit Kupfer oder Kohlenstoffpartikeln) durchgeführt. Spezielle Varianten dieser Ausgestaltung verwenden für das Coating eines der bekannten Materialien mit temperaturbegrenzender Wirkung. Diese Temperaturbegrenzung ist zu unterscheiden von sogenannten selbstbegrenzenden Heizkabeln, welche eine Temperaturbegrenzung durch Kaltleiter- oder PTC-Effekt erreichen, wobei eine Temperaturerhöhung zu Widerstandserhöhung und somit Energiereduktion führt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bilden die als Gitterstruktur angeordneten elektrischen Heizelemente den Heizbereich und der Freibereich ist zwischen den Heizelementen der Gitterstruktur gebildet. Dies kann den Vorteil haben, dass eine effiziente und robuste Flächenheizung bereitgestellt ist, deren Freibereiche eindeutig definiert werden können. Als Freibereiche können einerseits die Innenräume des Gitternetzes bzw. der Gitterstruktur verwendet werden, andererseits können aber auch zusätzliche Freibereiche realisiert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform realisiert das Heizsystem durch ein isolierendes Basismaterial, auf welches leitendes Kupfer oder Kohlenstoff als Heizmittel aufgebracht und entsprechend strukturiert wurde. Diese Aufbringung kann durch Aufdrucken, Laminieren von Kupferbahnen, Plasmacoating, Ätzen und/oder Bedampfen erfolgen und/oder diese Aufbringung strukturiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung ferner auf: eine Trägerstruktur, welche entlang zweier Haupterstreckungsrichtungen (x, y) ausgebildet ist und eine Trägerebene aufspannt, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten Heizkomponente und/oder der zweiten Heizkomponente an und/oder in der Trägerstruktur angeordnet ist. Dies kann den Vorteil haben, dass die elektrische Heizkomponente in ein etabliertes und erprobtes System direkt implementiert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung in die Trägerstruktur integriert bzw. eingebettet. Dies kann den Vorteil haben, dass die eFH besonders kompakt aufgebaut werden kann. Die Steuervorrichtung kann somit direkt mit der eFH im Baubereich verlegt und betrieben werden. Dadurch kann zudem Arbeitsaufwand eingespart werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung in ein Verbindungselement oder ein Anschlusselement der eFH integriert.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Trägerstruktur als Folienbahn ausgebildet. In einem Beispiel sind hierbei Heizbereiche und Freibereiche alternierend (insbesondere quer) zu der Folienbahn angeordnet. Dadurch kann die elektrische Flächenheizung kostengünstig und effizient verlegt werden, wobei die Heizkomponenten (und die Freibereiche) eindeutig definiert werden können. Beispielsweise können auf einer ausrollbaren Folienbahn abwechselnd Heizbereiche (z.B. eine Heizfolie) und Freibereiche angeordnet sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung (zumindest teilweise) (insbesondere zumindest eines aus der Gruppe, welche besteht aus: der ersten Heizkomponente, der zweiten Heizkomponente, der Steuervorrichtung), eine Dicke (z) von 8 mm oder weniger, insbesondere 6 mm oder weniger, weiter insbesondere 5 mm oder weniger, auf. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders kleine Aufbauhöhe.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die elektrische Flächenheizung zumindest abschnittsweise pro Quadratmeter 10 oder mehr, insbesondere 20 oder mehr, weiter insbesondere 40 oder mehr, Freibereiche, insbesondere Aussparungen, auf.
  • Damit auf die eFH, insbesondere auf die Steuereinheit, wenig mechanische Kräfte wirken, können die Heizkomponenten der eFH derart ausgestaltet werden, dass sie eine Mehrzahl von Aussparungen aufweisen, welche in x- und y-Richtung grösser als 1 cm sind, bevorzugt grösser als 2 cm, besonders bevorzugt größer 3 cm sind. Dadurch kann durch diese Öffnungen Montagefluid durchtreten und so nach deinem Aushärten des Montagefluids eine stabile Verbindung zwischen Unterboden und Deckbelag bilden (in bestimmten Fällen kann das Montagefluid nach dem Aushärten auch gleich den Deckbelag bilden (gegossener Fußboden)).
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung konfiguriert die Steuerung und/oder Regelung zumindest eines zu integrieren aus der Gruppe, welche besteht aus: Phasenabschnittsteuerung, Phasenanschnittsteuerung, Pulsweitenmodulation, Spanungssteuerung, Energiestoss-Überspannung, Phasenpaketsteuerung. Anwendungen dieses Ansatzes können z.B. die folgenden Aspekte umfassen.
  • Begrenzung der maximalen Feldtemperatur: Im Gegensatz zu einem selbstbegrenzenden Kabel, das bei zunehmender Temperatur die Heizleistung kontinuierlich reduziert, wird durch die Steuereinheit mittels einer Regelung die maximale Temperatur sichergestellt. Hierfür wird die einem Feld zugeführte elektrische Energie in geeigneter Weise gesteuert. Dazu können Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittverfahren zur Anwendung kommen, da ein Heizfeld im Wesentlichen einen reinen Widerstand darstellt (ohne große Induktions- oder Kapazitätsbeiwerte).
  • Des Weiteren kann eine Leistungsteuerung über Phasenpakete erfolgen. Dabei wird die Stromzufuhr für ein Heizelement für eine bestimmte Anzahl von Netzhalbwellen freigeschaltet und wieder gesperrt. Aus dem Verhältnis von Frei-und Sperrzeit wir die Leistungssteuerung erreicht. Dies kann den Vorteil haben, dass im Wesentlichen nur Spannungen und keine Ströme geschaltet werden müssen, was wiederum zu besseren EMV-Werten führt.
  • Bei einer Ansteuerung mit Gleichstrom kann auch eine Pulsweitenmodulation (PWM) oder eine Spannungssteuerung (Leistungsvariation durch Spannungsvariation) erfolgen. Für eine schnelle Aufheizung kann mittels einer sogenannten Boost-Überspannung (Energiestoss) temporär mehr Leistung zur Heizung bereitgestellt werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung konfiguriert mit einer Temperaturcharakteristik-assoziierten Information zu verfahren (insbesondere diese zu empfangen, zu erfassen, oder weiterzuleiten).
  • Dies kann den Vorteil haben, dass Information, welche mit der Temperaturcharakteristik assoziiert und für diese möglicherweise notwendig ist, auf flexible und dynamische Weise gehandhabt wird. Beispielsweise kann eine Steuervorrichtung (z.B. mittels eines Temperatursensors) die Information selbst messen. In einem anderen Beispiel kann die Information von einer anderen Steuervorrichtung oder einem externen Temperatursensor bereitgestellt werden.
  • Beispielsweise kann ein Messwerte (von jeder einzelnen Heizkomponente oder als Mittelwerte über Heizkomponenten-Bereiche) an einen Empfänger außerhalb der Heizfläche bereitgestellt werden. Dies kann einer externen Einheit erlauben Verbrauchsaufzeichnungen, Statistiken und Überwachungsfunktionen durchzuführen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Temperaturcharakteristik-assoziierte Information zumindest eines auf aus der Gruppe, welche besteht aus: Messwert, Sollwert, Temperatur pro Heizkomponente, Durchschnittstemperatur einer Mehrzahl von Heizkomponenten, Leistung pro Heizkomponenten, Durchschnittsleistung einer Mehrzahl von Heizkomponenten, Energie pro Heizkomponente, Durchschnittsenergie einer Mehrzahl von Heizkomponenten.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die elektrische Flächenheizung konfiguriert, die Steuervorrichtung (insbesondere die Funktionseinheit) kontinuierlich mit Strom der Stromquelle zu versorgen (auch wenn keine Heizfunktion ausgeführt wird). Dies kann den Vorteil haben, dass die weitere Funktion ständig ausführbar ist, auch wenn die eFH nicht im Heizbetrieb ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Temperaturregelung durch die Steuereinheit und nicht durch die Stromversorgungsleitungen. Aber auch die Kombination der beiden Steuerformen ist möglich, wobei die Steuervorrichtung (prinzipiell) nie ganz und längerfristig ohne Stromversorgung ist. Durch die permanente Versorgung der Steuervorrichtung mit Betriebsspannung kann es ermöglicht sein, dass historische Daten zu den Feldtemperaturen und deren unterschiedliche Verläufe aufgezeichnet und an einen Empfänger außerhalb der eFH übertragen werden können. Des Weiteren können so permanente Selbstlernmechanismen und Autokalibration (insbesondere für unterschiedliche Widerstandswerte) der Felder außerhalb der Heizperiode möglich sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Steuervorrichtung ferner einen Betriebsmodus auf, welcher zumindest eines ermöglicht aus der Gruppe, welche besteht aus Konfigurieren, Einlernen, Identifizieren, Softwareaktualisieren, Inbetriebnehmen.
  • In einem Beispiel wird die Steuervorrichtung in zwei verschiedenen Modi betrieben: einerseits der Normalmodus, in welchem die normale Heizfunktion aktiv ist, andererseits ein Wartungsmodus, in welchem mindestens eine der folgenden Tätigkeiten möglich ist: Konfiguration, Einlernen, Identifikation, Softwareaktualisierung, Inbetriebnahme. Das Umschalten auf diesen zweiten Betriebsmodus kann sowohl zeitliche als auch bezüglich des Benutzerkreises begrenzt sein. So kann z.B. das Einschalten dieser zweiten Betriebsart nur für eine bestimmte Zeit nach dem Einschalten der Stromversorgung möglich sein oder besondere Zugriffsrechte und/oder -mechanismen benötigen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Heizkomponente (und/oder der zugehörigen Steuereinheit) und/oder der weiteren Heizkomponente (und/oder der zugehörigen Steuereinheit) eine eindeutige Identifizierung zugeordnet, wobei die eindeutige Identifizierung mit der räumlichen Position assoziiert ist. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders effizienter und Benutzer-freundlicher Betrieb ermöglicht sein.
  • Da eine eFH mehrere Steuereinheiten aufweisen kann, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Steuereinheiten eine Identifikation haben, welche ihren physischen Ort bezeichnen und damit eine eindeutige Adressierung der Heizkomponenten/Flächenheizmodule erlauben. Hierfür gibt z.B. folgende Mechanismen:
    1. i) Kalibrierung und Identifikation aufgrund von internen Identifikationsmerkmalen der Steuereinheit (z.B. MAC-Adresse, uniqe IDbasierend) im Rahmen des Produktetests beim Hersteller (Initalcodierung) oder Durchlaufen einer Installationssequenz beim Installieren der eFBH (Installationscodierung).
    2. ii) Selbstidentifizierender Algorithmus mit entweder bauformabhängiger Identifikation (z.B. via Daisychain-Leitung bei der Selbstidentifikation) oder Kollision-detektierender Mechanismus (CSMA/CD) mit nachträglicher Feldzuordnung wie er im Grundprinzip von Ethernet verwendet wird.
    3. iii) Manuelle Zuordnung einer ID und dadurch Identifikation der Felder (bei Konfiguration).
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung konfiguriert, von der Stromquelle (Netzspannung, oder auch Kleinspannung-Gleichspannung) eine Spannung zu empfangen, welche eine positive Polarität und eine negative Polarität aufweisen kann.
  • Die positive Polarität kann zum Heizen der elektrischen Heizkomponente genutzt werden und die negative Polarität kann zum Versorgen der Steuervorrichtung mit Strom zum Ausführen der weiteren Funktion genutzt wird. Alternativ kann die positive Polarität zum Heizen der elektrischen Heizkomponente genutzt werden und die negative Polarität kann zum Versorgen der Steuervorrichtung mit Strom zum Ausführen der weiteren Funktion genutzt werden.
  • Insbesondere sind die unterschiedlichen Polaritäten Halbwellen einer Wechselspannung. Weiter insbesondere wird die Steuervorrichtung auch in der Heizpolarität mit Strom versorgt.
  • Dies kann den Vorteil haben, dass Heizeinheit und Funktionseinheit auf einfache Weise im Wesentlichen zeitgleich und doch unabhängig voneinander mit Energie versorgt werden können.
  • Insbesondere kann über einen Gesamtheizthermostat die Gesamtmenge an Heizenergie fremdgesteuert werden, während die Sicherheitselektronik gegen Überhitzung und für Zusatzfunktionen dennoch immer mit Strom versorgt ist. Im Nicht-Heizbetrieb kann die Polarität umgeschaltet werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren auf: Erstellen einer digitalen Karte der Heizkomponente (und/oder der zugehörigen Steuereinheit) und zumindest einer weiteren Heizkomponente (und/oder der zugehörigen Steuereinheit), insbesondere eines Flächenheizmoduls und zumindest eines weiteren Flächenheizmoduls.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel erstellt eine Software eine digitale Karte der installierten eFH (Module), insbesondere unter Berücksichtigung von IDs der Steuereinheiten, der Position der Steuereinheiten in einem Modul, und/oder einer Form der Positionstriangulation. Zur Bestimmung, an welcher Seite ein Nachbarmodul ansetzt kann, können z.B. Mechanismen der Positionsbestimmung auf Basis von elektromagnetischen Wellen verwendet werden. Zusätzlich kann die Tatsache ausgewertet werden, dass Nachbarmodule ohne großen Abstand und nicht überlappend montiert werden. Ebenfalls kann das Wissen um die Positionierung der Steuereinheiten verwendet werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Steuervorrichtung einen selbstlernenden Algorithmus auf, basierend auf welchem das Steuern und/oder Regeln (insbesondere bezüglich der weiteren Funktion) angepasst wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner auf: Vergießen der elektrischen Flächenheizung zumindest teilweise mit einem Montage-Fluid, dies insbesondere nach dem Entfernen der mechanischen Abdeckung. Dies kann den Vorteil haben, dass ein kosteneffizientes und stabiles Verlegen ermöglicht ist.
  • Flächenheizmodule können ausgelegt und miteinander verbunden werden, wobei diese weitere Baustoffe wie Isolierung, Trittfestigkeitsschutz (während der Bauzeit) oder Trag-/ Montagehilfsmittel beinhalten können. In einem Beispiel wird die Steuereinheit mittels einer mechanischen Abdeckung geschützt und diese wird erst nach dem Verlegen am Zielort entfernt. Durch dieses Schutzkappenabziehen, direkt vor dem Vergießen mit dem Monatefluid, bleibt die Steuereinheit vor Bauschäden geschützt.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
    • Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung als Heizfolie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung als Heizfolie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung als Gitterstruktur gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    Detaillierte Beschreibung der Figuren
  • Bevor die Figuren detailliert beschrieben werden, findet sich im Folgenden zunächst eine Diskussion einiger exemplarischer Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es notwendig sein, die Steuervorrichtung auch mit Strom zu versorgen, wenn nicht geheizt wird. Dazu gibt es verschiedene Realisierungsmöglichkeiten:
    • Kontinuierliche Versorgung mit Strom. Diese Variante ist prädestiniert, dass die Temperaturregelung vollständig durch die Steuervorrichtung erfolgt, und nicht eine Temperaturregelung durch Ein-/Ausschalten der Stromversorgungsleitungen erfolgt.
    • Eine Minimalmenge von Spannung bleibt zur Betreibung immer eingeschaltet. Die Raumtemperaturregelung erfolgt durch Verändern dieser Spannung, jedoch schaltet die Steuervorrichtung die Felder aber erst ab einer bestimmten Minimalspannung ein.
    • Es werden einzelne Wellenpakete der Stromversorgung (z.B. Netzspannung) immer wieder eingeschaltet. Dabei wird durch die Ruhezeit zwischen den Wellenpaketen die Raumtemperatur geregelt. Ab einer bestimmten Pausenlänge zwischen Wellenpaketen aktiviert die Steuervorrichtung dann keine Heizfelder mehr, sondern bezieht die Wellenpakete nur noch zur Eigenversorgung mit Energie.
    • Nur die einen Halbwellen (z.B. die positiven) der Stromquelle werden zum Heizen verwendet, die anderen Halbwellen (z.B. die negativen) werden zur Versorgung der Funktionseinheit verwendet.
    • Kombination der obigen Verfahren.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, im Gegensatz zu selbstbegrenzenden Heizkabeln, eine Flächenheizung realisiert, welche in eine Vielzahl kleiner Zonen (Heizkomponenten, Flächenheizmodule) aufgeteilt ist und die Leistung jeder dieser Zonen mittels einem Steuergerät (Steuervorrichtung, Steuereinheit) individuell angesteuert oder geregelt werden kann. Bei einer Flächenheizung weiß man zur Bauzeit meist noch nicht, was später wo darauf hingestellt oder (an der Wand) befestigt wird. Auch kurzzeitige Veränderungen von Objekten auf der Heizfläche, bzw. dem Deckbelag über der Heizfläche sind so ausgleichbar. Zum Beispiel kann ein flauschiges Stoffkleid auf einem Boden eine thermische Isolation darstellen, so dass bei konstanter Leistungsabgabe im Boden eine zu große Erhitzung für empfindliche Stoffe erfolgen kann. Dasselbe Problem zeigt sich offensichtlicher bei einem Baby oder Kleinkind das auf dem Boden liegt.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die rechnerische Kombination von Temperatur, Energie und Zeit (oder Temperatur und Leistung) pro Heizkomponenten-Feld festgestellt, wie gut die Wärmeableitung oberhalb des Feldes ist. Dadurch sind z.B. folgende zusätzliche Steuermöglichkeiten realisierbar:
    1. i) Felder, welche gegenüber anderen Feldern besonders viel Leistung pro Grad Temperaturerhöhung aufnehmen können, sind erkennbar und können für die Eigenverbrauchssteuerung und das demand-side-management entsprechend verwendet werden.
    2. ii) Eine Temperaturerhöhung eines Feldes ohne Heizleistung lässt sich als Indikator für einen thermisch aktiven Bereich verwenden, der nicht beheizt werden soll (z.B. wird der Boden im Sommer in den Bereichen, auf denen ein Kühlschrank steht, wärmer als die Umgebungsbereiche). So kann z.B. auf das Heizen unter einem Kühlschrank verzichtet werden. Diese Auszeichnung von speziell anzusteuernden Feldern kann manuell, durch Kalibrierung, oder durch selbständiges Einlernen erreicht werden. Insbesondere können einzelne Felder von einem Energiestoss (Boostfunktion) ausgeschlossen werden.
    3. iii) Erkennen von dynamischen externen Wärmeeinflüssen auf die Zone über dem Heizfeld. So kann zum Beispiel die Sonne einzelne Felder durch ein Fenster erwärmen. Diese können erkannt werden und daraufhin die Heizleistung reduziert werden, insbesondere in überproportionaler Weise, oder es kann abgeschaltet werden.
    4. iv) Aufzeichnen von Sensorwerten und diese für eine smarte Regelung nutzen. Zum Beispiel kann aufgrund der aufgezeichneten historischen Daten eine damalige Überheizung des Raumes oder eines Bereiches erkannt werden und durch Anpassen des aktuellen Wärmeprofils kann dies verhindert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung können einzelne Heizkomponenten-Felder messen, wieviel Energiefluss sie erreichen. Wenn fast direkt an Luft gelegen, steigt bei konstantem Wärmefluss die Temperatur schnell an. Wenn ein dicker Stein auf der eFH liegt, erfolgt eine Wärmespeicherung, erkennbar am verzögerten Temperaturanstieg. Dies kann durch Lerneffekte erkannt werden, und somit kann dynamisiert werden. Es kann auf Strompreis- und Wettervorhersagen derart reagiert werden, dass auf günstige Energie oder aufkommende, erhöhte oder reduzierte Außentemperaturen entweder direkt oder via Speichermedium reagiert wird.
  • Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung (eFH) 100 zum Verlegen im Baubereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die elektrische Flächenheizung 100 ist modulartig aufgebaut und weist eine Heizkomponente 110 mit einem ersten Heizelement (Heizkabel) 111 und eine weitere Heizkomponente 120 mit einem zweiten Heizelement (Heizkabel) 121 auf. Weiterhin weist die eFH 100 eine Trägerstruktur 130 auf, welche entlang zweier Haupterstreckungsrichtungen x, y ausgebildet ist und dabei eine Trägerebene TE aufspannt. Die Heizkabel 111, 121 sind in Trägermaterial der Trägerstruktur 130, welche als Trägerfolie ausgestaltet ist, gebogen (mäandrierend) angeordnet bzw. eingebettet.
  • Die elektrische Flächenheizung 100 weist ferner auf: einen Heizbereich 102, in welchem Heizelemente 111, 121 angeordnet sind, und einen Freibereich 104, in welchem die Heizelemente 111, 121 nicht angeordnet sind. Letzterer dient beispielsweise als Freihaltezone, um beispielsweise Bohrungen durchzuführen, wenn die elektrische Flächenheizung 100 von einem Boden oder einer Tapete überdeckt wird und nicht mehr sichtbar ist.
  • Die elektrische Flächenheizung 100 weist ein erstes Flächenheizmodul 115 (erste Zone) auf, in welchem die erste Heizkomponente 110 (erstes Feld) angeordnet ist, und ein zweites Flächenheizmodul 125 (zweite Zone), in welchem die zweite Heizkomponente 120 (zweites Feld) angeordnet ist. Beide Flächenheizmodule 115, 125 sind über ein Verbindungselement 160 miteinander verbunden.
  • Eine Steuervorrichtung 150 ist in die eFH 100 integriert, im gezeigten Beispiel in das Verbindungselement 160 integriert. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 150 in die Trägerstruktur 130 integriert bzw. eingebettet. Die Steuervorrichtung 150 ist an die Heizkomponente 110 und an die weitere Heizkomponente 120 gekoppelt (elektrisch verbunden). Die Steuervorrichtung 150 ist konfiguriert die Heizkomponente 110 gemäß einer ersten Temperaturcharakteristik zu steuern und/oder zu regeln, und, unabhängig davon, die weitere Heizkomponente 120 gemäß einer zweiten Temperaturcharakteristik zu steuern und/oder zu regeln, wobei die erste Temperaturcharakteristik von der zweiten Temperaturcharakteristik verschieden ist.
  • Hierbei weist die Steuervorrichtung 150 eine Heizeinheit und eine Funktionseinheit (nicht gezeigt) auf, wobei die Heizeinheit für die beschriebene Heizfunktion zuständig ist, während die Funktionseinheit eine weitere Funktion erfüllt, welche nicht Heizen ist. Die weitere Funktion kann in derselben Weise, wie für die Heizfunktion beschrieben, eingesetzt werden. Beispielsweise kann die weitere Funktion auf das erste Flächenheizmodul 115 und das zweite Flächenheizmodul 125 unabhängig voneinander angewendet werden.
  • Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung 100 zum Verlegen im Baubereich gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel ist jede Heizkomponente 110, 120 an eine eigene Stromquelle 191 angeschlossen. Hierbei weist das erste Flächenheizmodul 115 eine erste Steuereinheit 151 (der Steuervorrichtung 150) auf, während das zweite Flächenheizmodul 125 eine zweite Steuereinheit 152 (der Steuervorrichtung 150) aufweist. Jede der Steuereinheiten 151, 152 weist in diesem Beispiel jeweils eine Heizeinheit und eine Funktionseinheit (nicht gezeigt) auf. Die Steuereinheiten 151, 152 sind zwischen Stromquelle 191 und Heizkomponente 110, 120 geschaltet und können unabhängig voneinander die erste und die zweite Temperaturcharakteristik bzw. eine erste und eine zweite weitere Funktion bereitstellen. Die Flächenheizmodule 115, 125 grenzen seitlich aneinander an, sind in diesem Beispiel aber nicht elektrisch miteinander verbunden. Dennoch bilden die Flächenheizmodule 115, 125 eine Einheit (die elektrische Flächenheizung 100) und werden als Einheit hergestellt, transportiert und verlegt.
  • Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung 100 zum Verlegen im Baubereich gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel sind eine Mehrzahl von Flächenheizmodulen 115, 125 mit jeweiligen Heizkomponenten 110, 120 auf einem Boden verlegt, wobei Ecken ausgespart wurden. Es ist dargestellt, dass in jedes Flächenheizmodul eine korrespondierende Steuereinheit 150 integriert ist. Dadurch kann jedes der Module individuell gemäß einer jeweiligen Temperaturcharakteristik und/oder jeweiligen weiteren Funktion gesteuert/geregelt werden.
  • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung 100 als Heizfolie 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Mehrzahl von Heizbereichen 102 und eine Mehrzahl von Freibereichen 104 sind alternierend angeordnet. Die Trägerstruktur 130 ist als Folienbahn in Längenrichtung x ausgebildet und die Mehrzahl von Freibereichen 104 sind quer zu der Folienbahn in Breitenrichtung y angeordnet. Längenleiter 171, 172 (bzw. Versorgungsleiter) sind entlang der Folienbahn angeordnet (und ebenfalls in der Trägerstruktur 130 eingebettet und/oder an dieser angeordnet) und versorgen die Heizbereiche 102 mit elektrischer Energie. In dem gezeigten Beispiel ist jeder Heizbereich 102 als ein Flächenheizmodul 115, 125 ausgestaltet, welches jeweils eine Heizkomponente 110, 120 und eine Steuereinheit 151, 152 aufweist.
  • Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung 100 als Heizfolie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau ist ähnlich wie bei Figur 4, aber der Freibereich 104, der Heizbereich 102, und auch die Längenleiter 171, 172 sind wellenförmig angeordnet.
  • Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine elektrische Flächenheizung 100 als Gitterstruktur 180 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die eFH 100 weist eine Mehrzahl von elektrischen Heizelementen 181 auf, welche im Wesentlichen stabförmig ausgebildet sind. Diese Anordnung ist derart als Array umgesetzt, dass die stabförmigen elektrischen Heizelemente 181 die Gitterstruktur 180 ausbilden. Die als Gitterstruktur 180 angeordneten elektrischen Heizelemente 181 selbst bilden hierbei den Heizbereich 102, während die Freibereiche 104 jeweils zwischen den stabförmigen Heizelementen 181 der Gitterstruktur 180 gebildet sind. Entlang der Heizelemente 181 sind Heizkomponenten 110, 120 definiert, welche jeweils mit einer Mehrzahl von Steuereinheiten 150 und Temperatursensoren 182 gekoppelt sind. Eine Einheit (Modul) von Heizkomponenten 110, 120 und zugehörigen Steuereinheiten 150 kann als Flächenheizmodul 115, 125 bezeichnet werden.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
    • Bezugszeichen
    • 100
    Elektrische Flächenheizung
    102
    Heizbereich
    104
    Freibereich
    110
    Heizkomponente
    111
    Erstes Heizelement
    115
    Erstes Flächenheizmodul
    120
    Weitere Heizkomponente
    121
    Zweites Heizelement
    125
    Zweites Flächenheizmodul
    130
    Trägerstruktur
    150
    Steuervorrichtung
    151
    Erste Steuereinheit
    152
    Zweite Steuereinheit
    160
    Verbinder, Verbindungselement
    170
    Heizfolie
    171
    Erster Längenleiter
    172
    Zweiter Längenleiter
    180
    Gitter-Array
    181
    Heiz-Stab
    182
    Temperatursensor
    190
    Anschlusselement
    191
    Stromquelle
    TE
    Trägerebene
    x
    Längenrichtung
    y
    Breitenrichtung
    z
    Höhenrichtung

Claims (15)

  1. Eine elektrische Flächenheizung (100) zum Verlegen im Baubereich, wobei die elektrische Flächenheizung (100) aufweist:
    eine elektrische Heizkomponente (110); und
    zumindest eine Steuervorrichtung (150), welche an die elektrische Heizkomponente (110) gekoppelt ist und mit einer Stromquelle (191) koppelbar ist, wobei die Steuervorrichtung (150) eingerichtet ist, die elektrische Heizkomponente (110) zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Steuervorrichtung (150) aufweist:
    eine Heizeinheit, und
    eine Funktionseinheit;
    wobei die Heizeinheit konfiguriert ist, ein Heizen der elektrischen Heizkomponente (110) zu bewirken, und
    wobei die Funktionseinheit konfiguriert ist, eine weitere Funktion zu bewirken, wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.
  2. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die weitere Funktion zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus:
    Stromversorgung, Sensorik, Aktorik, Datenübertragung, Datenverarbeitung,
    elektrische Isolation, mechanischer Schutz.
  3. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die weitere Funktion zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus:
    einer Stromversorgung eines Drittsystems,
    einer Digitalisierungsfunktion,
    einer Positionsbestimmung, insbesondere von Bohrlöchern,
    einer Präsenzdetektion,
    einer Feuchtesensorik,
    einer Kommunikation,
    einer Bewegungsdetektion,
    einer Datenverschlüsselung,
    einer Bereichsbestimmung innerhalb der elektrischen Flächenheizung (100),
    einem Weiterleiten von Signalen, insbesondere Alarmsignalen,
    einem Erkennen einer Signatur,
    einer Laufwegsteuerung.
  4. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß Anspruch 3, wobei die Kommunikation den Einsatz aufweist von zumindest einem aus der Gruppe, welche besteht aus: gesondertes Kabel, Überlagerung von Netzspannung, Bussystem, Analogsignal, Funksignal, insbesondere eines von WLAN, Bluetooth, WiFi, RFID, NFC, BLE, WiFi, LoRaWAN, UWB,
    insbesondere wobei die Positionsbestimmung zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus: Positionstriangulation, UWB, iBeacon, eine Mehrzahl von Positionsbestimmungseinheiten.
  5. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (150), insbesondere die Funktionseinheit, ferner konfiguriert ist ein Sicherheits-Kriterium zu erfüllen, insbesondere zumindest eines aus der Gruppe, welche besteht aus: Passwortschutz, Datenverschlüsselung, Benutzertypenunterscheidung, Temperaturfunktionsschutz, Sicherheitsfunktion, selektive Aktualisierung.
  6. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (150), insbesondere die Funktionseinheit, konfiguriert ist, zumindest eine zusätzliche Funktion zu installieren und/oder freizuschalten,
    insbesondere wobei die zusätzliche Funktion zumindest eine aus der Gruppe aufweist, welche besteht aus: Chiffriermechanismus, Sensorauswertung, Positionsbestimmung, insbesondere Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit, Funk-Kommunikation, Sicherheitsschutz, Zugriffsschutz, Betriebsstabilität.
  7. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (150) ferner aufweist: eine Antenne, insbesondere eine abschirmfreie Antenne,
    weiter insbesondere wobei die Antenne zumindest eines der folgenden Merkmale aufweist: Kondensatorkopplung, Isolation, Fehlerstromschutzschaltung.
  8. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend:
    einen ersten Bereich mit einer ersten Signaldämpfung,
    einen zweiten Bereich mit einer zweiten Signaldämpfung,
    wobei die erste Signaldämpfung niedriger ist als die zweite Signaldämpfung, wobei die Steuervorrichtung (150) ferner aufweist: eine Sendefunktionalität und/oder eine Empfangsfunktionalität, und
    wobei die Sendefunktionalität und/oder die Empfangsfunktionalität in dem ersten Bereich angeordnet ist.
  9. Die elektrische Flächenheizung (100) gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale:
    wobei die Steuereinheit (150) konfiguriert ist auf Verzerrungen eines elektromagnetisches Feldes zu reagieren,
    insbesondere wobei das Reagieren zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus: Erkennen, Einlernen, Bestimmen von Messgrößen, insbesondere Nutzen dieser Messgrößen zur Positionsbestimmung;
    wobei die Steuervorrichtung (150) konfiguriert ist, einen Blockchain Algorithmus und/oder einen künstlichen Intelligenz Algorithmus durchzuführen;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) ferner aufweist:
    eine Feedback-Vorrichtung, eingerichtet zum Ausgeben eines akustischen
    und/oder haptisches Signals,
    insbesondere wobei die Feedback-Vorrichtung zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus: Exciter, Shaker, Bone Conducting Transducer, Handy-Shaker, Bass-Exciter, Lautsprecher;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) ferner aufweist:
    eine weitere Heizkomponente (120),
    wobei die zumindest eine Steuervorrichtung (150) die Heizkomponente (110) und an die weitere Heizkomponente (120) gekoppelt ist, und
    wobei die zumindest eine Steuervorrichtung (150) konfiguriert ist
    die Heizkomponente (110) gemäß einer ersten Temperaturcharakteristik zu steuern und/oder zu regeln, und, unabhängig davon,
    die weitere Heizkomponente (120) gemäß einer zweiten Temperaturcharakteristik zu steuern und/oder zu regeln,
    wobei die erste Temperaturcharakteristik von der zweiten Temperaturcharakteristik verschieden ist;
    wobei die Steuervorrichtung (150) aufweist:
    eine erste Steuereinheit (151), welche der Heizkomponente (110) zugeordnet ist, und eingerichtet ist eine erste Funktion durchzuführen; und
    eine zweite Steuereinheit (152), welche der weiteren Heizkomponente (120) zugeordnet ist, und eingerichtet ist eine zweite Funktion durchzuführen; insbesondere wobei die erste Steuereinheit (151) und die zweite Steuereinheit (152) räumlich voneinander beabstandet sind;
    wobei die erste Steuereinheit (151) eingerichtet ist die zweite Funktion der zweiten Steuereinheit (152) zumindest teilweise auszuführen, insbesondere wenn die zweite Funktion mittels der zweiten Steuereinheit (152) zumindest zeitweise nicht durchführbar ist; und/oder
    wobei die zweite Steuereinheit (152) eingerichtet ist die erste Funktion der ersten Steuereinheit (151) zumindest teilweise auszuführen, insbesondere wenn die erste Funktion mittels der ersten Steuereinheit (151) zumindest zeitweise nicht durchführbar ist;
    wobei die erste Funktion und/oder die zweite Funktion zumindest eine aus der Gruppe ist, welche besteht aus: Heizleistung bereitstellen, Heizleistung reduzieren, Heizleistung abschalten, Heizleistung kompensieren, Signal bereitstellen, Zuschalten von zumindest einer Heizkomponente (110, 120);
    wobei die erste Steuereinheit (151) konfiguriert ist eine Temperaturcharakteristik-assoziierte Information an die zweite Steuereinheit (152) und/oder eine externe Vorrichtung weiterzuleiten; und/oder wobei die zweite Steuereinheit (152) konfiguriert ist die Temperaturcharakteristik-assoziierte Information an die erste Steuereinheit (151) und/oder die externe Vorrichtung weiterzuleiten;
    wobei die Heizkomponente (110) zumindest ein erstes elektrisches Heizelement (111), insbesondere ein Heizkabel oder einen Heizstab, aufweist; und/oder wobei die weitere Heizkomponente (120) zumindest ein zweites elektrisches Heizelement (121), insbesondere ein Heizkabel oder einen Heizstab, aufweist;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) ferner aufweist:
    einen Heizbereich (102), in welchem zumindest ein Heizelement (111, 121) angeordnet ist; und
    einen Freibereich (104), in welchem kein Heizelement (111, 121) angeordnet ist,
    insbesondere wobei eine Erstreckung des Freibereichs (104) in einer Haupterstreckungsrichtung (x, y) der elektrischen Flächenheizung (100) 1 cm oder mehr, insbesondere 2 cm oder mehr, weiter insbesondere 3 cm oder mehr, beträgt;
    wobei eine Mehrzahl von elektrischen Heizelemente (111, 121) im Wesentlichen stabförmig (181) ausgebildet sind und als Array (180), insbesondere als Gitterstruktur, angeordnet sind,
    weiter insbesondere wobei die als Gitterstruktur (180) angeordneten elektrischen Heizelemente (111, 121) einen Heizbereich (102) bilden und ein Freibereich (104) zwischen den Heizelementen (141) der Gitterstruktur (180) gebildet ist;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) ferner aufweist:
    eine Trägerstruktur (130), welche entlang zweier Haupterstreckungsrichtungen (x, y) ausgebildet ist und eine Trägerebene (TE) aufspannt,
    wobei zumindest ein Abschnitt der Heizkomponente (110) und/oder der weiteren Heizkomponente (120) an und/oder in der Trägerstruktur (130) angeordnet ist;
    wobei die Steuervorrichtung (150) in die Trägerstruktur (130) integriert ist;
    wobei die Trägerstruktur (130) als Folienbahn (170) ausgebildet ist,
    insbesondere wobei Heizbereiche (102) und Freibereiche (104) alternierend, insbesondere quer, zu der Folienbahn (170) angeordnet sind;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) zumindest teilweise eine Dicke (z) von 8 mm oder weniger, insbesondere 6 mm oder weniger, weiter insbesondere 5 mm oder weniger, aufweist;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) zumindest abschnittsweise pro Quadratmeter 10 oder mehr, insbesondere 20 oder mehr, weiter insbesondere 40 oder mehr, Freibereiche (104), insbesondere Aussparungen, aufweist;
    wobei die Steuervorrichtung (150) konfiguriert in die Steuerung und/oder Regelung zumindest eines zu integrieren aus der Gruppe, welche besteht aus: Phasenabschnittsteuerung, Phasenanschnittsteuerung, Pulsweitenmodulation, Spanungssteuerung, Energiestoss-Überspannung, Phasenpaketsteuerung;
    wobei die Steuervorrichtung (150) konfiguriert ist mit einer Temperaturcharakteristik-assoziierten Information zu verfahren, insbesondere diese zu empfangen, zu erfassen, oder weiterzuleiten,
    weiter insbesondere wobei die Temperaturcharakteristik-assoziierte Information zumindest eines aufweist aus der Gruppe, welche besteht aus: Messwert, Sollwert, Temperatur pro Heizkomponente, Durchschnittstemperatur einer Mehrzahl von Heizkomponenten, Leistung pro Heizkomponenten, Durchschnittsleistung einer Mehrzahl von Heizkomponenten, Energie pro Heizkomponente, Durchschnittsenergie einer Mehrzahl von Heizkomponenten;
    wobei die elektrische Flächenheizung (100) derart konfiguriert ist, dass die Steuervorrichtung (150), insbesondere die Funktionseinheit, kontinuierlich mit Strom der Stromquelle (191) versorgbar ist;
    wobei die Steuervorrichtung (150) ferner einen Betriebsmodus aufweist, welcher zumindest eines ermöglicht aus der Gruppe, welche besteht aus Konfigurieren, Einlernen, Identifizieren, Softwareaktualisieren, Inbetriebnehmen;
    wobei der Heizkomponente (110) und/oder der weiteren Heizkomponente (120) eine eindeutige Identifizierung zugeordnet ist, und
    wobei die eindeutige Identifizierung mit der räumlichen Position assoziiert ist;
    wobei die Steuervorrichtung (150) konfiguriert ist, von der Stromquelle (191) eine Spannung zu empfangen, welche eine positive Polarität und eine negative Polarität aufweisen kann,
    wobei die positive Polarität zum Heizen der elektrischen Heizkomponente (110) genutzt wird und die negative Polarität zum Versorgen der Steuervorrichtung (150) mit Strom zum Ausführen der weiteren Funktion genutzt wird; oder
    wobei die positive Polarität zum Heizen der elektrischen Heizkomponente (110) genutzt wird und die negative Polarität zum Versorgen der Steuervorrichtung (150) mit Strom zum Ausführen der weiteren Funktion genutzt wird;
    insbesondere wobei die unterschiedlichen Polaritäten Halbwellen einer Wechselspannung sind.
  10. Ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Flächenheizung (100), gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren aufweisend:
    Heizen der elektrischen Heizkomponente (110) mittels der Heizeinheit basierend auf Strom der Stromquelle (191); und, unabhängig davon,
    Ausführen der weiteren Funktion mittels der Funktionseinheit basierend auf Strom der Stromquelle (191), wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, ferner aufweisend:
    Erstellen einer digitalen Karte der Heizkomponente (110) und zumindest einer weiteren Heizkomponente (120), insbesondere eines Flächenheizmoduls (115) und zumindest eines weiteren Flächenheizmoduls (125).
  12. Ein Computerprogramm Produkt, welches konfiguriert ist, wenn es an einem Prozessor oder Computer betrieben wird, ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Flächenheizung (100) gemäß Anspruch 10 oder 11 auszuführen.
  13. Ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Flächenheizung (100) gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend:
    Bereitstellen der Steuervorrichtung (150), welche mittels einer mechanischen Abdeckung geschützt ist;
    Verlegen des ersten Flächenheizmoduls (115), welches die Heizkomponente (110) aufweist;
    Verlegen des zweiten Flächenheizmoduls (125), welches die weitere Heizkomponente (120) aufweist;
    Montieren der geschützten Steuervorrichtung (150) und danach Entfernen der mechanischen Abdeckung.
  14. Das Verfahren gemäß Anspruch 13, ferner aufweisend:
    Vergießen der elektrischen Flächenheizung (100) zumindest teilweise mit einem Montage-Fluid,
    insbesondere nach dem Entfernen der mechanischen Abdeckung.
  15. Verwenden einer Steuervorrichtung (150), welche in eine elektrische Flächenheizung (100) integriert ist, zum Steuern und/oder Regeln einer Heizfunktion und einer weiteren Funktion, wobei die weitere Funktion kein Heizen aufweist.
EP22172128.5A 2021-05-18 2022-05-06 Elektrische flächenheizung mit einer nicht das heizen betreffenden zusatzfunktion, und betriebsverfahren Pending EP4093147A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021112827.7A DE102021112827A1 (de) 2021-05-18 2021-05-18 Elektrische Flächenheizung mit einer nicht das Heizen betreffenden Zusatzfunktion, und Betriebsverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP4093147A2 true EP4093147A2 (de) 2022-11-23
EP4093147A3 EP4093147A3 (de) 2023-02-22

Family

ID=81585367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22172128.5A Pending EP4093147A3 (de) 2021-05-18 2022-05-06 Elektrische flächenheizung mit einer nicht das heizen betreffenden zusatzfunktion, und betriebsverfahren

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4093147A3 (de)
DE (1) DE102021112827A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7557330B2 (en) * 2006-05-12 2009-07-07 Goodrich Corporation Heated floor panel with integrated controller having ground fault interrupt circuit
CN101600270B (zh) 2009-07-14 2012-01-18 上海尚兰格暖芯科技有限公司 导电发热材料及包含该导电发热材料的地板和制造方法
EP2679486A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-01 Airbus Operations GmbH Beheizte Bodenplatte für ein Flugzeug und Flugzeug mit beheizter Bodenplatte
EP3153402B1 (de) * 2015-10-09 2018-04-25 Airbus Operations GmbH Beheiztes bodenplattensystem für ein flugzeug
FR3073930B1 (fr) * 2017-11-21 2020-05-15 Thermor Systeme de chauffage electrique modulaire
DE102018103789B4 (de) 2018-02-20 2023-05-04 Ardex Gmbh Heizmatte für eine Flächenheizung, Flächenheizung zum Heizen eines Raumes eines Gebäudes sowie Verfahren zur Herstellung einer Heizmatte für eine Flächenheizung
DE102018103792B4 (de) * 2018-02-20 2025-07-10 Ardex Gmbh Montageverfahren zur Montage einer Flächenheizung
US11927925B2 (en) 2018-11-19 2024-03-12 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Building system with a time correlated reliability data stream

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021112827A1 (de) 2022-11-24
EP4093147A3 (de) 2023-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3755950B1 (de) Heizmatte für eine flächenheizung, flächenheizung zum heizen eines raumes eines gebäudes sowie verfahren zur herstellung einer heizmatte für eine flächenheizung
EP1987370B1 (de) Sensor-/aktor-anordnung und verfahren zum lokalisieren bzw. leiten von beweglichen objekten und/oder personen auf einer fläche mit hilfe einer sensor-/aktor-anordnung
EP3874235B1 (de) Verwendung einer sensorsystemanordnung im baubereich und/oder baugewerbe
WO2021116233A1 (de) Erkennen und orten von feuchtigkeit unter dacheindeckungen
EP4093147A2 (de) Elektrische flächenheizung mit einer nicht das heizen betreffenden zusatzfunktion, und betriebsverfahren
DE102019131880B4 (de) Elektrische Flächenheizung mit über Bereichsmarker bestimmbarem Freibereich
DE19835252C2 (de) Verfahren und System zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung
DE102016107694A1 (de) Verfahren zum drahtlosen Übertragen von Information
EP4093150A1 (de) Elektrische flächenheizung mit gezielt ansteuerbaren heizkomponenten und betriebsverfahren
EP3421941A1 (de) Anordnung aus intelligentem verbrauchszähler und gateway-vorrichtung
EP3755949B1 (de) Montageverfahren zur montage einer flächenheizung und flächenheizung
US9673912B2 (en) Emission power controlled radio signal emitting node
EP3511482B1 (de) Belagselement und system mit wenigstens einem belagselement
EP3016475B1 (de) Vorrichtung mit heizbarer flächen von homogener wärmeverteilung
FI128912B (fi) Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely
DE102019131881B4 (de) Schnell aufheizbares elektrisches Flächenheiz System und Betriebsverfahren
AT502978A1 (de) System zur steuerung elektrischer verbraucher der elektroinstallationstechnik
EP0949708B1 (de) Modul
DE19838912A1 (de) Modul
WO2013120527A1 (de) Funknetzanordnung für ein bauwerk
WO2019162336A1 (de) Sensormatte für eine flächensensorik, flächensensorik sowie verfahren zur herstellung einer sensormatte
KR20190019481A (ko) 클린룸에 설치되는 무선제어장치
EP3755951A2 (de) Flächenelement zum bereitstellen zumindest einer ersten elektrobasierten funktion, verbindungseinheit, elektroinstallation sowie verfahren zum bereitstellen zumindest einer ersten elektrobasierten funktion
DE102020002785A1 (de) Steuerungssystem
EP2753001A1 (de) Kabelförmige Anordnung mit mikroelektronischen Bauteilen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H05B 1/02 20060101AFI20230116BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230810

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250324