JP7025535B2 - 熱パネル及び暖房システム - Google Patents
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Description
-ベース層と、
-ベース層に装着された熱提供層であって、熱が電気エネルギーによって生成される、熱提供層と、
-可視表面を有しうる、熱提供層に装着されたカバリング層と、
-反対側の第1及び第2長手方向辺と、
-反対側の第1及び第2端部辺と、
-パネルを、隣接パネルに結合するべく構成されたパネル結合手段と、
-第1端部辺から第2端部辺までベース層内において配置された、且つ、熱提供層に対向している、少なくとも第1及び第2長手方向溝であって、それぞれ、第1及び第2長手方向辺と平行に配置された、且つ、これらに対する少なくとも第1及び第2距離を有する、少なくとも第1及び第2長手方向溝と、
-第1及び第2端部辺の少なくとも1つから突出するべく、少なくとも第1及び第2長手方向溝内において配置された、且つ、熱提供層に電気的に接続されるべく、且つ、少なくとも1つの隣接するパネルの少なくとも1つの対応する端子コネクタに電気的に接続可能となるべく、且つ、少なくとも部分的な弾性を有し、これにより、パネルが少なくとも1つの対応するパネルに結合された際に、第1及び第2端部辺の少なくとも1つに対して基本的に垂直である接続力Fconを提供するべく、構成された、少なくとも1つの第1及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタであって、接続力Fconは、少なくとも1つの隣接するパネルの少なくとも1つの対応する端子コネクタに向かって方向付けされている、少なくとも1つの第1及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタと、
を含む。
-本明細書において記述されている少なくとも1つのパネルと、
-例えば、取付ベースにおいて配置された、且つ、電気エネルギーを少なくとも1つの第1及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタに提供するべく、少なくとも1つのパネルの第1及び第2端部辺の少なくとも1つに隣接した状態においてベース層に対向している、電気エネルギー提供構成と、
を含む。
-取付ベースにおいて、電気エネルギー提供構成を取り付けるステップと、
-第1及び第2端部辺上における結合手段の使用により、第1パネルを少なくとも1つの第2パネルと機械的に結合し、これにより、第1パネル及び少なくとも1つの第2パネルの列を生成するステップと、
-第1パネル及び少なくとも1つの第2パネルの第1及び第2端子コネクタの使用により、第1パネル及び少なくとも1つの第2パネルを電気的に接続するステップと、
-第1パネル及び少なくとも1つの第2パネルの1つ又は複数のものの第1及び第2電力供給端子コネクタを電気エネルギー提供構成に接続するステップと、
を含む。
P=U*I (式1)
ここで、Uは、熱提供層に印加される電圧であり、且つ、Iは、対応する印加電流である。印加電圧Uは、電源によって提供される電圧Usupplyから電源と熱提供層の間の電圧降下ΔUを減算することにより、与えられ、即ち、次式のとおりである。
U=Usupply-ΔU (式2)
U=R*I (式3)
即ち、次式のとおりであり、
I=U/R (式4)
ここで、Rは、熱提供層の抵抗値である。熱提供層は、加熱モジュール/セクション内において分割される場合があり、この場合に、複数のモジュール/セクションは、並列に結合することができる。1つの熱モジュール/セクションの場合には、抵抗値は、次式によって与えられ、
R=resistivity*Lc_heat/Ac_heat (式5)
ここで、resistivityは、材料パラメータであり、例えば、純粋なアルミニウムの場合には、約2.82×10-8Ωmであり、Lc_heatは、加熱導体(抵抗器)の長さであり、且つ、Ac_heatは、加熱導体の断面積である。導体の断面積Ac_heatは、例えば、薄膜の場合には、次式として、与えられ、
Ac_heat=hc_heat*wc_heat (式6)
ここで、hc_heatは、導体(抵抗器)の高さ/厚さであり、且つ、wは、導体(抵抗器)の幅である。
P=U2/R (式7)
即ち、電力は、電圧Uの二乗に伴って増大し、且つ、抵抗値Rの逆数に伴って減少している。
P=(U2*wc_heat*hc_heat)/(Lc_heat×resistivity) (式8)
P=U2*(wc_heat/Lc_heat)*constant (式9)
dQ/dt=dQ/dtcond+dQ/dtconv+dQ/dtrad+dQ/dtboard (式10)
dQ/dt=dQ/dtcond+dQ/dtconv+dQ/dtrad (式11)
dQ/dtdown=dQ/dtcond (式12)
dQ/dtup=dQ/dtconv+dQ/dtrad (式13)
dT/dt=dQ/dtboard/(d*density*cp) (式14)
ここで、dT/dtは、従って、dQ/dtboardに比例しており、且つ、明らかに、温度は、dq/dtboradがゼロでない場合には、上昇することになる。
Tboard=Tinital+(Tend-Tinital)*(1-e-t/tau) (式15)
ここで、tinitalは、電圧Vが印加される前のボード/パネルの温度であり、Tendは、最後の温度であり、且つ、tauは、特性時定数である。
であり、且つ、tau/面積単位については、次式のとおりであり、
tau=cp*density*d (17)
ここで、cpは、比熱容量であり、Rth_totは、総熱抵抗値であり、densityは、ボード/パネルの密度であり、且つ、dは、ボードの厚さである。
Rth_down=Rth_sub+Rth_damp (式18)
Rth_up=Rth_substrate+Rth_top+Rth_conv+Rrad (式19)、並びに、
1/Rth_tot=1/Rth_down+l/Rth_up (式20)
であり、これは、以下のように記述することができる。
Rth_tot=(Rth_down*Rth_up)/(Rth_down+Rth_up) (式21)
ΔTfilm=P*Tth_tot (式22)
Rth_cond=Lmaterial/(Lambda*A) (式23)
Rth_conv=A/Uth_conv (式24)
dQ/dtheat=epsilon*SB*(Tsurface 4-Tambient4) (式25)
ここで、イプシロンは、放射率係数であり、SBは、ステファン-ボルツマン定数である。
dQ/dtheat=epsilon*SB*(Tsurface 4-Tambient4)*F(physical dimensions) (式26)
ここで、Fは、0~1の範囲をとり、即ち、0~1の範囲である。
Rrail=resistivityrail*Lrail*wrail*hrail (式27)
これは、例えば、1cmの幅wrailと、9マイクロメートルの高さと、45cmの長さと、を有するアルミニウムレールの場合に、0.14Ωの抵抗値を有することになる。
Rpower=Rrail+Rcontact (式28)
Claims (14)
- パネル(100)であって、
-ベース層(101)と、
-前記ベース層(101)に装着された熱提供層(102)であって、熱が電気エネルギーによって生成される、熱提供層と、
-前記熱提供層(102)に装着されたカバリング層(103)と、
-前記パネル(100)の互いに反対側の第1長手方向辺(105)及び第2長手方向辺(106)と、
-前記パネル(100)の互いに反対側の第1端部辺(107)及び第2端部辺(108)と、
-前記パネル(100)を、隣接するパネル(201、...、206)に結合するべく構成されたパネル結合手段(115、116、117、118)と、
-前記第1端部辺(107)から前記第2端部辺(108)まで前記ベース層(101)内において配置された、且つ、前記熱提供層(102)と対向している、第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)であって、前記第1長手方向辺(105)及び第2長手方向辺(106)と平行に配置された、且つ、これらに対する少なくとも第1距離(131)及び第2距離(132)を有する、第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)と、
-前記第1端部辺(107)及び前記第2端部辺(108)の少なくとも1つから突出するべく、第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)内において配置された、且つ、前記熱提供層(102)に電気的に接続されるべく、且つ、少なくとも部分的な弾性を有し、これにより、前記パネル(100)が少なくとも1つの隣接するパネル(201、202)に結合された際に、前記第1端部辺(107)及び前記第2端部辺(108)の前記少なくとも1つに垂直である、且つ、前記少なくとも1つの隣接するパネル(201、202)の少なくとも1つの端子コネクタに向かって方向付けされた、接続力Fconを提供するべく、構成された、少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)と、
を有するパネル。 - 前記第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)の端部は、前記第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)の長さの中間における深さDmidよりも小さい、前記第1端部辺(107)及び第2端部辺(108)の少なくとも1つに隣接(123)する端部深さDendを有しており、即ち、Dend<Dmidであり、前記端部深さDendは、少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)の厚さTconに対応しており、即ち、Dend=Tconである請求項1に記載のパネル(100)。
- -それぞれ、前記第1端部辺(107)から前記第2端部辺(108)まで前記第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)内において配置された第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)を更に有し、これにより、
-前記少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)は、前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)を利用して前記熱提供層(102)に電気的に接続されるべく構成されている請求項1に記載のパネル(100)。 - 前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)は、
-少なくとも部分的な弾性を有する且つ導電性を有する材料と、
-固体の、且つ、導電性を有する材料と、
の群のうちの少なくとも一つを含む請求項3に記載のパネル(100)。 - 前記少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)は、前記導電性を有する第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)を介して前記熱提供層(102)に電気的に接続されている請求項4に記載のパネル(100)。
- 前記少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)は、前記熱提供層(102)が、前記カバリング層(103)と前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)の間において配置され、且つ、前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)に装着されることにより、前記熱提供層(102)に電気的に接続されている請求項4乃至5のいずれか1項に記載のパネル(100)。
- 前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)は、前記熱提供層(102)と前記少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(141)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(142)の間において電気接続を提供するために、前記熱提供層(102)及び前記少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)を互いに圧接状態において押圧するべく構成されている請求項3に記載のパネル(100)。
- 前記電気接続は、前記熱提供層(102)が、前記ベース層(101)と前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)の間において前記第1長手方向溝(121)及び第2長手方向溝(122)内において配置されることにより、提供され、これにより、前記第1長手方向結合要素(141)及び第2長手方向結合要素(142)は、それぞれ、前記熱提供層(102)及び前記少なくとも1つの第1電気端子コネクタ(151)及び少なくとも1つの第2電気端子コネクタ(152)を互いに圧接状態において押圧するべく、構成されている請求項7に記載のパネル。
- 暖房システム(800)であって、
-請求項1乃至8のいずれか1項に記載の少なくとも1つのパネル(100、201、206)と、
-前記電気エネルギーを前記少なくとも1つのパネル(100)の少なくとも1つの第1電力供給端子コネクタ(161)及び少なくとも1つの第2電力供給端子コネクタ(162)に提供するべく、前記少なくとも1つのパネル(100)の前記第1端部辺(107、107’)及び前記第2端部辺(108、108’)の少なくとも1つに隣接した状態において配置された電気エネルギー提供構成(810)と、
を有する暖房システム。 - 前記電気エネルギー提供構成(810)は、
-前記少なくとも1つの第1電力供給端子コネクタ(161)及び少なくとも1つの第2電力供給端子コネクタ(162)が、前記第1端部辺(107、107’)及び前記第2端部辺(108、108’)の少なくとも1つから突出する、取付ベース(820)において、且つ、
-前記少なくとも1つの第1電力供給端子コネクタ(161)及び少なくとも1つの第2電力供給端子コネクタ(162)が、前記第1端部辺(107、107’)及び前記第2端部辺(108、108’)の少なくとも1つのものの周りにおいて折り曲げられ、且つ、前記ベース層(101)と前記電気エネルギー提供構成(810)の間において、且つ、前記電気エネルギー提供構成(810)の少なくとも1つの部分との電気接触状態において、配置される、前記ベース層(101)に対向する状態において、
からなる群のうちの1つに従って配置されている請求項9に記載の暖房システム(800)。 - 前記電気エネルギーは、パネル(100)の前記第1端部辺(107)の前記第1電力供給端子コネクタ(161)及び第2電力供給端子コネクタ(162)に、或いは、前記パネル(100)の前記第1端部辺(107)に直接又は間接的に結合された隣接パネル(202)の第1端部辺(107’)に供給される第1及び第2極性により、提供されている請求項9乃至10のいずれか1項に記載の暖房システム(800)。
- 前記電気エネルギーは、
-パネル(100)の前記第1端部辺(107)の前記第1電力供給端子コネクタ(161)又は第2電力供給端子コネクタ(162)に、或いは、前記パネル(100)の前記第1端部辺(107)に直接又は間接的に結合された隣接パネル(202)の第1端部辺(107’)に、供給される第1極性(P1)、並びに、
-前記パネルの前記第2端部辺(108)の前記第1電力供給端子コネクタ(161)又は第2電力供給端子コネクタ(162)に、或いは、前記パネル(100)の前記第2端部辺(108)に直接又は間接的に結合された隣接パネル(201)の第2端部辺(108’)に、供給される第2極性(P2)、
によって提供されている請求項9乃至10のいずれか1項に記載の暖房システム(800)。 - 請求項9乃至12のいずれか1項に記載の前記暖房システム(800)を設置する方法であって、
-前記電気エネルギー提供構成(810)を取付ベース(820)において取り付けるステップと、
-前記第1端部辺(107)及び第2端部辺(108)上の結合手段(117、118)の使用により、第1パネル(100)を少なくとも1つの第2パネル(201、202)と機械的に結合し、これにより、前記第1パネル(100)及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)の列を生成するステップと、
-前記第1パネル(100)及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)の第1電気端子コネクタ(151)及び第2電気端子コネクタ(152)の使用により、前記第1パネル及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)を電気的に接続するステップと、
-前記第1パネル(100)及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)の1つ又は複数のものの第1電力供給端子コネクタ(161)及び第2電力供給端子コネクタ(162)を前記電気エネルギー提供構成(810)に接続するステップと、
を含む方法。 - -前記電気エネルギー提供構成(810)を前記取付ベース(820)において取り付けるステップと、
-前記第1端部辺(107)及び第2端部辺(108)上の前記結合手段(117、118)の使用により、第1パネル(100)を少なくとも1つの第2パネル(201、202)と機械的に結合し、これにより、前記第1パネル(100)及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)の列を生成する、ステップと、
-前記第1パネル(100)及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)の前記第1電気端子コネクタ(151)及び第2電気端子コネクタ(152)の使用により、前記第1パネル(100)及び前記少なくとも1つの第2パネル(201、202)を電気的に接続するステップと、
-前記第1パネル(100)の前記第1端部辺(107)上の前記第1電力供給端子コネクタ(161)及び第2電力供給端子コネクタ(162)の1つを前記電気エネルギー提供構成(810)に接続し、これにより、前記電気エネルギーの第1極性(P1)が提供される、ステップと、
-前記第1パネル(100)の前記第2端部辺(108)上の前記第1電力供給端子コネクタ(161)及び第2電力供給端子コネクタ(162)の別のものを前記電気エネルギー提供構成(810)に接続し、これにより、前記電気エネルギーの第2極性(P2)が提供される、ステップと、
を含む請求項13に記載の暖房システム(800)を設置する方法。
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