Wärmestrahlendes Heizpaneel Heat radiating heating panel
Gegenstand des Gebrauchmusters ist ein wärmestrahlendes Heizpaneel, das zur Heizung von hohem Wirkungsgrad mit Wärmestrahlung von differenten Projekten, z.B. Einfamilienhäuser, Landhäuser, Büroräumen, geeignet ist.The subject of the utility model is a heat radiating heating panel, which is used to heat high efficiency with heat radiation from different projects, e.g. Family houses, country houses, offices, is suitable.
Heutzutage werden zahlreiche Varianten der differenten Heizungsmethoden angewendet. Ein grundsätzlicher Unterschied unter diesen besteht in den Methoden der Wärmezufuhr, die entsprechend der möglichen Formen der Wärmeübertragung Wärmeströmung, Wärmeleitung oder Wärmestrahlung sein kann. Eine zur inneren Heizung der differenten Projekte, z.B. Wohnungen, Büroräumen, Landhäuser, am meist wirksam anwendbare Heizungsmethode ist die Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung, weil die Einwirkung der strahlenden Wärme das indirekte Temperaturgefuhl steigert. Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine erhebliche Differenz der Wärmefuhlung bei gleicher Temperatur im Schatten und auf der Sonne ist.Nowadays, numerous variants of the different heating methods are used. A fundamental difference between these consists in the methods of heat supply, which, depending on the possible forms of heat transfer, can be heat flow, heat conduction or heat radiation. One for the internal heating of different projects, e.g. Flats, offices, country houses, the most effective heating method is heat transfer by heat radiation, because the effect of the radiant heat increases the indirect feeling of temperature. It is a known fact that there is a considerable difference in the heat sensation at the same temperature in the shade and on the sun.
Nach dem Stand der Technik gibt es mehrere Lösungen zu Erledigung der Heizung mit Wärmestrahlung abhängig von dem angewendeten Energieträger. In Falle einer der modernsten Heizungsmethoden, bei elektrischer Heizung werden zur Errichtung der indirekten Wärmestrahlung solche Heizplatten mit großer Oberfläche angewendet, in welchen eine Heizleitung oder zusammengepresste verdichtete Widerstandschicht ist. Die Heizplatte wird von der an die Heizplatte geschaltete Spannung erwärmt, und gibt ihre Wärme an die Umgebung hauptsächlich mit Strahlung ab.
Eine Lösung zur Ausgestaltung einer Heizwiderstanddichte von großer Oberfläche die nach Stand der Technik als Heizelement angewendet werden kann ist in der US Patentschrift 4 616 125 bekanntgemacht. Eine auf Wand oder auf Decke befestigbare heizbare Deckplatte ist aus der US Patentschrift 4 839 500 bekannt. Eine Lösung für Ausstattung eines auf Wand oder auf Decke montierten elektrischen wärmetrahlendes Geräts zur Heizung von Räumen mit infraroter Strahlung ist in der Patentschrift US 5 159 176 beschrieben. Ein solches Heizungsystem ist auch von der Firma M+M International (Lyon, Frankreich) unter Name AZTEC gefertigt.According to the state of the art, there are several solutions for dealing with the heating with thermal radiation depending on the energy source used. In the case of one of the most modern heating methods, in the case of electric heating, those heating plates with a large surface area are used for the construction of the indirect heat radiation, in which there is a heating line or compressed compressed resistance layer. The heating plate is heated by the voltage connected to the heating plate, and emits its heat to the environment mainly with radiation. A solution for designing a heating resistance density of large surface area which can be used as a heating element according to the prior art is disclosed in US Pat. No. 4,616,125. A heatable cover plate which can be fastened to the wall or to the ceiling is known from US Pat. No. 4,839,500. A solution for equipping a wall or ceiling mounted electrical heat radiating device for heating rooms with infrared radiation is described in US Pat. No. 5,159,176. Such a heating system is also manufactured by M + M International (Lyon, France) under the name AZTEC.
Ein Nachteil der bekannten wärmestrahlenden Heizgeräte ist, daß ihr Wirkungsgrad nicht geeignet ist, weil sie einen Teil der eingegebenen Wärmeenergie nicht durch Wärmestrahlung abgeben. Die andererweise z.B. durch Wärmeleitung, Wärmeströmung übergegebene Wärme ist aus Hinsicht des Heizungsytems nicht nützlich, so verringert sie den Wirkungsgrad des Heizungsystems. In Falle einiger bekannter Lösungen zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Wärmeentlassung wird die Heizoberfläche mit einer den Wirkungsgrad der Wärmeentlassung (Emissivität) steigernden Schicht, z.B. aus Kieselsand versehen, aber wegen des schlechten Wärmeübergabefaktor zwischen des Heizelementes und der wärmestrahlenden Oberfläche ist deren Wirkungsrad nicht zufriedenstellend.A disadvantage of the known heat radiating heaters is that their efficiency is unsuitable because they do not give off part of the heat energy input by heat radiation. Otherwise e.g. heat transferred by heat conduction, heat flow is not useful from the point of view of the heating system, so it reduces the efficiency of the heating system. In the case of some known solutions for increasing the efficiency of heat release, the heating surface is covered with a layer which increases the efficiency of heat release (emissivity), e.g. made of silica sand, but because of the poor heat transfer factor between the heating element and the heat-radiating surface, their efficiency is not satisfactory.
Die elektrischen Heizplatten sind wegen der während der Aufheizung und der Abkühlung auftretenden Wärmeausdehnung und Kontraktion einer regelmäßigen mechanischen Inanspruchnahme ausgesetzt. Wegen
der flachen Ausgestaltung ist diese seitwärts erheblich, aber in Normalrichtung auf die Platte vernachlaßbar. Aber in Falle von dicht zusammengefestigten Schichten erzeugt die Buckelung des mittleren Teiles des Heizgerätes. Zur guten Wärmeübertragung ist aber der dichte Zusammenbau der verschiedenen Schichten notwendig, die Errichtung von formhaltenden wärmestrahlenden Heizgeräte von hohem Wirkungsgrad und geeigneten mechanischen Eigenschaften ist deswegen schwer.Because of the thermal expansion and contraction that occur during heating and cooling, the electrical heating plates are subjected to regular mechanical stress. Because of The flat design is significant sideways, but negligible in the normal direction on the plate. But in the case of densely consolidated layers, the bulge of the middle part of the heater creates. For good heat transfer, however, the various layers have to be tightly assembled, which is why it is difficult to set up shape-retaining heat-radiating heaters with high efficiency and suitable mechanical properties.
Unsere Zielsetzung ist die Ausarbeitung eines solchen Heizpaneeies für Heizung mit Wärmestrahlung während Ausarbeitung der Lösung nach dem Gebrauchsmuster gewesen, dessen Plattenoberfläche auch in warmem Zustand, während Heizung formhaltende und ebene bleibt, und es erfolgt während der Heizung eine maximale Wärmeübergabe zwischen der Heizplatte und der wärmestrahlenden Oberfläche bzw. dem geheiztem Raum.Our aim was to develop such a heating panel for heating with heat radiation while working out the solution according to the utility model, the plate surface of which also remains warm while heating keeps shape and level, and there is a maximum heat transfer between the heating plate and the heat radiating during heating Surface or the heated room.
Als Erfϊndungsstufe während Errichtung der Lösung nach dem Gebrauchsmuster haben wir erkannt, daß das festgesetzte Ziel erreichbar ist, als das Heizpaneel mit einem Rahmen verseht ist, der die Ausdehnung der aufeinander gelegten Schichten, deren seitliche Bewegung ermöglicht und das ganze Paneel zweckmäßig zusammenhaltet.As a stage of invention during the construction of the solution according to the utility model, we have recognized that the set goal can be achieved when the heating panel is provided with a frame which allows the layers which are placed on top of one another to expand, their lateral movement and expediently holds the entire panel together.
Das Gebrauchsmuster ist so ein wärmestrahlendes Heizpaneel, das aus mechanisch starrer, ebener, elektrischer Heizplatte besteht. Die als wärmestrahlende Oberfläche ausgestaltete Seite der Heizplatte ist zweckmäßig mit einer wärmestrahlenden Schicht von hoher
Emissivität versehen, an der hinteren Seite der Heizplatte sind zweckmäßig eine Wärmeisolierung und auf deren Außerseite zweckmäßig eine wärmereflektierende Schicht aufgebracht. Das Heizpaneel ist in einem das ganze Paneel zusammenfassenden, die seitliche Wärmedehnung und Verschiebung ermöglichenden Rahmen zweckmäßig so eingefaßt, daß es zwischen den Rahmen und Heizplatte sowie in gegebenem Fall den daran aufgebrachten Schichten eine Wärmedehnungsspalte gibt.The utility model is such a heat radiating heating panel, which consists of a mechanically rigid, flat, electrical heating plate. The side of the heating plate designed as a heat-radiating surface is expedient with a heat-radiating layer of high Emissivity provided, thermal insulation is expediently applied to the rear side of the heating plate and a heat-reflecting layer is expediently applied to the outside thereof. The heating panel is expediently enclosed in a frame that summarizes the entire panel and enables the lateral thermal expansion and displacement so that there is a thermal expansion gap between the frame and the heating plate and, if appropriate, the layers applied to it.
Bei einer möglicher, zweckmäßiger Ausgestaltung des nach dem Gebrauchsmmuster gemachtem Heizpaneeles ist es zwischen der Heizplatte und der Wärmeisolierung eine weitere wärmereflektierende Schicht untergebracht. In Falle einer weiteren Ausgestaltungsform ist die Wärmeisolierung aus mehreren Schichten ausgestaltet, zwischen welchen weitere wärmereflektierende Schichten untergebracht sind. Der Rahmen ist bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung mit Hohlraum und Flansche ausgestaltet. An hinterer Seite des Heizpaneeles ist es eine mit dem Rahmen zweckmäßig zusammengabaute, mit wärmereflektrierender Schicht versehene Deckplatte untergebracht.In a possible, expedient embodiment of the heating panel made according to the utility model, a further heat-reflecting layer is accommodated between the heating plate and the heat insulation. In the case of a further embodiment, the heat insulation is made up of several layers, between which further heat-reflecting layers are accommodated. In an expedient embodiment, the frame is designed with a cavity and flanges. On the rear side of the heating panel there is a cover plate which is expediently assembled with the frame and provided with a heat-reflecting layer.
Die Lösung nach dem Gebrauchsmuster ist in folgenden mit Hilfe der beiliegenden Figuren bekanntgemacht:The solution according to the utility model is shown in the following with the help of the attached figures:
Eine mögliche Auführungsform der nach dem Muster ist in Fig. 1 gezeigt.
Eine andere mögliche Aus-^hrung der Lösung nach dem Muster mit unmittelbar nach der Heizplatte untergebrachter wärmereflektrierender Schicht in Fig. 2 gezeigt.A possible embodiment of the model is shown in Fig. 1. Another possible embodiment of the solution according to the pattern with a heat-reflecting layer placed immediately after the heating plate is shown in FIG. 2.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung des Heizpaneels nach dem Muster mit Anwendung von zwei oder mehreren Wärmeisolierungen und wärmereflektierenden Schichten.Fig. 3 shows a further embodiment of the heating panel according to the pattern with the use of two or more thermal insulations and heat reflecting layers.
Die Ausführung nach Fig. 4 ist eine weitere Aufuhrungsform der Lösung nach Muster mit Hohlraum im Rahmen und Flansche.The embodiment according to FIG. 4 is a further embodiment of the solution according to a pattern with a cavity in the frame and flanges.
Fig. 5 zeigt die Anordnung der in diesem Fall aus einem Stück ausgestalteten Deckplatte, die mit der hinternen wärmereflektierenden Schicht und mit dem seitlichen Rahmen zusammengebaut ist.Fig. 5 shows the arrangement of the one-piece cover plate which is assembled with the rear heat reflecting layer and with the side frame.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt einer möglichen Ausführungsform im Grundausbau des Heizpaneels nach dem Muster. An der Rückseite der Heizplatte "1" sind die Wärmeisolierung "2" und die wärmereflektierende Schicht "4" untergebracht. Die wärmereflektierende Schicht "4" ist zweckmäßig eine Alufolie, Plastikfolie, eventuell eine Farbenschicht mit geeigneten wärmereflektierenden Eigenschaften. Auf der strahlenden Seite des Heizpaneeles ist die vorzugsweise mit Kieselsandstreuung ausgestaltete wärmestrahlende Schicht "3". Das kann auch aus anderen Materialen von hoher Emissivität ausgestaltet werden z.B. aus Marmor, Granit usw. die als Blatt oder Mahlgut angewendet werden können.
Diese Einheiten sind vom Rahmen "5" zusammengefaßt, dessen Aufgabe neben Haltung der Mechanik ist die seitliche Wärmedehnung der einzelnen Elementen so zu ermöglichen, daß zwischen den einzelnen Schichten und dem Rahmen eine Spalte von geeigneter Größe gebe.Fig. 1 shows a section of a possible embodiment in the basic configuration of the heating panel according to the pattern. The thermal insulation "2" and the heat-reflecting layer "4" are located on the back of the heating plate "1". The heat-reflecting layer "4" is expediently an aluminum foil, plastic foil, possibly a color layer with suitable heat-reflecting properties. On the radiating side of the heating panel is the heat-radiating layer "3", which is preferably designed with silica sand scattering. This can also be made from other materials of high emissivity, for example marble, granite, etc., which can be used as sheets or regrind. These units are summarized by the frame "5", whose task in addition to maintaining the mechanics is to enable the lateral thermal expansion of the individual elements so that there is a gap of a suitable size between the individual layers and the frame.
Die zum Blatt normale Abmessungänderung der einzelnen Elemente während der Heizung ist vernachlaßbar, aber die seitliche Wärmedehnung ist erheblich, die bei den Schichten aus verschiedenen Material von verschiedenen Größe ist. Diese Abmessungdifferenzen sind von der Spalte zwischen den Elementen und den Rahmen "5" kompensiert. Damit wird die planare Deformation kompensiert und so die verschiedene Wärmedehnungen der auf einander untergebrachten Elemente verursachen keine Bimetalwirkung.The normal dimension change of the individual elements during heating is negligible, but the lateral thermal expansion is considerable, which is of different sizes in the layers of different material. These dimensional differences are compensated for by the column between the elements and the frame "5". This compensates for the planar deformation and the different thermal expansions of the elements placed on each other do not cause a bimetal effect.
Als Material für Rahmen "5" können sämtliche Materialen mit geeigneter mechanischer Stabilität angewendet werden, z.B. Metal, Kunsstoff, Holz oder andere wärmeisolierende MaterialenAll materials with suitable mechanical stability can be used as material for frame "5", e.g. Metal, plastic, wood or other heat insulating materials
Fig. 2 zeigt eine andere mögliche Ausgestaltung der Lösung nach dem Gebrauchsmuster mit einer wärmereflektierender Schicht "4" unmittelbar hinter der Heizplatte "1". Die Anordnung der wärmereflektierenden Schicht "4" verbessert günstig den Wirkungsgrad des Heizpaneeles, weil sie verringert die Wärmestrahlung nach hinten, nach die Wärmeisolierung "2", damit die Wärmestrahlung nach der wärmestrahleden Oberfläche gerichtet wird.
Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführung des Heizpaneeles nach dem Gebrauchsmuster mit zwei oder mehreren Wärmeisolierungen "2" und den dazwischen untergebrachten wärmereflektierenden Schichten "4". Die Wärmeisolierungen "2" können auch aus verschiedenen Materialen gemacht werden. Das Material der so hinter der Heizplatte indirekt oder unmittelbar angeordneter Wärmeisolierungen "2" kann z.B. Mineralwolle, Glaswolle Poliurethanschaum, Polistyreneschaum, usw. sein. Zwischen den einzelnen Wärmeisolierungen "2" sind wärmereflektierende Schichten "4" untergebracht, die die Wärmereflektion verbessern, und reduzieren alle Wäermeübergabe nach hinten auf das minimum.Fig. 2 shows another possible embodiment of the solution according to the utility model with a heat reflecting layer "4" immediately behind the heating plate "1". The arrangement of the heat reflecting layer "4" favorably improves the efficiency of the heating panel because it reduces the heat radiation to the rear, after the heat insulation "2", so that the heat radiation is directed towards the heat radiation surface. Fig. 3 shows a further possible embodiment of the heating panel according to the utility model with two or more thermal insulations "2" and the heat-reflecting layers "4" housed between them. The thermal insulation "2" can also be made of different materials. The material of the heat insulations "2" arranged indirectly or directly behind the heating plate can be, for example, mineral wool, glass wool, polyurethane foam, polystyrene foam, etc. Between the individual heat insulations "2" there are heat-reflecting layers "4", which improve the heat reflection, and reduce all heat transfer to the rear to the minimum.
Fig. 4 zeigt eine weitere mögliche Ausfuhrungsform der Lösung des Gebrauchsmusters mit dem Hohlraum "6" und Flansche "7" im Rahmen "5". Die Funktion des Hohlraumes "6" ist die seitleiche Wärmeisolierung sowie die mechanische Versteifung des Heizpaneeles und er kann zur geeigneten Anordnung der elektrischen Leitungen, Armaturen angewendet werden. Auf hinterer Seite des Rahmens "5" ist die Flansche "7" ausgestaltet, die eine versteifende und abstandhaltende Funktion hat. Die so entstandene Luftschicht zwischen dem Heizpaneel und der Aufhahmeoberfläche "9", z.B. Wand oder Decke, steigert die hinterne Isolation.Fig. 4 shows a further possible embodiment of the solution of the utility model with the cavity "6" and flanges "7" in the frame "5". The function of the cavity "6" is the simultaneous thermal insulation and the mechanical stiffening of the heating panel and it can be used for the suitable arrangement of the electrical lines, fittings. On the rear side of the frame "5", the flange "7" is designed, which has a stiffening and spacing function. The resulting air layer between the heating panel and the receiving surface "9", e.g. Wall or ceiling, increases the rear insulation.
Fig. 5 zeigt die Anordnung der in gegebenem Fall aus einem Stück ausgestalteten, mit der hinteren wärmereflektierenden Schicht und mit dem unteren Rahmen "5" zusammengebauter Deckplatte "8", die bei irgendwelcher der Lösungen nach Figuren 1-4. anwendbar ist. Diese Ausgestaltung verbessert die Wasserbeständigkeit des Heizpaneeles,
weil sie an hinterer Seite des Paneeles eine völlige Schließung gegen Wasser, Staub und anderen Verschmutzungen sichert.FIG. 5 shows the arrangement of the cover plate “8”, which in one case is made in one piece and is assembled with the rear heat-reflecting layer and with the lower frame “5”, which is used in any of the solutions according to FIGS. 1-4. is applicable. This configuration improves the water resistance of the heating panel, because it ensures a complete closure against water, dust and other dirt on the rear side of the panel.
Bei konkreter Ausführung der Lösung nach dem Gebrauchsmuster ist die wärmestrahlende Oberfläche mit Verzierung und Farbe versehen. Auch mit Auswahl des wärmestrahlenden Materials kann die geeignete ästhetische Ausführung so erreicht werden, daß auch die geeignete Wärmewirkung daneben gesichert ist.When the solution is implemented according to the utility model, the heat-radiating surface is provided with decoration and color. Even with the selection of the heat-radiating material, the suitable aesthetic design can be achieved in such a way that the suitable heat effect is also ensured.
Die im Heizpaneel nach dem Gebrauchsmuster angewendete Heizplatte "1" ist in dem konkreten Fall mit einem elektrischen Wiederstand von großer Oberfläche ausgeführt, bei welcher die geeignete Isolation aus elektrischer Hinsicht gesichert ist. Die Wederstandschicht ist praktisch auf der ganzen Oberfläche verteilt, und so wandelt die elektrische Energie gleichmäßig in Wärme um. In gegebenem Fall ist der Widerstand eine mit Epoxiharz fixierte Mischung von einer Kohlenschicht und Glimmer, mit deren Mischverhältnis kann man die Größe des Wiederstandes einstellen. Die so hergestellte Widerstandschicht ist mit der äußeren elektrischen Isolation auf der ganzen Oberfläche auf hoher Temperatur mit Pressung verbunden. Dadurch entspricht die elektrische Isolation den elektrischen Forderungen und gleichzeitig sichert eine geeignete mechanische Stabilität, so ist die Heizplatte "1" mechanisch geeignet selbsthaltend starr. Die Bestandteile der Heizplatte "1" sind auch aus Hinsicht der Wärmedehnung in Einklang.In the specific case, the heating plate "1" used in the heating panel according to the utility model is designed with an electrical resistance with a large surface, in which the appropriate insulation is ensured from an electrical point of view. The Nederstand layer is practically distributed over the entire surface, and so the electrical energy is converted evenly into heat. In a given case, the resistance is a mixture of a layer of carbon and mica fixed with epoxy resin, with the mixing ratio of which the resistance can be adjusted. The resistance layer produced in this way is connected to the external electrical insulation on the entire surface at high temperature with pressure. As a result, the electrical insulation meets the electrical requirements and at the same time ensures suitable mechanical stability, so the heating plate "1" is mechanically suitably rigid and rigid. The components of the heating plate "1" are also consistent from the point of view of thermal expansion.
Bei konkreter Ausführung ist die als wärmestrahlende Oberfläche wirkende wärmestrahlende Schicht "3" mit Klebestoff befestigter,
trümmerartiger Kieselsand von einheitlicher Korngröße aus regelwidriger Körner oder Marmor- oder Granittrümmer, der dicht nebeneinander auf die Klebestoffschicht aufgebracht ist. Die Wärmeabgabeoberfläche ist durch Form und Material der so aufgbrachten Kieselkristellen vergrößert, die Wärmeübergabe- und hauptsächlich die Wärmestrahlungsfähigkeiten sind verbessert. Die Kanten und Spitzen der Kristallen funktionieren eigentlich als Antennen, und damit vergrössern den Wirkungsgrad der Wärmestrahlung. Der Wirkungsgrad der Wärmeabgabe kann noch weiter gesteigert werden z.B. mit titanedioxydegehaltiger Farbe.In a specific embodiment, the heat-radiating layer "3", which acts as a heat-radiating surface, is fastened with adhesive, debris-like pebble sand of uniform grain size made of irregular grains or marble or granite debris, which is applied close to each other on the adhesive layer. The heat dissipation surface is increased by the shape and material of the pebble crystals thus applied, the heat transfer and mainly the heat radiation capabilities are improved. The edges and tips of the crystals actually function as antennas, thus increasing the efficiency of the thermal radiation. The efficiency of the heat emission can be increased even further, for example with paint containing titanium dioxide.
Vorteil der Lösung nach dem Gebrauchsmuster ist, daß sie für Heizung von Wohnungen, Landhäuser, Büroräumen sowie an der Decke oder an der Wand auch als Zusatzheizung untergebracht, oder als Deckenelement oder Wandelement bzw. als Scheindeckenelement eingebaut werden kann. Die strahlenderweise abgegebene Wärme gibt eine um 3-4 °C höhere Temperaturgefühl, so ist es im Raum eine niedrigere Temperatur zur Sicherung des selben Temperaturgefühls genug.The advantage of the solution according to the utility model is that it can be used for heating apartments, country houses, offices as well as on the ceiling or on the wall as additional heating, or can be installed as a ceiling element or wall element or as a false ceiling element. The radiant heat emitted gives a 3-4% higher temperature sensation, so a lower temperature in the room is enough to ensure the same temperature sensation.
Das mit dem Heizpaneel nach dem Gebrauchsmuster ausgestaltete Heizsystem hat wesentlich kleineren Leistungsbedarf als die andere Heizmethoden für gleiches Temperaturgefühl, wie z.B. der Energiebedarf der Zentralheizung oder des Wärmespeicherofens.
The heating system designed with the heating panel according to the utility model has a much lower power requirement than the other heating methods for the same temperature sensation, e.g. the energy requirements of the central heating or the heat storage stove.