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Title:
ELECTRIC RADIATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/002014
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric radiator (1) which comprises a plate-like heating element (3) and can be connected to the electric power supply by means of an electric cable (2). The aim of the invention is for said radiator (1) to provide great heating output while using little energy and for its manufacture and use to be environmentally friendly and economical. To this end at least the plate-like heating element (3) consists substantially entirely of layers of a heat conductive, non-metallic material. The element comprises a layer of an electrically conductive paper (15) or tissue which has a thin layer of evenly applied carbon particles and is surrounded on both sides by thin, electrically insulated layers of plastic material (17, 18). The wall of the radiator (1) is extremely thin.

Inventors:
BECKERS KARL-HEINZ (CH)
BECKERS LIESELOTTE (CH)
Application Number:
PCT/EP1997/003448
Publication Date:
January 14, 1999
Filing Date:
July 02, 1997
Export Citation:
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Assignee:
BECKERS KARL HEINZ (CH)
BECKERS LIESELOTTE (CH)
International Classes:
H05B3/14; H05B3/28; (IPC1-7): H05B3/28; H05B3/14
Domestic Patent References:
WO1992020200A11992-11-12
Foreign References:
EP0668709A11995-08-23
DE2535622A11977-02-17
DE9106341U11991-07-25
FR2561481A11985-09-20
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 002 29 February 1996 (1996-02-29)
Attorney, Agent or Firm:
Aue, Hans-peter (Rosenstrasse 1, Hofheim, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Elektrischer Heizkörper mit einem plattenartigen Hei zelement (3), der mittels einem Stromkabel (2) an ein Stromnetz anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das plattenartige Heizelement (3) im we sentlichen vollständig aus wärmeleitenden, nichtmetal lischen Werkstoffschichten besteht.
2. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das plattenartige Heizelement (3) aus einem elektrisch leitfähigen Papier (15) besteht, welches beidseitig von dünnen elektroisolierten Kunst stoffschichten umgeben ist.
3. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das plattenartige Heizelement (3) aus einem elektrisch leitfähigen Gewebe besteht, wel ches beidseitig von dünnen elektroisolierten Kunst stoffschichten umgeben ist.
4. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Papier (15) oder Gewebe eine dünne Schicht gleichmäßig aufgetragener Kohlenstoffpartikel aufweist.
5. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Papier (15) oder Gewebe auf der Vorderseite und der Rückseite von zwei harten elektroisolierten Kunst stoffplatten (17,18) umgeben ist.
6. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kunststoffplatten (17,18) eine Dicke von 0,5 bis 1,0 mm aufweist.
7. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffplatten (17, 18) in ihren Flächenabmessungen geringfügig größer sind als das dazwischen angeordnete elektrisch leitfa hige Papier (15) oder Gewebe.
8. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die über das elektrisch leitfähige Papier (15) oder Gewebe hinausragenden Rän der (19) der Kunststoffplatten (17,18) miteinander verschmolzen (20) sind.
9. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ränder (19) der Kunststoffplat ten (17,18) miteinander verschweißt oder verklebt sind.
10. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorderseite bzw. der Rückseite des elektrisch leitfähigen Papiers (15) oder Gewebes und der jeweiligen Kunststoffplatte (17,18) eine auf das Papier (15) oder Gewebe lami nierte wärmebeständige Kunststoffolie (16) angeordnet ist.
11. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die wärmebeständige Kunststoffolie (16) eine Dicke von etwa 0,08 mm aufweist.
12. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) aus zumindest zwei Teilfeldern (13,14) besteht, die elek trisch miteinander verbunden sind.
13. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Heizelement (3) elek trische Kontaktelemente (12) angebracht sind, die mit dem Stromkabel (2) verbunden sind.
14. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) eine Gesamtdicke von etwa 2 mm aufweist.
15. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) von einem Rahmen (4) umgeben ist.
16. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß der Rahmen (4) aus Leichtmetall oder wärmebeständigen Kunststoffprofilen (6) besteht.
17. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieser an einer vertikalen Wandfläche befestigbar ist.
18. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mir einem am Rahmen (4) angeordneten Ständer (8) versehen ist.
19. Elektrischer Heizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein Thermostat, ei nen Temperaturregler, einen Spannungsregler und/oder eine Zeitschaltuhr aufweist.
Description:
Elektrischer Heizkörper Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heizkor- per mit einem plattenartigen Heizelement, der mittels einem Stromkabel an ein Stromnetz anschließbar ist.

Die zunehmend knapper werdenden Ressourcen an Energie auf der Erde, wie 01, Kohle und Gas sowie die daraus herge- stellten, immer kostspieliger werdenden Energieträger, wie beispielsweise Benzin und Strom, und deren immer weiter steigender Verbrauch zwingen zu ökologisch umweltfreundli- chen und ökonomischen Überlegungen, energieverbrauchende Geräte zu entwickeln, die kostensparend und mit hohem Nutz- effekt betrieben werden können. Dies trifft insbesondere auch auf den Bereich der Wärme-bzw. Heiztechnik zu. Gerade Heizgeräte benötigen einen hohen Aufwand an Energie, um ei- ne hohe Heizleistung zu erzielen.

Solche Heizgeräte sind in unterschiedlichen Ausführungsfor- men bekannt. In Altbauten findet man noch vielfach Ein- zelöfen, die durch Verbrennen von Holz, Kohle, Gas oder Heizöl oder durch elektrischen Strom die Wärme direkt er- zeugen bzw. bei Nachtspeicheröfen teilweise mit Verspätung an den Raum abgeben. Bei Zentralheizungen wird die von ei- nem meist im Keller befindlichen Heizkessel erzeugte Wärme durch einen Warmetrager, meist Wasser, seltener Dampf oder Luft, den zu beheizenden Räumen zugeführt. Sie wird dort über Radiatoren, Konvektoren und in jüngster Zeit häufig über Fußbodenheizungen an den Raum abgegeben.

Besonders bewährt haben sich sogenannte Plattenheizkörper, durch welche eine Rohrschlange verläuft, die den Wärmeträ- ger enthält. Derartige Heizkörper werden in der Regel ein- fach an der Wand eines Raumes installiert und dienen aus- schließlich dem Zweck, Wärme abzugeben. Solche Plattenheiz- körper bzw.-konvektoren werden unter anderem auch elek- trisch betrieben. Das Heizelement dieser Plattenheizkörper besteht aus einem metallischen Körper, der mit Wasser oder O1 gefüllt ist, das als Wärmeträger dient. Andere Platten- heizkörper verwenden metallische Heizschlangen oder ein Ge- bläse, die sehr viel elektrische Energie verbrauchen. Das Heizelement ist oftmals von einem Gehäuse umgeben, dessen vordere Sichtfläche mit Öffnungen, z. B. Schlitzen, Perfora- tionen, Lochmuster oder dergleichen, versehen ist. Diese Plattenheizkörper weisen meist eine Dicke von mehr als 80 mm auf und werden an einer Raumwand befestigt oder in einem Raum aufgestellt.

Die Plattenheizkörper, aber auch andere Arten von Heizkör- pern, beispielsweise Ölradiatoren mit einem Lamellen-oder Rippenkörper, bestehen im allgemeinen vollständig aus Me- tall, vorzugsweise Stahl, und sind dadurch sehr kosten-und herstellungsaufwendig und besitzen dadurch zwangsläufig ein hohe Gewicht und große Abmessungen. Da sich die metalli- schen Bauteile der Heizkörper selbst erst aufheizen müssen und einen großen Teil der aufgewendeten Energie benötigen, sind derartige Heizkörper durch einen hohen Energiever- brauch gekennzeichnet. Darüber hinaus erwärmen herkömmliche Heizgeräte erst die Luft als Wärmeträger und erst dann den menschlichen Körper. Dieser Vorgang dauert nicht nur sehr viel länger, sondern es wird auch sehr viel Energie ver- schwendet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Heizkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei geringem Energiebedarf eine hohe Heizleistung zur Verfügung stellt und darüber hinaus umweltfreundlich und wirtschaftlich her- stellbar und anwendbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zumin- dest das plattenartige Heizelement im wesentlichen voll- ständig aus wärmeleitenden, nichtmetallischen Werkstoff- schichten besteht. Dadurch erfolgt die elektrische Heizung auf einer ökologisch und ökonomisch umweltfreundlichen Ba- sis, wodurch ein Beitrag für die Gesundheit des Menschen geleistet und eine saubere Umwelt geschaffen wird. Darüber hinaus wird ein hoher Wirkungsgrad erzielt, da ein Aufhei- zen der metallischen Bauteile entfällt und sonach mit etwa 30% weniger Energie auskommt. Dieser elektrische Heizkörper kann für Wohnräume, Bungalows, Badezimmer, Dachböden, Feri- enhäuser, Garagen, Hobbyräume, Keller, Lauben, Wintergär- ten, Wohnwagen, Wohnmobile, Bauwagen, Schiffe, Boote, Ver- kaufsstande und dergleichen angewendet werden. Des weiteren ist diese elektrische Heizung als Zusatzheizung für die vorstehend genannten Anwendungsmöglichkeiten einsetzbar.

In Weiterbildung der Erfindung besteht das plattenartige Heizelement aus einem elektrisch leitfähigen Papier, wel- ches beidseitig von dünnen elektroisolierten Kunststoff- schichten umgeben ist. Alternativ hierzu kann das platten- artige Heizelement auch aus einem elektrisch leitfähigen Gewebe bestehen, das beidseitig von dünnen elektroisolier- ten Kunststoffschichten umgeben ist. Bevorzugt weist das elektrisch leitfähige Papier oder Gewebe eine dünne Schicht gleichmäßig aufgetragener Kohlenstoffpartikel auf. Diese Schicht aus Kohlenstoffpartikeln dient als elektrischer Leiter für die zugeführte elektrische Energie, die das Er- wärmen des mit den Kohlenstoffpartikeln versehenen Papiers oder Gewebes bewirkt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das elektrisch leitfähige Papier oder Gewebe auf der Vor- derseite und der Rückseite von zwei harten elektroisolier- ten Kunststoffplatten umgeben. Dabei weist jede der Kunst- stoffplatten eine Dicke von 0,5... 1,0 mm auf. Vorzugswei- se hat jede Kunststoffplatte eine Dicke von 0,75 mm. Durch diese Maßnahmen wird ein extrem flaches Heizelement mit ei- ner Dicke von etwa 1,5 bis 2,0 mm zur Verfügung gestellt, das nur geringen Platz erfordert. Das elektrisch leitfähige Papier oder Gewebe sorgt für eine gleichmäßige Wärme, wo- durch innerhalb des Aufstellraumes keine warmen Zonen, wie beispielsweise unter der Raumdecke, erzeugt werden. Im Ge- gensatz zu einem großen Teil der bekannten Heizkörper er- zeugt der erfindungsgemäße Heizkörper keine Geräusche oder Gerüche, was insbesondere für Allergiker von Vorteil ist.

Des weiteren wird kein Sauerstoff verbraucht, so daß der Heizkörper für ein gesundes Raumklima sorgt. Die für das Heizelement verwendeten Materialien sind besonders umwelt- freundlich und darüber hinaus langlebig, wodurch der Heiz- körper ein günstige Kosten/Leistungsverhältnis aufweist.

Schädliche Stoffe, wie Formaldehyd, Phenol oder andere Gif- te kommen hierbei nicht zur Anwendung oder können sich nicht bilden.

In einer Fortbildung der Erfindung sind die Kunststoffplat- ten in ihren Flächenabmessungen geringfügig größer als das dazwischen angeordnete elektrisch leitfähige Papier oder Gewebe. Vorteilhafterweise sind die über das elektrisch leitfähige Papier oder Gewebe hinausragenden Ränder der Kunststoffplatten miteinander verschmolzen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Ränder der Kunststoffplatten miteinan- der verschweißt oder verklebt sind. Somit wird das elek- trisch leitfähige Papier oder Gewebe gegenüber der Umgebung abgedichtet und gegen äußere Einflüsse, wie beispielsweise Staub oder Feuchtigkeit, geschützt.

Um eine bessere Handhabung des elektrisch leitfähigen Pa- piers oder Gewebes während der Montage des Heizkörpers zu erreichen und das mit Kohlenstoffpartikeln versehene Papier oder Gewebe vor Zerkratzen oder schädigenden äußeren Ein- flüssen zu schützen, ist weiterhin zwischen der Vorderseite bzw. der Rückseite des elektrisch leitfähigen Papiers oder Gewebes und der jeweiligen Kunststoffplatte eine auf das Papier oder Gewebe laminierte wärmebeständige Kunststoffo- lie angeordnet. Dabei ist die wärmebeständige Kunststoffo- lie extrem dünn, das heißt sie weist vorzugsweise eine Dik- ke von etwa 0,08 mm auf.

Damit die Heizfläche der Heizkörpers vergrößert werden kann, besteht das Heizelement aus zumindest zwei Teilfel- dern, die elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch kann die Heizleistung des Heizkörpers an die geforderten Umgebungsbedingungen, z. B. der Raumgröße, angepaßt werden.

In einer weiterbildenden Maßnahme sind am Heizelement elek- trische Kontaktelemente angebracht, die mit dem Stromkabel verbunden sind. Durch Verbinden des Stromkabels mit dem zur Verfügung stehenden Stromnetz wird das Heizelement in Be- triebsbereitschaft versetzt.

Um die Stabilität und Verwindungssteifigkeit des dünnwandi- gen Heizelementes zu gewährleisten und dem Heizkörper ein dekoratives Aussehen zu verleihen, ist das Heizelement zweckmäßigerweise von einem Rahmen umgeben. Dieser besteht aus Leichtmetallprofilen oder wärmebeständigen Kunststoff- profilen, die einfach herzustellen und zu montieren sind und nur ein geringes Gewicht aufweisen.

In Abhängigkeit von den örtlichen Bedingungen, kann der Heizkörper an einer vertikalen Wandfläche durch handwerkli- che Maßnahmen befestigt werden. Alternativ kann am Rahmen des Heizkörpers ein Ständer angeordnet werden, beispiels- weise in Form von zwei mit Rollen versehenen Füßen, so daß dieser an einer beliebigen Stelle in einem entsprechenden Raum aufgestellt werden kann.

Schließlich kann der elektrische Heizkörper ein Thermostat, einen Temperaturregler, einen Spannungsregler und/oder eine Zeitschaltuhr aufweisen, um eine Leistungs-und/oder Zeit- konrollfunktion ausüben zu können.

Durch die Erfindung wird ein umweltfreundlicher und äußerst wirtschaftlicher Heizkörper zur Verfügung gestellt, der im wesentlichen vollständig auf Metallmaterialien verzichtet und trotzdem eine hohe Wärmeleistung erbringt. So weist ein solcher Heizkörper mit einer Fläche von etwa 1,5 m2 eine Leistungsaufnahme von 400 W/Std. bei einer Nennspannung von 230 V auf. Dieser erreicht dabei eine maximale Oberflächen- temperatur von mindestens 65°C. Da der Heizkörper eine glatte Oberfläche aufweist, die auch gleichzeitig die Sichtfläche ist, kann diese gegebenenfalls mit Motiven be- liebiger Art bedruckt, beklebt oder bespritzt werden. da- durch wird noch eine besonders angenehme optische Wirkung erzielt und ein doppelter Wärmeeffekt erreicht, nämlich ei- nerseits durch die Wärmeabgabe selbst und andererseits durch Wärmegefühle vermittelnden Dekors.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachste- hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombina- tionen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispie- les, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrie- ben. Es zeigt : Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen elektri- schen Heizkörpers, Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II des er- findungsgemäßen elektrischen Heizkörpers nach Fig.

1, Fig. 3 eine teilgeschnittene Vorderansicht des Heizelemen- tes des erfindungsgemäßen elektrischen Heizkörpers nach Fig. 1 und Fig. 4 eine teilgeschnittene Seitenansicht mit stark ver- größerter Dicke entlang der Linie IV-IV des Heize- lementes nach Fig. 3.

Ein elektrischer Heizkörper 1 ist mittels einem Stromkabel 2 an ein Stromnetz anschließbar. Der Heizkörper 1 besteht gemäß den Fig. 1 und 2 im wesentlichen aus einem Heizele- ment 3 und einem dieses umgebenden Rahmen 4. Das Stromkabel 3 ist an seinem freien Ende mit einem Netzstecker 5 verse- hen, der in eine nicht dargestellte Netzsteckdose einge- führt wird.

Der das rechteckige Heizelement 3 umgebende Rahmen 4 be- steht aus Profilleisten 6, die jeweils an den Längsseiten und Schmalseiten des Heizelementes 3 angeordnet sind. In den Eckbereichen des Heizelementes 3 sind die rechtwinklig zueinander angeordneten Profilleisten 6 durch Eckverbinder 7 miteinander verbunden. An jeder vertikalen Profilleiste 6 und am zugehörigen unteren Eckverbinder 7 ist jeweils ein Ständer 8 befestigt, wobei ein Teil des Ständers 8 und der zugehörige Eckverbinder 7 auf einem Boden 9 aufliegen, so daß der Heizkörper 1 als Standgerät ausgebildet ist. Ist der Ständer 8 nicht vorhanden, so ist die obere horizontale Profilleiste 6 mit einem Befestigungsmittel 10 versehen, um den Heizkörper 1 an einer nicht gezeigten Wand zu befesti- gen.

Die Ränder des Heizelementes 3 sind in dazu korrespondie- rende Nuten 11 der Profilleisten 6 aufgenommen, wie in Fig.

2 dargestellt ist. Das mit dem Netzstecker 5 versehene Stromkabel 3 ist mit einem Kontaktelement 12 verbunden, welches in der Mitte am unteren Rand des Heizelementes 3 angeordnet ist.

Das in den Fig. 3 und 4 gezeigte Heizelement 3 ist im we- sentlichen in zwei Teilfelder 13 und 14 unterteilt. Das Heizelement 3 besteht zunächst aus einem elektrisch leitfä- higen Papier 15, das mit einer Schicht aus Kohlenstoffpar- tikeln versehen ist. An der unteren Kante des elektrisch leitfahigen Papiers 15 sind die Kontaktelemente 12 Strom- schienen 16 und 17 aus elektrisch leitfähigem Material an- gebracht, die gemäß Fig. 1 mit dem Stromkabel 2 verbunden sind. Die Vorderseite und die Rückseite des elektrisch leitfähigen Papiers 15 sind jeweils mit einer dünnen Kunst- stoffolie 16 laminiert. Das die Teilfelder 13 und 14 des Heizelementes 3 bildende, mit der Schicht von Kohlenstoff- partikeln versehene elektrisch leitfähige Papier 15 mit den laminierten Kunststoffolien 16 ist an der Vorderseite und der Rückseite mit jeweils einer dünnwandigen Kunststoff- platte 17 und 18 überdeckt. Dabei sind die Kunststoffplat- ten 17 und 18 geringfügig größer als das elektrisch leitfä- hige Papier 15, so daß die Kunststoffplatten 17 und 18 um- fangsseitig einen Rand 19 bilden. Die übereinander liegen- den Kunststoffplatten 17 und 18 sind an dem gebildeten Rand 19 verschmolzen 20, beispielsweise verschweißt oder ver- klebt. Das derart montierte Heizelement 3 wird dann in den Rahmen 4 gemäß den Fig. 1 und 2 eingesetzt. Liste der Bezugszeichen 1 Heizkörper 2 Stromkabel 3 Heizelement 4 Rahmen 5 Netzstecker 6 Profilleiste 7 Eckverbinder 8 Stander 9 Boden 10 Befestigungsmittel 11 Nut 12 Kontaktelement <BR> 13 Teilfeld<BR> 14 Teilfeld<BR> 15 Papier 16 Kunststoffolie 17 Kunststoffplatte 18 Kunststoffplatte 19 Rand 20 Verschmelzung