WO2012127064A2 - Heizvorrichtung - Google Patents

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WO2012127064A2
WO2012127064A2 PCT/EP2012/055351 EP2012055351W WO2012127064A2 WO 2012127064 A2 WO2012127064 A2 WO 2012127064A2 EP 2012055351 W EP2012055351 W EP 2012055351W WO 2012127064 A2 WO2012127064 A2 WO 2012127064A2
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heating
heating device
electrical resistance
heating element
concrete
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Inventor
Thomas Teichmann
Gregor Zimmermann
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ULRICH, Peter G.
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D13/02—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
    • F24D13/022—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements
    • F24D13/024—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements in walls, floors, ceilings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00439—Physico-chemical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00465—Heat conducting materials
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present invention relates to a heating device with a plate-shaped or plane planar or single or multiple co-directional or oppositely curved radiator, in particular for use in interiors.
  • the heating device continues to be used as wall heating, which is integrated in the wall, wherein also heaters, in particular wall heaters are summarized, which are composed of a plurality of plate-shaped radiators.
  • the present invention is not limited to use as a wall heater, but provides a variety of uses, which will be explained in more detail below.
  • Flat heating devices have long been known. In one embodiment, they are suitable for the classic hydraulic central heating system of a house and are flowed through by the heating water of the heating system. Such radiators are attached to the wall or in the floor / ceiling and possibly at a distance to this
  • EP 1 564 341 A2 discloses a wall element for a building which has a heat-conducting pouring mass in the form of clay treated with sand, additives and water, wherein at least opposite outer surfaces of the element each have a fabric or support matrix which adjoins the Surfaces or near the surface is placed in the pouring mass, wherein the wall element can be heated by means of an integrated electric heating element.
  • This constructed of a loam material wall element has the disadvantage that by means of tissue or support matrix, the material must be fixed, the introduction of this matrix is correspondingly complex and usually a further surface treatment is necessary so that the tissue or support matrix is no longer visible is.
  • the material loam is relatively susceptible to breakage.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a planar heating device which overcomes the disadvantages of the prior art, has a simple structure, can be produced as a finished product and in particular has a surface through which further surface treatments at the place of installation or use can be omitted.
  • the plate-shaped or planar planar or single or multiple corotating or oppositely curved radiator from a hydraulically bonded material, preferably cement, formed, which has a high packing density, and the radiator has at least one electrical resistance heating element, which in the hydraulically bound Material is embedded.
  • the heating device according to the invention has both a high stability and a high compressive and / or bending tensile strength.
  • the hydraulically-bonded material is an ultra-high-strength concrete or an ultra-high-performance concrete, which is cement-bound or bound by a hardening binder high-density concrete. Because of this property, the material is practically waterproof. The amount of water that can be measured with the usual test methods for capillary water absorption is so small that it lies within the measurement error range of the method and is due to the evaporation from the test apparatus. Due to the high water-tightness, the material absorbs more water even at high ambient humidity, which practically does not change the specific internal electrical resistance. Compared to common normal or high-performance concretes, this represents a considerable advantage, in particular with regard to safety in use.
  • An ultra-high-strength concrete (UHSC) or ultra-high performance concrete (U HPC) is a packing density-optimized, usually cementitious, but otherwise bound by a hardening binder concrete which is so dense in its fine grain granulometry that it has significantly better durability properties against the penetration of water or aqueous solutions than a high performance or normal concrete.
  • the grain band is tuned so close to the lower nanometer range by the prior analysis and characterization of the powdery and coarser starting materials by mathematical processes that as far as possible the cavities of coarser grain size are filled by the next finer one. This process is repeated until the maximum packing density possible with the starting materials is achieved.
  • the result is a high-density matrix structure, which lacks the usual capillary pore network in concrete and thus reduces transport and migration processes to such an extent that they can no longer be measured by conventional measuring methods.
  • Another feature is the skills resulting from the high structural integrity of the so-called Cement Stone Matrix, such as compressive and flexural strength. These are more than 100 N / mm 2 after two days for compressive strength and more than 10 N / mm 2 for the bending tensile strength far above those of the normal, technically available concrete materials.
  • the electrical resistance heating element advantageously also produces long-wave infrared radiation, which creates a particularly pleasant sensation of heat.
  • the heating effect is thus also achieved by thermal radiation, wherein depending on the temperature, a more or less large heating effect is also present by convection.
  • further additives such as paint, pigments, fibers, polyamide fibers, glass fiber but also carbon fibers, single or continuous fibers and / or fabric or scrim may be added to the preferred cementitious material.
  • materials with convective isolation effect such as aerogels, Mirko glass bubbles can be added.
  • materials with better thermal conductivity such as metals, preferably steel fibers, or other materials with increased bulk density can be added. The addition of air or other gases is possible. Metals are thus better heat conductors. Aerogels form self-contained micro convection chambers which, when embedded in a matrix, advantageously significantly increase the thermal conductivity.
  • electrical conductors such as copper, copper-nickel alloys, carbon, etc. can be further added. This leads to a change in the electrical conduction resistance, possibly to obtain semiconductors in high-current connections.
  • the fibers strengthen the material and increase elasticity during deformation.
  • the fragility is reduced.
  • the density and thus the total weight are reduced.
  • the electrical resistance heating element may be formed from a cut-out, stamped or printed conductive foil.
  • the electrical resistance heating element can be formed from conductive fibers or a fiber mat, in particular from carbon fibers or a metal-coated fabric or a plastic doped or coated with conductive materials, such as current-conducting lacquers.
  • Another advantage is achieved in that the electrical resistance heating element has only a small wall thickness, for example between 9 and 15 mm, so that the wall thickness of the entire radiator is also correspondingly low.
  • the heater can then be advantageously used as wall heating.
  • the electrical resistance heating element can be operated differently for different temperature ranges and in particular can be supplied with low-voltage voltage in a less high temperature. Such a low-voltage voltage is generated for example by a solar system.
  • a switching device In order to switch over the local mains voltage, a switching device is provided, so that when the solar power generation ceases (for example at night), the mains voltage supplies the energy instead.
  • the low voltage is usually 12 to 48 volts.
  • the high thermal conductivity of the concrete leads to a temperature gradient in the concrete matrix, emanating from the heat source and decreasing to the even colder places of the concrete. This temperature gradient leads to a deformation gradient in the concrete. Due to the different degrees of deformation occurs in the less highly heated zones of the concrete to form tensile stresses, since the temperature expansion of the concrete is significantly lower here than in the heated zones. Since the tensile strength of concrete is generally lower by a factor of 7 to 10 compared to its compressive strength, it is possible for the tensile strength to be exceeded and hence for the formation of cracks to occur.
  • the mesh size between the individual strands of the heating element is substantially twice as large as the distance of the surface of the heating element from the distance of the surface of the radiator.
  • the electrical resistance heating element additionally serves as a static support element forming a reinforcement.
  • the electrical resistance heating element has a thermal expansion coefficient which is lower than that of the hydraulically bonded material or concrete.
  • the thermal expansion coefficient of carbon fiber with about 0, 1 x 10 "6 by approximately a factor of 10 smaller than that of the surrounding cement matrix.
  • a uniform heating through the larger expansion behavior of the concrete or of the cement matrix leads to a tensile stress of the carbon-fiber heater, whereby compressive stresses are introduced into the concrete and thus the concrete is prestressed by the lower thermal expansion of the high-strength carbon fiber fabric, whereby the element as a whole can be stressed with a higher load capacity.
  • phase change materials are homogeneously isotropically installed, which serve as energy storage, being made possible by the slow release and absorption of heat in the hydraulically bonded material or concrete, a phase-controlled heating .
  • the heating device according to the invention can be given a heat storage effect which results from delays in converting the state of matter from liquid to solid and solid in liquid.
  • a stepwise storage effect can be achieved, which occurs at different temperature levels.
  • the heater according to the invention can use time-dependent tariffs of the power generator.
  • Normal concretes and high-strength concretes have a 10 and 6 vol.% High capillary pore content compared to UHPC with 1.5% by volume. This allows you to effectively absorb water, whereby the electrical conductivity of these concretes significantly decreases when in contact with water and the so-called dielectric constant Er increases.
  • a ceramic tile is around 7 and that of a water- stored UHPC at around 4,000.
  • the dielectric number of a UHPC stored at 180 ° C for 2 days is already in the range of ceramic tile, whereby it has been shown in extensive tests that the re-storage of the concrete at 180 ° C at the age of 4 days for a total of 48 hours is optimal and the smallest permittivity.
  • the heater can be operated in a temperature range up to 900 ° C.
  • This high temperature through which a correspondingly large radiant heat can be generated, advantageously leads to the use of the heating device according to the invention as a ceiling radiator, for example for workplaces in large, cold and non-heatable warehouses.
  • the heating device according to the invention is not limited to use as wall heating or ceiling or floor heating. It can also be used as a curtain wall or as a roof facade with appropriate substructure.
  • the heater according to the invention can be used as a structural element for heating or warming plates in the kitchen or in tables, for keeping food warm or warming dishes, but also as a towel holder in the bathroom or as a tile in the wet area.
  • the heater according to the invention can be used as a structural element in seating, such as garden benches, seating at stations or other public seating.
  • each heating device preferably has a thermal sensor which detects the current temperature of the heating device.
  • a control loop is provided, which on the one hand with the least a temperature sensor of the heater and on the other hand connected to a sensor that detects the room temperature.
  • the supplied power to several heaters For example, of 10 plates, one, two, three, and all ten may heat at the same time. If less than all are active, the controller ensures that other disks are always active at the same time. This makes the heating system modulatable without generating large load fluctuations.
  • the heating device according to the invention is particularly advantageously suitable as a wall heater, wherein either individual heaters distributed to the wall or can be integrated into this, or the entire wall is formed of individual heaters.
  • a corresponding insulation device can be provided between the heater and supporting wall, because not the wall, but the room should be heated. The same applies to floors or ceilings.
  • the material of the invention also allows the formation of a corresponding surface decoration with relief-like elevations or depressions, so that the heating device according to the invention is also suitable as a decorative element.
  • the attachment to the wall can be made visible or invisible by means of screws or hooks, wherein in the heater corresponding areas can be provided, in which the electric heating element can be recessed.
  • the heater according to the invention is also suitable as a floor heating or as ceiling heating.
  • the heating device according to the invention can be used over a wide temperature range. When used as a floor heating, it will be operated at a relatively low temperature, whereas it can be operated as a ceiling element at correspondingly high temperatures.
  • a use can also be made at dining tables, for example in the central area of a table top, are served on the hot food. Due to the geometric possibilities of the design of the radiator of the heater curved shapes can be used, for example, as a thermal element of a bathtub, which can be avoided, for example, that the bath water cools down after entry (too fast).
  • the heating device according to the invention can also be used for seating furniture, for example garden benches, seating on platforms or other public seating.
  • the heating device according to the invention provides the advantage of being able to assume very different temperatures.
  • temperatures up to 300 ° C or in extreme cases up to 900 ° C can be realized, whereby a correspondingly large radiant heat can be generated.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a first embodiment of the heating device according to the invention
  • FIG. a schematic cross-sectional view of a heating device according to the invention
  • a schematically outlined perspective view of a heater according to the invention as a flat plate-shaped body a planar simply in the same direction curved embodiment of the heating device according to the invention; a doubly in the same direction curved embodiment of the heating device according to the invention; an L-shaped embodiment of the heating device according to the invention
  • Figure 7 is a view similar to that of Figure 1 on a heating device with an arranged over the substantially entire surface of the radiator electrical resistance heating element ..; and Fig. 8 is a schematic sectional view with an electrical resistance heating element, which extends only over a part of the surface of the heater, which additionally has a reinforcement.
  • like elements are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of the present invention is shown schematically.
  • the illustration with FIG. 1 is a sectional view of a plate-shaped heating device 1, which has a heating element 2, formed from a cement-bonded high-density material, which is formed into a plate 3.
  • An electrical conductive resistance heating element 5 in the form of a punched-out metal foil is embedded in the material.
  • the heating element 5 can be adapted so that the plates 3 can also be drilled at different locations.
  • the heating element 5 has a connection 9 which can be connected to a corresponding power supply (not shown).
  • the plate-shaped heating device 1 can be used as a single element, with an adaptation to the desired dimensions and contour is possible or can be combined in conjunction with other heating devices to form an overall heating.
  • FIG. 2 shows, on a greatly enlarged scale, a cross-sectional view of a heating device 1 according to the invention.
  • the distance between the surface of the heating element 5 and the surface of the heating element 2 is substantially half the distances between the individual heating sections 5a in the heating element 5.
  • FIG. 3 shows in more schematic form perspective sketch view of a heating device with a flat rectangular radiator 1 1.
  • FIG. 4 shows a simply curved flat radiator 21 and Fig. 5 shows a double in the same direction curved plate-shaped radiator 31st
  • FIG. 6 shows a further possible embodiment of the heating device 1 according to the invention in the form of an L-shaped radiator 41.
  • FIG. 7 shows schematically the arrangement of a mesh-like heating element 5 which extends substantially over the entire surface of the plate-shaped radiator 2.
  • the electrical resistance heating element 5 is present only in a partial area of the heating body 2, with a remaining portion 6 in the form of glass fiber, carbon, basalt or other non-conductive fabrics is available.
  • a universally applicable, lightweight and simply constructed heater is provided, which is universally adaptable to the application requirements and can be used for a variety of functions.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (1) mit einem plattenförmigen beziehungsweise flächigen ebenen oder einfach oder mehrfach gleichsinnig oder gegensinnig gekrümmten Heizkörper (2, 11, 21, 31, 41), der aus einem hydraulisch gebundenen Werkstoff, vorzugsweise Zement, gebildet ist, welcher eine hohe Packungsdichte aufweist, und wenigstens ein elektrisches Widerstand-Heizelement (5) aufweist, das in den hydraulisch gebundenen Werkstoff eingebettet ist.

Description

Heizvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung mit einem plattenförmigen beziehungsweise flächigen ebenen oder einfach oder mehrfach gleichsinnig oder gegensinnig gekrümmten Heizkörper, insbesondere für die Verwendung in Innenräumen. Die Heizvorrichtung findet weiterhin Verwendung als Wandheizung, die in der Wand integriert ist, wobei auch Heizungen, insbesondere Wandheizungen um- fasst sind, die aus einer Mehrzahl der plattenförmigen Heizkörpern zusammengestellt sind.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung als Wandheizung beschränkt, sondern schafft eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten, welche weiter unten näher erläutert werden. Flächige Heizvorrichtungen sind seit langem bekannt. In einer Ausführungsvariante sind sie für das klassische hydraulische Zentralheizungssystem eines Hauses geeignet und werden vom Heizwasser der Heizungsanlage durchströmt. Derartige Heizkörper werden an der Wand oder im Boden / Decke und ggf. in Abstand zu dieser angebracht
Alternativ zur Heizung mittels Wasser wurden plattenförmige Heizvorrichtungen entwickelt, welche mittels Strom aufgeheizt werden. Beispielsweise ist aus der WO 99/09790 A1 ein elektrisches Heizpaneel bekannt, das schichtweise aufgebaut ist. Zwischen zwei Platten aus Natur- oder Kunststein ist eine elektrische Widerstands- heizung in Form eines mäandrierenden Heizdrahtes angeordnet. Die beiden Steinplatten müssen miteinander verbunden werden, was gemäß WO 99/09790 A1 mittels Schraubenbolzen geschieht, die durch entsprechende Bohrungen in den Platten hindurchgesteckt sind. Dies hat den Nachteil, dass in den Bohrungsbereichen kein Heizdraht vorhanden sein darf, der beim Einbringen der Bohrungen beschädigt wird und gegebenenfalls die komplette Heizeinrichtung funktionsunfähig macht. Zudem ist das Heizpaneel entsprechend schwer und damit nicht leicht handhabbar. Auch ist die Gefahr vorhanden, dass die Widerstandsheizung nicht vollständig an der Fläche der Steinplatte anliegt, was den Wirkungsgrad dieser Heizung vermindert. Des Wei- teren sind die Aufheizzeiten der Steinplatten beachtlich. Erhöhte Regelverluste sind die Folge.
Aus der EP 1 564 341 A2 ist ein Wandelement für ein Gebäude bekannt, welches eine Wärme leitende Ausgussmasse in Form von mit Sand, Zusatzstoffen und Wasser aufbereitetem Lehm aufweist, wobei zumindest gegenüberliegende Außenflächen des Elements jeweils eine Gewebe- oder Stützmatrix aufweisen, die an den Oberflächen beziehungsweise in Oberflächennähe in die Ausgussmasse eingelegt ist, wobei das Wandelement mittels eines integrierten elektrischen Heizelements aufheizbar ist. Dieses aus einem Lehmwerkstoff aufgebaute Wandelement weist den Nachteil auf, dass mittels Gewebe- beziehungsweise Stützmatrix der Werkstoff fixiert werden muss, wobei das Einbringen dieser Matrix entsprechend aufwändig ist und in der Regel eine weitere Oberflächenbehandlung notwendig ist, damit die Gewebe- beziehungsweise Stützmatrix nicht mehr sichtbar ist. Zudem ist der Werkstoff Lehm relativ bruchanfällig.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik noch eine Reihe weiterer Nachteile bekannt. Es besteht ein hoher Verlege- und Personalaufwand beim Anbringen und Einbauen der bekannten Heizsysteme. Fehlstellen im Heizsystem, wie zum Beispiel Löcher in Warmwasser-Kunststoffleitungen, können nur schlecht und mit hohem Aufwand repariert werden. Es existieren keine Modul-Systeme, bei denen ein einfaches Austauschen möglich ist.
Herkömmliche Heizvorrichtungen sind meist anfällig gegenüber Witterungseinflüssen, so dass sie für Außenräume oft nicht geeignet sind. Nachteilig sind auch lange Aufheizzeiten bei Böden/Wänden, wie sie beispielsweise bei der Warmwasser- Fußbodenheizung anzutreffen sind.
Weiterhin ist nachteilig, dass die Heizsysteme des Standes der Technik immer eine zusätzliche Deckschicht benötigen, entweder für den Schutz des Systems oder wegen optischer und haptischer geforderter Eigenschaften. Schließlich ist Form, Farbe und Oberfläche nur durch zusätzlichen Aufwand einstellbar. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine flächige Heizvorrichtung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet, einen einfachen Aufbau aufweist, als Fertigprodukt herstellbar ist und insbesondere eine Oberfläche aufweist, durch die weitere Oberflächenbehandlungen am Ort des Einbaus beziehungsweise der Verwendung entfallen können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist der plattenförmige beziehungsweise flächige ebene oder einfach oder mehrfach gleichsinnig oder gegensinnig gekrümmte Heizkörper aus einem hydraulisch gebundenen Werkstoff, vorzugsweise Zement, gebildet, der eine hohe Packungsdichte aufweist, und der Heizkörper weist wenigstens ein elektrisches Widerstand-Heizelement auf, das in den hydraulisch gebundenen Werkstoff eingebet- tet ist.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung weist sowohl eine hohe Stabilität als auch eine hohe Druck- und/oder Biegezugfestigkeit auf. Durch den einerseits einfachen Aufbau und andererseits den Vorteil, dass in der Regel keine Nachbehandlung der Oberfläche mehr notwendig ist, wird vorteilhafterweise ein hochwertiges Fertigprodukt geschaffen.
Vorteilhafterweise ist der hydraulisch gebundene Werkstoff ein ultra-hochfester Beton beziehungsweise ein Ultra-Hochleistungsbeton, der in Zement gebundener oder durch ein erhärtendes Bindemittel gebundener hochdichter Beton ist. Aufgrund dieser Eigenschaft ist der Werkstoff praktisch wasserdicht. Die mit den gängigen Prüfverfahren zur kapillaren Wasseraufnahme messbaren Wassermenge ist so klein, dass sie im Messfehlerbereich des Verfahrens liegt und auf die Verdunstung aus der Testapparatur zurückzuführen ist. Durch die hohe Wasserdichtigkeit nimmt der Werkstoff auch bei hoher Umgebungsfeuchtigkeit weiteres Wasser auf, wodurch sich der spezifische innere elektrische Leitwiderstand praktisch nicht ändert. Gegenüber gängigen Normal- oder Hochleistungsbetonen stellt dies insbesondere im Hinblick auf die Nutzungssicherheit einen erheblichen Vorteil dar. Ein ultra-hochfester Beton (UHSC = ultra-high strength concrete) beziehungsweise Ultra-Hochleistungsbeton (U HPC = ultra-high Performance concrete) ist ein pa- ckungsdichte-optimierter, in der Regel zementgebundener, aber auch anderweitig durch ein erhärtendes Bindemittel gebundener Beton, der in seiner Feinkorngranu- lometrie so dicht gestaltet ist, dass er deutlich bessere Dauerhaftigkeitseigenschaften gegenüber dem Eindringen von Wasser oder wässrigen Lösungen aufweist als ein Hochleistungs- oder Normalbeton. Dabei ist das Kornband bis in den unteren Nanometerbereich durch die vorherige Analyse und Charakterisierung der pulver- förmigen und gröberen Ausgangsstoffe durch mathematische Prozesse so dicht ab- gestimmt, dass möglichst die Hohlräume der gröberen Körnung durch die jeweils nächstfeinere gefüllt sind. Dieser Prozess wird so oft wiederholt, bis die mit den Ausgangsstoffen mögliche, höchste Packungsdichte erreicht wird. Das Resultat ist eine hochdichte Matrixstruktur, bei der das in Beton sonst übliche Kapillarporen- netzwerk fehlt und somit Transport- und Migrationsprozesse soweit reduziert wer- den, dass sie mit den üblichen Messmethoden messtechnisch nicht mehr erfassbar sind.
Ein weiteres Merkmal sind die aus der hohen Strukturdichtigkeit der sogenannten Zementsteinmatrix resultierenden Fertigkeiten, wie Druck- und Biegezugfestigkeit. Diese liegen mit mehr als 100 N/mm2 nach zwei Tagen für die Druckfestigkeit und mehr als 10 N/mm2 für die Biegezugfestigkeit weit über denen der normalen, technisch vorhandenen Betonwerkstoffen.
Mit dem elektrischen Widerstand-Heizelement wird vorteilhafterweise auch langwel- lige Infrarotstrahlung erzeugt, die ein besonders angenehmes Wärmeempfinden schafft. Der Heizeffekt wird somit auch durch Wärmestrahlung erzielt, wobei temperaturabhängig ein mehr oder weniger großer Heizeffekt ebenfalls durch Konvektion vorhanden ist. Zur Anpassung an weitere Nutzungsanforderungen können dem bevorzugten zementgebundenen Werkstoff weitere Zuschlagsstoffe, wie Farbe, Pigmente, Fasern, Polyamidfasern, Glasfaser aber auch Karbonfasern, Einzel- oder Endlosfasern und/oder Gewebe oder Gelege zugegeben werden. Weiterhin können Materialien mit konvektiver Isolationswirkung, wie zum Beispiel Aerogele, Mirko-Glashohlkugeln zugegeben werden. Auch können Materialien mit besserer Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Metalle, vorzugsweise Stahlfasern, oder andere Stoffe mit erhöhter Rohdichte zugegeben werden. Auch die Zugabe von Luft oder anderer Gase ist möglich. Metalle sind somit bessere Wärmeleiter. Aerogele bilden in sich geschlossene Mikrokonvektionsräume, die eingebettet in eine Matrix den Temperaturleitwiderstand vorteilhafterweise signifikant erhöhen.)
Auch können weiterhin elektrische Leiter, wie Kupfer, Kupfer-Nickellegierungen, Karbon etc. hinzugegeben werden. Dies führt zu einer Änderung des elektrischen Leitwiderstands, um möglicherweise Halbleiter bei Hochstromverbindungen zu erhalten.
Der Einsatz bestimmter Farben unterliegt im Wesentlichen keiner Einschränkung. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Heizvorrichtung an jegliche farbliche Anforderung angepasst wird.
Die Fasern stärken das Material und erhöhen die Elastizität bei Verformungen. Die Brüchigkeit wird vermindert. Die Dichte und damit das Gesamtgewicht werden redu- ziert.
Vorteilhafterweise kann das elektrische Widerstand-Heizelement gebildet sein aus einer ausgeschnittenen, gestanzten oder gedruckten leitfähigen Folie. Alternativ kann das elektrische Wderstand-Heizelement gebildet sein aus leitenden Fasern oder einer Fasermatte, insbesondere aus Karbonfasern oder einem metallbedampften Gewebe oder einem mit leitfähigen Materialien, wie Strom leitende Lacke dotierten beziehungsweise beschichteten Kunststoff. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, dass das elektrische Widerstand- Heizelement nur eine geringe Wandstärke aufweist, beispielsweise zwischen 9 und 15 mm, so dass die Wandstärke des gesamten Heizkörpers auch entsprechend gering ist. Als leichtes Element kann die Heizvorrichtung dann vorteilhafterweise als Wandheizung zum Einsatz kommen. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, dass das elektrische Widerstand- Heizelement für unterschiedliche Temperaturbereiche unterschiedlich betrieben werden kann und insbesondere in einer weniger hohen Temperatur mit Niedervolt- Spannung gespeist werden kann. Eine solche Niedervoltspannung wird beispielsweise von einer Solaranlage erzeugt.
Zum Umschalten für die am Ort vorhandene Netzspannung ist eine Umschalteinrichtung vorgesehen, so dass bei Wegfall der Solarstromerzeugung (beispielsweise in der Nacht) anstelle dieser die Netzspannung die Energie liefert. Die Niedervoltspannung beträgt in der Regel 12 bis 48 Volt.
Der hohe Temperaturleitwiderstand des Betons führt zu einem Temperaturgradienten in der Betonmatrix, ausgehen von der Wärmequelle und abnehmend zu den noch kälteren Stellen des Betons. Dieser Temperaturgradient führt zu einem Verformungsgradienten im Beton. Durch die unterschiedlich starken Verformungen kommt es in den weniger stark durchwärmten Zonen des Betons zur Bildung von Zugspannungen, da die Temperaturausdehnung des Betons hier deutlich geringer ist als in den erwärmten Zonen. Da die Zugfestigkeit von Beton verglichen mit seiner Druckfestigkeit in der Regel um den Faktor 7 bis 10 geringer ist, kann es zur Überschreitung der Zugfestigkeit und damit zur Bildung von Rissen kommen. Um diese Risswahrscheinlichkeit zu reduzieren sollte der Abstand zwischen der Oberfläche der Heizvorrichtung und der Betonoberfläche gleich der Hälfte zwischen den Oberflächen der Einzelheizstränge im Heizelement sein, um den Temperaturgradienten in alle Richtungen gleich zu halten und die aus den Vorformungen entstehenden Zugspannungen durch die Zugfestigkeit (zentrische Zugfestigkeit ohne Fasern bis zu 10 MPa (=N/mm2)) der Betonsteinmatrix sicher aufnehmen zu können. Mit anderen Worten, die Maschenweite zwischen den Einzelsträngen des Heizelements ist im Wesentlichen doppelt so groß, wie der Abstand der Oberfläche des Heizelements vom Abstand der Oberfläche des Heizkörpers. Weiterhin wird ein großer Vorteil dadurch erreicht, dass das elektrische Widerstand- Heizelement zusätzlich als ein, eine Bewehrung bildendes statisches Tragelement dient. Vorteilhafterweise weist das elektrische Widerstand-Heizelement einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der geringer ist als jener des hydraulisch gebundenen Werkstoffs beziehungsweise Betons. So ist zum Beispiel der Temperaturausdehnungskoeffizient von Karbonfasern mit rund 0, 1 x 10"6 um circa den Faktor 10 kleiner als der der umgebenden Zementsteinmatrix. Bei einer gleichmäßigen Durchwärmung führt das größere Ausdehnungsverhalten des Betons beziehungsweise der Zementsteinmatrix zu einer Zugbeanspruchung des Karbonfaser- Heizelements, wodurch Druckspannungen in den Beton eingeleitet werden und somit durch die geringere Wärmedehnung des hochfesten Karbonfasergewebes der Beton vorgespannt wird. Dadurch kann das Element als ganzes mit einer höheren Traglast beansprucht werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass in die Matrix des hydraulisch gebundenen Werkstoffs Phasenwechselmaterialen (phase change materials) homogen isotrop eingebaut sind, die als Energiespeicher dienen, wobei durch die träge Abgabe und Aufnahme von Wärme in den hydraulisch gebundenen Werkstoff bzw. Beton eine phasengesteuerte Zuheizung ermöglicht wird. Mit anderen Worten: Mit Hilfe von Phasenwech- selmaterialien kann der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ein Wärmespeichereffekt verliehen werden, der durch zeitliche Verzögerungen beim Umwandeln des Aggregatzustands von flüssig zu fest und fest in flüssig entsteht. Durch Zugabe unter- schiedlicher Materialien, wie Paraffine, kann ein stufenweiser Speichereffekt verwirklicht werden, der bei unterschiedlichen Temperaturstufen eintritt. Mit Hilfe des Wärmespeichereffekts kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung tageszeitabhängige Tarife der Stromerzeuger nutzen. Normale Betone und Hochfeste Betone haben im Vergleich zu UHPC mit 1 ,5 Vol.-% einen mit 10 und 6 Vol.-% hohen Kapillarporengehalt. Dadurch können Sie effektiv Wasser aufnehmen, wodurch der elektrische Leitwiderstand dieser Betone bei Kontakt mit Wasser signifikant abnimmt und die sogenannte Dielektrizitätszahl Er zunimmt. Er einer Keramikfliese liegt beispielsweise bei rund 7 und die eines wasser- gelagerten UHPC bei rund 4.000. Die Dieelektriziztätszahl Er eines für 2 Tage bei 180°C gelagerten UHPC liegt mit 14 bereits im Bereich der Keramikfliese, wobei sich in umfangreichen Versuchen herausgestellt hat, dass die Nachlagerung des Betons bei 180°C im Alter von 4 Tagen für insgesamt 48 Stunden optimal ist und die kleinste Dielektrizitätszahl ergibt. Bei Erhöhung oder Verringerung der Lagerungstemperatur um mehr als 30 Kelvin erhöht sich die Dielektrizitätszahl wieder und der elektrische Leitwiderstand nimmt ab. Der sich daraus ergebende technische Effekt ist die verringerte Beeinflussbarkeit des elektrischen Widerstands durch wechselnde Umgebungsfeuchten sowie der Verzicht auf die elektrische Isolierung des Heizele- ments. Im Normalbeton kann durch den geringen elektrischen Widerstand nicht auf die Isolierung verzichtet werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Heizvorrichtung in einem Temperaturbereich bis 900 °C betrieben werden kann. Diese hohe Temperatur, durch die eine entspre- chend große Strahlungswärme erzeugt werden kann, führt vorteilhafterweise zum Einsatz der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung als Deckenstrahler, beispielsweise für Arbeitsplätze in großen, kalten und nicht aufheizbaren Hallen.
Wie eingangs erwähnt, ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung nicht auf die Ver- wendung als Wandheizung beziehungsweise Decken- oder Bodenheizung beschränkt. Sie kann auch als Vorhangfassade oder als Dachfassade mit entsprechender Unterkonstruktion verwendet werden.
Darüber hinaus ist sie auch als Strukturelement für Heiz- oder Wärmeplatten in der Küche oder in Tischen, zum Warmhalten von Speisen oder Aufwärmen von Geschirr verwendbar, aber auch als Handtuchhalter im Bad oder als Fliese im Nassbereich. Auch als Strukturelement bei Sitzmöbeln, wie Gartenbänken, Bestuhlungen auf Bahnhöfen oder sonstigen öffentlichen Sitzgelegenheiten ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung einsetzbar.
Zur optimalen Steuerung der Heizleistung weist vorzugsweise jede Heizvorrichtung einen Wärmesensor auf, der die aktuelle Temperatur der Heizvorrichtung erfasst. Pro Heizvorrichtung ist ein Regelkreis vorgesehen, der einerseits mit dem wenigs- tens einen Temperatursensor der Heizvorrichtung und andererseits mit einem Sensor verbunden ist, der die Raumtemperatur erfasst.
Zur Aufteilung der gewünschten Leistungsabgabe und damit der Oberflächentempe- ratur kann mittels elektronischer Schalttechnik der gelieferte Strom auf mehrere Heizvorrichtungen aufgeteilt werden. Beispielsweise können von 10 Platten jeweils eine, zwei, drei bis alle zehn gleichzeitig heizen. Sind weniger als alle aktiv, gewährleistet die Steuerung, dass immer andere Platten gleichzeitig aktiv sind. Dadurch wird das Heizsystem modulationsfähig, ohne größere Lastschwankungen zu erzeu- gen.
Wie bereits erwähnt, eignet sich die erfindungsgemäße Heizvorrichtung besonders vorteilhaft als Wandheizung, wobei entweder einzelne Heizvorrichtungen verteilt an der Wand angebracht oder in diese integriert werden können, oder die gesamte Wand aus einzelnen Heizvorrichtungen gebildet wird. Bei integralem Einbau der Heizvorrichtung kann zwischen Heizvorrichtung und tragender Wand eine entsprechende Dämmeinrichtung vorgesehen werden, weil nicht die Wand, sondern der Raum geheizt werden soll. Gleiches gilt auch für Böden oder Decken. Neben der farblichen Gestaltung der Heizvorrichtung gestattet der erfindungsgemäße Werkstoff auch die Ausbildung eines entsprechenden Oberflächendekors mit reliefartigen Erhebungen beziehungsweise Vertiefungen, so dass die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auch als Dekorationselement geeignet ist. Die Anbringung an der Wand kann sichtbar oder unsichtbar mittels Schrauben oder Haken erfolgen, wobei in der Heizvorrichtung entsprechende Bereiche vorgesehen werden können, in denen das elektrische Heizelement ausgespart sein kann.
Weitere mögliche Anbringalternativen sind:
- Teilweises- oder vollflächiges Aufkleben an Wänden oder Decken,
- auf Böden eine .schwimmende' Verlegung,
- als Vorhangfassade oder Dachfassade mit entsprechender Unterkonstruktion, - Montage- oder Klemmsysteme, an denen Klemmprofile am Modul selbst und Tragsysteme an der Wand fixiert sind.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung eignet sich weiterhin als Bodenheizung oder auch als Deckenheizung.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung über einen großen Temperaturbereich eingesetzt werden. Bei Verwendung als Bodenheizung wird sie bei einem relativ niedrigen Temperaturwert betrieben werden, wohingegen sie als Deckenelement bei entsprechend hohen Temperaturen betrieben werden kann.
Eine Verwendung kann auch bei Esstischen erfolgen, beispielsweise im zentralen Bereich einer Tischplatte, auf der warme Speisen serviert werden. Aufgrund der geometrischen Möglichkeiten der Gestaltung des Heizkörpers der Heizvorrichtung können gekrümmte Formen beispielsweise als Wärmelement einer Badewanne zum Einsatz kommen, wodurch beispielsweise vermieden werden kann, dass sich das Badewasser nach Einlauf (zu schnell) abkühlt. Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auch bei Sitzmöbeln, beispielsweise Gartenbänken, Bestuhlungen auf Bahnsteigen oder sonstigen öffentlichen Sitzgelegenheiten zum Einsatz kommen.
Wie bereits erwähnt, schafft die erfindungsgemäße Heizvorrichtung den Vorteil, sehr unterschiedliche Temperaturen annehmen zu können. Vorteilhafterweise können beispielsweise Temperaturen bis 300°C oder im Extremfall bis 900°C verwirklicht werden, wodurch eine entsprechend große Strahlungswärme erzeugt werden kann. Dies führt vorteilhafterweise beispielsweise zum Einsatz der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung als Deckenstrahler, beispielsweise für Arbeitsplätze in großen, kal- ten und nicht aufheizbaren Hallen.
In der modernen Haustechnik gibt es einen Trend, elektrische Energie, beispielsweise in Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern oder Wohnanlagen, beziehungsweise auch in großen Wohnhäusern oder in der Industrie, selbst zu erzeugen. Als Pri- märenergieträger wird herkömmlicherweise Gas oder Öl verwendet, wobei bei Verbrennung nicht nur die Wärme zum Aufheizen der Heizung und Erzeugen von Warmwasser verwendet wird, sondern zusätzlich elektrischer Strom produziert wird. Dieser elektrische Strom kann dann entweder entsprechend in das Netz eingespeist werden oder aber für das Heizen mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung Verwendung finden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt: eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung; eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung; eine schematisch skizzierte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung als ebener plattenförmiger Körper; eine flächige einfach gleichsinnig gekrümmte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung; eine zweifach gleichsinnig gekrümmte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung; eine L-förmige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie die von Fig. 1 auf eine Heizvorrichtung mit einem über die im Wesentlichen gesamte Fläche des Heizkörpers angeordneten elektrischen Widerstand-Heizelement; und Fig. 8 eine schematische Schnittansicht mit einem elektrischen Widerstand- Heizelement, das sich nur über einen Teil der Fläche der Heizvorrichtung erstreckt, welche zusätzlich eine Bewehrung aufweist. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In Fig. 1 ist schematisch eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Darstellung mit Fig. 1 ist eine Schnittansicht auf eine platten- förmige Heizvorrichtung 1 , die einen Heizkörper 2 aufweist, gebildet aus einem zementgebundenen hochverdichteten Werkstoff, der zu einer Platte 3 gebildet wird. Ein elektrisches leitfähiges Widerstand-Heizelement 5 in Form einer ausgestanzten Metallfolie ist in den Werkstoff eingebettet. Das Heizelement 5 kann so angepasst werden, dass an verschiedenen Stellen die Platten 3 auch durchbohrt werden können. Das Heizelement 5 weist einen An- schluss 9 auf, der mit einer entsprechenden Stromversorgung (nicht dargestellt) verbindbar ist. Die plattenförmige Heizvorrichtung 1 kann als Einzelelement Verwendung finden, wobei eine Anpassung an die gewünschte Dimensionierung und Kontur möglich ist oder aber in Verbindung mit weiteren Heizvorrichtungen zu einer Gesamtheizung zusammengestellt werden kann. Fig. 2 zeigt in einem stark vergrößerten Maßstab eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1. Der Abstand zwischen der Oberfläche des Heizelements 5 und Oberfläche des Heizkörpers 2 beträgt im Wesentlichen die Hälfte der Abstände zwischen den Einzelheizsträngen 5a im Heizelement 5. Fig. 3 zeigt in schematischer perspektivischer Skizzenansicht eine Heizvorrichtung mit einem ebenen rechteckigen Heizkörper 1 1.
Fig. 4 zeigt einen einfach gekrümmten flächigen Heizkörper 21 und Fig. 5 zeigt einen zweifach gleichsinnig gekrümmten plattenförmigen Heizkörper 31. Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1 in Form eines L-förmig ausgebildeten Heizkörpers 41. Fig. 7 zeigt schematisch die Anordnung eines maschenartigen Heizelements 5, das sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des plattenförmigen Heizkörpers 2 erstreckt.
Im Gegensatz dazu ist das elektrische Widerstand-Heizelement 5 in der Ausfüh- rungsform von Fig. 8 nur in einem Teilbereich des Heizkörpers 2 vorhanden, wobei im übrigen Bereich eine Bewährung 6 in Form von Glasfaser-, Carbon-, Basalt- oder anderen nichtleitenden Geweben vorhanden ist.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine universell einsetzbare, leichte und einfach aufgebaute Heizvorrichtung geschaffen, die universell an die Einsatzanforderungen anpassbar ist und für eine Vielzahl von Funktionen verwendbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Heizvorrichtung (1 ) mit einem plattenförmigen beziehungsweise flächigen ebenen oder einfach oder mehrfach gleichsinnig oder gegensinnig gekrümmten Heizkörper (2, 1 1 , 21 , 31 , 41 ), der aus einem hydraulisch gebundenen Werkstoff, vorzugsweise Zement, gebildet ist, welcher eine hohe Packungsdichte aufweist, und wenigstens ein elektrisches Widerstand-Heizelement (5) aufweist, das in den hydraulisch gebundenen Werkstoff eingebettet ist.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hydrau- l i s ch g e b u n d e n We rkstoff u l tra-hochfester Beton bzw. Ultra- Hochleistungsbeton ist, der ein zementgebundenes oder durch ein erhärtendes Bindemittel gebundener hochdichter Beton ist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff weiterhin Farbe, Pigmente und/oder Fasern wie Polyamidfasern, Glasfasern und/oder Gewebe oder Gelege aufweist.
4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstand-Heizelement (5) gebildet ist aus einer ausgeschnittenen, gestanzten oder gedruckten leitfähigen Folie (5).
5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstand-Heizelement gebildet ist aus leitenden Fasern oder einer Fasermatte, insbesondere aus Karbonfasern oder einem metallbedampften Gewebe oder einem mit leitfähigen Materialien, wie Strom leitenden Lacken, dotiertem beziehungsweise beschichtetem Kunststoff.
6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstand-Heizelement als dünnes flächiges Element ausgebildet ist und eine Wandstärke zwischen 9 und 15 mm aufweist.
7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstand-Heizelement für einen Erwärmungsbereich zwischen 20 °C und 300 °C in Betrieb mit Normalspannung und zwischen 20 °C und 35 °C in Betrieb mit Niederspannung gespeist wird.
8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite zwischen den Einzelsträngen (5a) des Heizelements (5) im Wesentlichen doppelt so groß ist, wie der Abstand der Oberfläche des Heizelements (5) vom Abstand der Oberfläche des Heizkörpers (2).
9. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstand-Heizelement zusätzlich als ein, eine Bewährung bildendes statisches Tragelement dient.
10. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des elektrischen Widerstand- Heizelements geringer ist als jener des hydraulisch gebundenen Werkstoffs.
1 1. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Matrix des hydraulisch gebundenen Werkstoffs Phasenwech- selmaterialien (phase change materials) homogen isotrop eingebaut sind, die als Energiespeicher dienen, wobei durch die träge Abgabe und Aufnahme von Wärme im hydraulisch gebundenen Werkstoff beziehungsweise Beton eine phasengesteuerte Zuheizung ermöglicht wird.
12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix des hydraulisch gebundenen Werkstoffs beziehungsweise Betons einen hohen elektrischen Leitwiderstand aufweist.
13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Temperaturbereich bis 900 °C betrieben werden kann.
15. Verwendung der Heizvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 einzeln oder in Kombination mit weiteren gleichen oder ähnlichen Heizvorrichtungen als Wandheizung, Deckenheizung, Bodenheizung einschließlich schwimmender Verlegung, Vorhangfassade oder Dachfassade mit entspre- chender Unterkonstruktion, als Strukturelement für Heiz- oder Wärmeplatten in der Küche oder in Tischen, zum Warmhalten von Speisen oder Aufwärmen von Geschirr, als Handtuchhalter im Bad oder als Fliese im Nassbereich, oder als Strukturelement bei Sitzmöbeln wie Gartenbänken, Bestuhlungen auf Bahnsteigen oder sonstigen öffentlichen Sitzgelegenheiten.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014079920A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gebäude mit integriertem thermischen speicherelement sowie solarthermische anlage
EP3050860A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-03 Universität Kassel Erdleitungs-bettungsmaterial und erdleitungsbereich
FR3127096A1 (fr) * 2021-09-16 2023-03-17 Fogo Dispositif de chauffage électrique

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107409442B (zh) 2015-01-12 2020-11-27 拉米纳热能控股有限公司 织物加热元件
WO2017068416A1 (en) 2015-10-19 2017-04-27 Laminaheat Holding Ltd. Laminar heating elements with customized or non-uniform resistance and/or irregular shapes, and processes for manufacture
USD911038S1 (en) 2019-10-11 2021-02-23 Laminaheat Holding Ltd. Heating element sheet having perforations

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009790A1 (fr) 1997-08-14 1999-02-25 Bernard Aulagne Panneau chauffant electrique
EP1564341A2 (de) 2004-02-16 2005-08-17 Peter Gmeiner Wandelement für ein Gebäude und Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2244157A1 (de) * 1972-09-08 1974-03-14 Ebenseer Betonwerke Gmbh Flaechenheizung fuer bauteile
JPH0448743B2 (de) * 1980-05-01 1992-08-07 Denshito As
EP2430878B1 (de) * 2009-05-11 2022-07-20 Wilhelm Zimmerer Elektrische flächenheizeinrichtung und verfahren sowie baustoff zu deren herstellung
EP2507560A2 (de) * 2009-07-17 2012-10-10 Emma, Gmeiner Solarheizsystem, klimatisierungssystem und speicherheizplatte hierfür

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009790A1 (fr) 1997-08-14 1999-02-25 Bernard Aulagne Panneau chauffant electrique
EP1564341A2 (de) 2004-02-16 2005-08-17 Peter Gmeiner Wandelement für ein Gebäude und Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014079920A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gebäude mit integriertem thermischen speicherelement sowie solarthermische anlage
EP3050860A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-03 Universität Kassel Erdleitungs-bettungsmaterial und erdleitungsbereich
FR3127096A1 (fr) * 2021-09-16 2023-03-17 Fogo Dispositif de chauffage électrique
EP4152890A3 (de) * 2021-09-16 2023-05-31 Fogo Elektrische heizvorrichtung

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