DE2443461A1 - Strahlungsheizvorrichtung - Google Patents
StrahlungsheizvorrichtungInfo
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Description
PATB NTANWALTS BÜRO
D-4 DÜSSELDORF . SClIU M ANNSTR. 97
D-4 DÜSSELDORF . SClIU M ANNSTR. 97
PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing., Dipl -Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing., Dipl -Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ
DRG PACKAGING LIMITED 10. September 1974
1 Redcliffe Street
Bristol, BS99 7QY / England r
Strahlungsheizvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Strahlungsheizvorrichtung, bestehend
aus einer zum zu beheizenden Raum hin gerichteten Wärme abstrahlenden Wand und einem mit dieser in wärmeübertragender
Beziehung stehenden Heizelement.
Es ist bekannt, zur Raumheizung ebene Wandplatten zu verwenden, bei denen ein elektrisches Heizelement zwischen einer Wärme
abstrahlenden Vorderwand aus z.B. einem Phenoplast-Schichtstoff und einer wärmeisolierenden Rückwand aus z.B. einer
Asbestplatte eingebettet ist. Das Heizelement kann ein Widerstandsdraht sein, der zwischen den platten angeordnet ist,
oder aus einem nach bekannten Methoden hergestellten gedruckten Stromkreis bestehen. Zwar ist es möglich, einen dünnen Überlastungsschutzschalter
in das Plattengebilde einzubauen, doch wird dadurch eine Brandgefahr durch lokale Überhitzung bei den
Werkstoffen, die für die Herstellung der Vorderwand verwendet werden, oder Materialien, die mit der Vorderwand in Berührung
kommen, nicht völlig beseitigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und
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U/Be
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eine Strahlungsheizvorrichtung anzugeben, bei der eine Brandgefahr
durch Überhitzung der Vorderwand nicht besteht.
Aus der britischen Patentschrift 1 200 732 ist die Herstellung
von Gebäudeteilen aus glasfaserverstärktem zementartigem Material bekannt, bei der vorzugsweise Glasfasern aus alkalibeständigem
Glas verwendet werden. Es wurde nun gefunden, daß glasfaserverstärktes zementartiges Material überraschend gute thermische
Eigenschaften, wie gute Wärmeleitfähigkeit und sehr gutes Wärmestrahlungsvermögen, hat, die es in Verbindung mit hoher
Schlagfestigkeit zu einem geeigneten Werkstoff für Strahlungsheizvorrichtungen machen. Darüber hinaus läßt sich das Material
leicht in die gewünschte Form bringen und kann auf der dem zu beheizenden Raum zugewandten Seite mit einer texturierten
Oberfläche versehen werden.
Erfindungsgemäß wird somit die vorstehende Aufgabe bei einer Strahlungsheizvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß die wärme abstrahlende Wand aus glasfaserverstärktem zementartigem Material besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein aus einem gedruckten
Stromkreis bestehendes Heizelement hinter der Wand aus zementartigem Material, aber in thermischer Berührung mit ihr
angeordnet. Dahinter befindet sich eine nachgiebige Isolierschicht,
z.B. aus Glaswolle, und dahinter wiederum eine Metallhinterlage, z.B. aus einer Aluminiumfolie, die Wärme zurück
auf die Vorderwand strahlt,
Die Heizvorrichtung kann in einen Rahmen aus Aluminium-U-Profilen
montiert werden. Man kann aber auch an den Kanten der Wärme abstrahlenden Wand einen mit dieser aus einem Stück bestehenden
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Rahmen aus zementartigem Material formen. Die Wärme abstrahlende
Wand kann auf der dem zu beheizenden Raum zugewandten Seite zu Dekorationszwecken und zur Vergrößerung der strahlenden
Oberfläche mit einer texturierten Fläche versehen werden. Diese braucht nicht planar zu sein, sondern kann jede gewünschte
Form haben.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer
zur Befestigung an der Wand vorgesehenen Strahlungsheiζvorrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form der Wärme abstrahlenden Wand von der Rückseite·
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer anderen modifizierten
Form der Wärme abstrahlenden Wand von der Vorderseite·
Fig. 4 einen perspektivischen Querschnitt durch eine die Erfindung
enthaltende Fußleiste·
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine modifizierte Fußleiste·
Fig. 6 einen perspektivischen Querschnitt durch einen die Erfindung enthaltenden Raumsims; und
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine modifizierte Simsform.
Die in Figur 1 dargestellte Strahlungsheizvorrichtung hat eine
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Vorderwand 2, die aus etwa 6 mm dickem glasfaserverstärktem zementartigem Material besteht und die wärmeabstrahlende Fläche
bildet. Sie kann nach dem in der britischen Patentschrift 1 200 732 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.- Die Frontfläche
4 ist dem zu beheizenden Raum zugewandt.
Ein Beispiel für die Herstellung sei beschrieben. Aus 35 Gewichtsteilen
weißem Portlandzement, 15 Gewichtsteilen Sand und 25 Gewichtsteilen Wasser wird eine Mischung hergestellt und
diese zusammen mit alkalibeständiger Glasfaser auf ein wasseraufsaugendes Bett von der gewünschten Form gespritzt. In einem
typischen Fall sollen die Glasfasern etwa 35 mm lang sein, und
ihr Anteil an der aufgetragenen Mischung soll etwa 4 Gew.-% betragen.
Diese werte können aber je nach den gewünschten Eigenschaften geändert werden. Die Mischung wird auf dem Bett bis
auf etwa 30 Gew.-% Wasser entwässert und dann aushärten gelassen.
Durch Einarbeitung gebräuchlicher wasserabweisender Zuschlagsstoffe in die ursprüngliche Mischung oder den Auftrag
von Silicon-Dichtungsmitteln nach dem Aushärten kann das Produkt wasserbeständig gemacht werden. Die fertige Wand hat typischerweise
eine Wärmestrahlungszahl von 0,8-0,96.
Hinter der Vorderwand befindet sich ein Heizelement 6 in Form eines gedruckten Stromkreises, der beispielsweise nach dem in
der britischen Patentschrift 1 221 351 beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Hierbei kann ein Heizelement erhalten
werden, das bei einer bestimmten Temperatur durchschmilzt, so daß eine gefährliche Überhitzung vermieden wird, Bei einer typischen
Ausführungsform des Verfahrens wird eine 75^m dicke
Polyesterfolie chemisch in der in der britischen Patentschrift 1 221 351 beschriebenen Weise so vorbehandelt, daß Kupfer stromlos
als kontinuierliche, zickzackförmige Bahn darauf abgeschie-
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den werden kann und einen gewundenen Strompfad bildet. Diese Bahn wird dann galvanisch verzinnt, so daß ein verdickter Leiter
mit einer Breite von etwa 9 mm und einer Dicke von etwa 8-9^m
erhalten wird. Die Folienbahn wird sodann zu Blättern geeigneter Länge geschnitten, und an den Enden des Leiters werden Anschlußklemmen
angebracht. Ein typisches Blatt von 1 m Länge und JO cm
Breite hat einen elektrischen Widerstand von etwa 4-5 Ohm. Die
blanke Metalloberfläche kann entweder mit einer zweiten Polyesterfolie bedeckt oder mit einem wärmebeständigen Lack überzogen
werden, so daß man ein eingekapseltes, selbsttragendes Heizelement erhält. An einer strategisch günstigen Stelle kann
auch noch ein üblicher Uberlastungsschutzschalter an dem Heizelement
angebracht werden.
Die nächste Lage in der Heizvorrichtung ist eine nachgiebige Schicht 8 von etwa 6 mm Dicke aus Glaswolle, die auf der Rückseite,
d.h. in Figur 1 nicht sichtbar, mit einer Aluminiumfolie hinterlegt ist. Die Rückwand 10 der Heizvorrichtung bildet eine
Asbestplatte oder eine Platte aus glasfaserverstärktem zementartigen Material. Die verschiedenen Lagen sind in einen Aluminiumrahmen
montiert, der aus vier U-Profilen 12 gebildet wird.
Falls das Heizelement einmal durchbrennt, braucht nur dieses ersetzt zu werden, und dies kann in der weise geschehen, daß
einige oder alle U-Profile abgenommen werden, das durchgebrannte
Heizelement herausgezogen, ein neues Heizelement eingesetzt und die Rahmenprofile wieder anmontiert werden. Die einzigen brennbaren
Stoffe sind die Polyesterfolie ader -folien und der wärmebeständige Lack (falls vorhanden). Diese sind völlig von nichtbrennbaren Stoffen eingeschlossen, die bei einem Brand auch
keine giftigen Dämpfe entwickeln. Die unter leichtem Druck stehende
nachgiebige Isolierschicht hält das Heizelement in gutem
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thermischem Kontakt mit der Wärme abstrahlenden Wand.
•Anstelle der Verwendung von Alumlnium-U-Prof±len kann an die
Vorderwand 2 ein mit dieser aus einem Stück bestehender Rahmen 14 längs der Kanten angeformt werden, wie dies in Figur 2 dargestellt
ist. In diesen Rahmen können dann einige oder alle anderen Bauteile eingepreßt werden.
Die Oberfläche 4 der Vorderwand 3 kann, wie in Figur 3 dargestellt,
mit Rippen oder anderen Konturen oder zur Dekoration auch mit einer Textur versehen werden. Diese vergrößert zugleich
die strahlende Fläche und unterstützt daher die Wärmeübertragung auf den zu heizenden Raum.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Strahlungsheizvorrichtung dargestellt,
die in die Fußbodenleisten eines Gebäudes eingebaut ist. In Figur 4 ist die wärmeabstrahlende wand aus glasfaserverstärktem
zementartigem Material 2 in ein Hohlprofil eingeformt, das die äußere Form einer Fußbodenleiste hat. Das von
einem gedruckten Stromkreis gebildete Heizelement 6 ist hinter der vorderen Hauptfläche der Wand 2 angeordnet, und der Rest
des rückwärtigen Raumes ist mit Glaswolle gefüllt, die so stark zusammengedrückt ist, daß sie das Heizelement in guten thermischen
Kontakt mit der Vorderwand 2 hält. Ein Aluminiumblech oder eine Aluminiumfolie 9 ist mit Nieten 11 an der Rückseite
befestigt. Diese Fußbodenleiste wird in standardisierten Bauelementlängen 13 hergestellt, die beim Einbau elektrisch miteinander
verdrahtet werden. An den Ecken können Attrappen I5 von ähnlicher Form vorgesehen werden, die, wie bei 16, Anschlußkästen
sowie sämtliche Schalter, Thermostate und Regler enthalten können. Eine typische Anschlußleistung für einen Raum von
4 m im Quadrat dürfte 2 kW/16 m sein, die an der effektiven Strahlungsfläche eine Wattdichte von etwa 800 W/m bei einer
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150 mm hohen Fußbodenleiste und von etwa 530 W/m bei einer
Fußbodenleiste von 230 mm Höhe ergibt. Die Heizvorrichtung
kann für einen Betrieb mit normaler Netzspannung von 220 V oder mit Niederspannung von z.B. 12 V eingerichtet werden.
Figur 5 zeigt eine Modifikation, bei der die Wärme abstrahlende
Wand 2 planar und die gesamte Vorrichtung zwischen oberen und unteren Extrusionsprofilen [VJ, l8) aus Aluminium oder einem
anderen Metall montiert ist, die, wie dargestellt, eine zur Halterung der Bauteile geeignete Profilform haben
Die Figuren 6 und 7 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, die ein Sims zwischen Wänden und Decke eines Raumes bilden können.
Ihr Aufbau ist in jedem Falle den in den Figuren 4 und 5 dargestellten
Vorrichtungen ähnlich, d.h. sie bestehen aus einer geeignet geformten Außenplatte 2 aus glasfaserverstärktem zementartigen
Material, an der die anderen Bauelemente befestigt sind. In Figur 6 hat das Sims einen herkömmlichen konkaven
Querschnitt, während in Figur 7 sein Querschnitt konvex ist, was eine größere Strahlungsfläche ergibt.
Noch verschiedene andere Modifikationen können an der Erfindung
vorgenommen werden. Beispielsweise braucht das Heizelement sich nicht in direkter Berührung mit der Rückseite der Wärme ab-r
strahlenden Wand zu befinden; zwischen Heizelement und Wärme abstrahlender Wand könnte auch eine die thermische Verbindung
herstellende Zwischenschicht angeordnet sein. Das Heizelement braucht kein elektrisches Heizelement zu sein, sondern kann
auch aus heißes Wasser oder Thermoöl führenden Kanälen bestehen. Ferner könnte das Heizelement in die Platte aus glasfaserverstärktem
zementartigem Material eingebettet werden. Und schließlich kann die Heizvorrichtung außer mit einer Wärme abstrahlenden
Fläche auch mit Konvektionskanälen zur Lufterhitzung versehen werden.
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Claims (8)
1. Strahlungsheizvorrichtung, bestehend aus einer zum zu beheizenden
Raum hin gerichteten Wärme abstrahlenden Wand und einem mit dieser in wärmeübertragender Beziehung stehenden
Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme abstrahlende Wand (2) aus glasfaserverstärktem zementartigem
Material besteht.
2. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement (6) ein elektrisches Heizelement und hinter der Wärme abstrahlenden Wand (2), aber
in thermischer Berührung mit dieser angeordnet ist.
3. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrische Heizelement (6) aus einem gedruckten Stromkreis besteht, der durch Abscheidung eines
Metallfilms auf einer Kunststoffolie hergestellt ist.
4. Strahlungsheizvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Heizelement (6) eine
nachgiebige Schicht (8) aus Wärmeisoliermaterial angeordnet und so zusammengedrückt ist, daß sie das Heizelement (6)
gegen die Wärme abstrahlende Wand (2) drückt.
5. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmeisoliermaterial (8) eiie Glasfaserschicht
ist.
6. Strahlungsheiζvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Isolierschicht (8)
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eine dünne Metallschicht (9) zur Reflexion der Wärme auf die Wärme abstrahlende Wand (2) angeordnet ist.
7. Strahlungsheizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne Metallschicht (9) aus Aluminiumfolie besteht.
8. Strahlungsheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis I3
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Wärme abstrahlenden Wänden (2) aus glasfaserverstärktem zementartigem Material
besteht, zwischen denen jeweils ein elektrisches Heizelement (6) in wärmeübertragender Berührung mit der jeweiligen Wand
angeordnet ist.
509813/0345
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