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Title:
WALL HEATING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/037606
Kind Code:
A2
Abstract:
The present invention relates to a wall heating system with a planar heating element (1) introduced into a wall or a wall element for controlling the temperature of a room, comprising at least one support plate (2) on which at least one meandering heat exchanger tube (4) or an electric heating cable (3) is mounted. The wall heating system according to the invention is characterized in that a graphite-containing thermoconducting layer (5) is applied to the at least one heat exchanger tube (4) or the at least one electric heating cable (3), at least one groove for receiving the at least one heat exchanger tube (4) or the at least one electric cable (3) being introduced into the thermoconducting layer (5) and/or into the support plate (2).

Inventors:
WEBER JEANNOT (DE)
Application Number:
PCT/DE2015/100354
Publication Date:
March 17, 2016
Filing Date:
August 27, 2015
Export Citation:
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Assignee:
WEBER JEANNOT (DE)
International Classes:
F24D3/14
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LIMBECK, ACHIM (DE)
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Claims:
Wandhelzsysfem

ANSPRÜCHE

Wandh'eizsysie'm mit einem in eine Wand oder ein WandeSement eingebrachten Fiächenheizeiement { 1 } zur Temperierung eines Raumes, umfassend mindestens eine Trägerpiatie (2) mit mindestens einem darauf mäanderförmig verlegtem Wärmetauscherrohr (4) oder einem elektrischen Heizkabe! (3),

dadurch gekennzeichnet, dass

auf das mindestens eine Wärmetauscherrohr (4} oder das mindestens eine elektrische Heizkabel (3) eine graphithaltige Wärmeleitschicht (5! aufgebracht ist, wobei in die Wärmeieitschichi (5) und/oder in die Trägerplatfe (2) mindestens eine Nut zur Aufnahme des mindestens einen Wärmetauscherrohrs (4) oder des mindestens einen elektrischen Heizkabels (3) eingebracht ist.

Wandheizsystem nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Wärmeleitschicht (5) mindestens eine graphithaltige Wärmeleitplatte {5a) ist,

Wandheizsystem nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Wärmelei ischichi (5) mindestens eine graphithaltige Wärmeleitfolie (5b) ist.

Wandheizsystem nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Wärmeieitschichi (5) gering viskoses bis flüssiges, graphithaltiges Material ist, welches auf das mindestens eine Wärmetau- scherrohr (4) oder das mindestens eine elektrische Heizkabel (3) bzw. die Trägerpiafte (2) aufgebracht ist.

5. Wandheizsystem nach den Ansprüchen 2 und 3,

dad urc h. ge ke n nzei ch net,

dass die mindestens eine Nut für das mindestens eine Wärmetauscherrohr (4) oder das mindestens eine elektrische Heizk bei (3) in die Wärmeleitpiatte (5j oder die Wärmeleitschicht (5) ein fräst ist.

6. Wandheizsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Trögerplafte (2) eine Calciumsiilkatplatte ist.

7. Wandhetzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche.

dadurch gekennzeichnet,

dass die. Trägerpiatie (2) eine Periifepiatte ist.

Wa dheizsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d ad urc h geke n nzeich net ,

dass die Trögerplatte (2) eine Holzweichfaserplatte ist.

Description:
■■ j -

Wandheizsystem

BESCHREIBUNG

Technisches Gebiet

[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wandheizsysterrt mit einem in eine Wand oder ein Wandeiement eingebrachten Fiächenheizele enS zur Temperierung eines Raumes., umfassend mindestens eine Trägerplafte mit mindestens einem darauf mäanderförmig verlegtem Wärmefauscher- rohr oder mindestens einem elektrischen Heizkabel,

Stand der Technik

[00021 Aus dem Stand der Technik sind Wandheizungen aus hohlen, meist doppelwctndtgen Bausteinen (aus Ton, Kalksandstein etc.) bekannt, in denen im unteren Bereich ein Wärmetauscherrohr eingebaut ist, welches die Luft im Hohlraum erwärmt, durch den Hohlraum aufsteigt und durch eine weitere Hohikammer abgekühlt wieder absteigt, um sich von neuem zu erwärmen und wieder aufzusteigen.

[0003] Eine weitere Form von Wandheizung bilden mehr oder weniger großformatige Platten aus Gips, Lehm, Gipsfasern o.a., in weiche Wärme- tausoherrohre fest eingegossen sind. Hier ist man immer an die wenigen Standartformate der Platten gebunden. Diese Art ist sehr wenig flexibel in der Handhabung und - bedingt durch die geringe Wärmeleitfähigkeit des Plaf ienmaterials - auch sehr träge und zur Kühlung in der Regel nicht oder nur bedingt geeignet, insbesondere auch wegen des Schwitzwassers, welches sich bilden kann, was z. B. besonders Gips und zum Teil auch Lehm auf Dauer schadet. [0004] Bekannt sind aus dem Stand der Technik ferner Platten aus Gipsfasern oder anderen Materialien, in welche eine Nut eingefräst ist, um ein - meist dünnes - Wärmetauscherrohr aufzunehmen. Durch die geringe Wärmeleitfähigkeit ist auch hier eine starke Trägheit nicht zu vermeiden.

[0005] Darüber hinaus sind Wandheizsysteme bekannt, bei denen Wärmeta uscherrohre auf Clips-Leisten direkt auf die Wand oder ganze vorgefertigte Rohrregister direkt auf der Wand befestigt werden, um mit mehreren Lehmschichfen verputzt zu werden. Bei diesem System geht viel Ener- gie durch die Wand verloren, besonders bei nicht gedämmten Außenwänden, Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit ist auch ein solches System sehr träge und die Wärmeverteiiung innerhalb der Wandheizungsfläche sehr ungleichmäßig. [0006] Ein weiteres modulares Wandheizsystem besteht aus einer Träger- piatte mit darauf aufgebrachten Schamottesfeinen, zwischen denen eine Nuf verbleibt für die Aufnahme eines Wärmet uscherrohrs. Schamotte ist zwar ein guter Wärmespeicher, aber ein sehr schlechter Wärmeleiter. Das System ist relativ träge und wird besonders bei niedrigen Vorlauftempera- füren nur sehr ungleichmäßig warm.

[0007] Neben den genannten Nachteilen sind bei den aufgeführten Systemen der hohe Flächenverbrauch, die teils schlechte Anpassbarkeit an räumliche Begebenhelfen, die Untaugiichkeit für Räumlichkeiten mit einer vorhandenen Feuchtigkeit, weiche nicht oder nicht komplett beseitigt werden kann sowie ferner die Untaugiichkeit für eine Kombination mit In- nendämmsysfemen wegen potentieller Taupunktverlagerung, Schwitz- wasserfoiidung oder mangelnder Diffusionsoffenheit zu nennen. Darstellung der brfindung

[ODOS] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Wandhetzsystem zu schaffen, welches die Trägheit der vorgenannten Sys- teme beseitigt und welches geeignet ist, mit möglichst niedriger Voriauf- temperatur voll funktionsfähig zu sein, um bspw. auch soiare Energie ( Solart herrnie} über möglichst lange Zeit und unter ungünsiigen Witterungsverhältnissen nutzen zu können. Femer besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Wandheizsystem zu schaffen, weiches die gesamte Wandheizungsfläche nicht nur schnell, sondern auch möglichst gleichmäßig erwärmt.

[0009] Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs i in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmaien gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wandheizsystems sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.

[0010] Erfind urrgsgemäß ist ein Wandheizsystem der eingangs genannt- ten Art dadurch gekennzeichnet, dass auf das mindestens eine Wärmetauscherrohr eine graphithaltige Wärmeleitschicht aufgebracht ist, wobei in die Wärmeieifsc nicht und/oder die Trägerplatte mindestens eine Nut 9 zur Aufnahme des mindestens einen Wärmetauscherrohrs oder des mindestens einen elektrischen Heizkabels eingebracht ist.

[001 1 ] Die Trägerpiatie kann je nach Verwendungszweck und den baulichen Begebenheiten aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Bei feuchten Wänden wird vorzugsweise eine Caiciumsilikatpbtte oder eine Periitepiatte verwendet, da diese resistent ist gegen Feuchtigkeit. Die Cal- ciumsilikai platte kann auch gegebenenfalls sehr viel Schwitzwasser aufnehmen wenn z. B. starke Kühlleistung verlangt wird.

[0012] Bei diffusionsoffenen Innendämmungen findet vorzugsweise eine Hoizweichfaserplatfe in passender Stärke Verwendung. [0013] Bei „normalen" Verhältnissen, die weder einer Innendärnmung bedürfen, noch feuchte Wände aufweisen, können als Trägerplatte a uch andere geeignete Materialien zum Einsatz kommen wie z. 8. zemenfge- bundene Periiiepiaiten, Vermiduütepla t len etc.

[001 4] in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird zur Hersteilung der Wärmeleitschicht auf die Trägerpiaite mit einem ökologisch einwandfreiem Kleber oder Dünnbettmörtel mindestens eine Wärmeleitplatte aus expandiertem Graphit aufgebracht. Nach Abbindung des Klebers oder Mörtels wird eine ausreichend große Mut in die Wärmeleitplatte eingefräst. Anschließend wird das fertige Modul mit einer Grundierung versehen, damit später der Putz besser haften bleibt. Diese Nut wird nach der Montage des Moduls mindestens ein Wärmetauscherrohr a ufnehmen,, welches mit einem gut wärmeleitenden Material eingeputzt wird.

[001 5] in einer weiteren Ausführung der Erfindung kann auf die Träger- platte auch mindestens eine einzelne gra phithaltige Wärmeleifpiatte so aufgeklebt werden, dass zwischen den Platten eine Nut für das Wärmeta uscherrohr verbleibt.

[00 t ό] in einer weiteren Ausführung der Erfindung ka nn die Wärmeleitschicht auch aus mindestens einer graphithaltigen Wärmeleitfoiie gebildet sein. Durch die nochmals höhere Wärmeleitfähigkeit einer Wärmeleitfoiie mit einem bevorzugten W/(m · ) von ca. 1 80 kann die Wärmeleitfähigkeit auch bei der voranstehend beschriebenen Basisvariante nochmals verbessert werden.

[001 7} Vor allem aber kann durch die Verwendung dieser Foiien, welche besonders bevorzugt aus expandiertem Gra phit bestehen, auch eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit bei allen schon bestehenden Wandheizungssystemen erreicht werden. Dies erlaubt die Verwendung unterschiedlichster Materialien in Verbindung mit der Graphitfolie. [0018] Ein weiterer Vorteil der Verwendung von expandiertem Graphit für die Herstellung der Wärmeieilsciiicht besteht auch darin, dctss dieses diffusionsoffen und ökologisch unbedenklich ist. [0019] In einer weiteren Ausführung sind großformatige, graphithaltige WärmeleitpiaSten auf die Trägerpiatie aufgeklebt und in diese eine passende Nut für das mindestens eine Wärmetauscherrohr eingefräst.

[0020] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Wärmeleitschichf auch ein feinkörniges oder gering viskoses bis flüssiges, graphithaltiges Materie! sein, weiches auf die Wärmetauscher- röhre bzw. die irägerplatfe aufgebracht ist.

[0021 ] Durch die enorme Wärmieitfähigkeit des verwendeten Materials: wird die gesamte Wandheizungsfläche auch bei sehr niedrigen Voriauf- temperaturen schnell und gleichmäßig warm. Dies ermöglicht die optimale Nutzung von Sonnenenergie, denn diese iässt sich am effizientesten nutzen, wenn die Vorla uf temperat ur möglichsf niedrig gewählt werden kann. Temperaturen von um die 30° sind bei Verwendung von Soiarthermie fast immer im Pufferspeicher gegeben, selbst bei ungünstiger Witterung. Hierdurch werden ganz neue Nutzungsmöglichkeiten mit Soiarthermie im Heizungsbereich eröffnet.

[0022] Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Wärmeleitschicht werden darüber hinaus auch weitere Vorteile gegenüber vorhandenen Systemen erzielt, denn durch ihre Verwendung wird eine besonders geringe Trägheit und ein sehr geringer Flächenverbrauch (im Vergleich zu anderen Systemen bis zu 70%) erreicht, innerhalb weniger Minuten erfolg! die Wärmeabgabe durch Strahlung und es ist weniger Fläche bei gleicher Strahlungsleistung erforderlich,

[0023] Durch die Modulbauweise und durch das geringe Gewicht ist eine leichte Handhabung bei der Montage gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegf darüber hinaus in der durch die Verwendung - ό - von Graphit oder graphithaltigem Material vorhandenen Abschirmung von elektromagnetischen Strahlen durch Elekfroleitungen.

[0024] Durch das erfindungsgemäße Wandheizsystem werden darüber hinaus nicht nur die schmalen Streifen über den Wärmetauscherrohren erwärmt, sondern auch der gesamte Bereich zwischen den Wärmetauscherrohren. Dies führt zu viel kleineren Heizungsfiächen. Dies hat bspw. einen positiven Einfiuss bei Vorhandensein großer Wand- oder Fensterflächen, welche durch Möbel verdeckt sind. Kleinere Wandheizungsflächen erleichtern auch bei Einbauküchen und in kleineren Bädern die Montage von Wandheizungen.

Kurzbeschreibung de Zeichnung [0025] Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Wandheizsystems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

[0026] In der Zeichnung zeigt [0027] Fig. ] das Wandheizsystem in der Seitenansicht mit einer graphit- ha Itigen Wärmeleitpla I te;

[0028] Fig.2 das Wandheizsystem mit einer Wärmeleitfoüe aus Graphit. Ausführung der Erfindung

[0029] Wie aus Fig.] ersichtlich, umfasst das erfindungsgemäße Wandheizsystem mindestens eine Trägerplatte 2 mit einem Vor- und Rücklauf 3 sowie mindestens ein darauf verlegtes Wärmetauscherrohr 4. Auf das - / - mindestens eine Wörmetauscherrohr 4 ist eine graphithaltige Wärme ieit- schicht 5a aufgebracht, in das mindestens ein Wärme iauscherrohr 4 eingebracht ist. [0030] Die Größe der Wandheizsystem-Module kann variieren. Serienmäßig ist ein Format von 60 x 60 cm als Standartformat vorgesehen. Es können aber auch deutlich größere Formate angefertigt werden, sogar mit schon fertig eingeputztem Wörmetauscherrohr 4, dessen Vor- und Rücklauf 3 oben oder unien herausragt und leicht mittels Schraub- oder ' Pressverbindung an dem Heizkreisiauf angeschlossen werden kann.

10031 } Fig.2 zeigt das Wandheizsystem mit einer Wärmeleittolie 5b aus

Graphit. Die Wärmeleitfoiie 5b kann erfindungsgemäß folgendermaßen verwendet werden:

[0032] In einem Wandheizsystem- odu!, bestehend aus mindestens einer Trägerpfatte 2, ist vorzugsweise eine Nut 9 für ein Wärmetauscherrohr 4 oder ein elektrisches Heizkabel 3 eingebracht. Über die gesamte Modulfläche wird eine Graphitfolie 5b aus expandiertem Graphit (mögliche Stärken zwischen 0, 1 und I mm) ausgelegt, so dass ein Wärmetauscherrohr 4 oder ein elektrisches Heizkabe! 3, weiches in eine Nu! 9 eingelegt wird, auf der Graphitfoiie 5b aufliegt und von dieser seitlich und unten berühr ) wird. Dadurch wird die Wärme bzw. Kälte sehr schnell wettergeleitet, so dass zwischen zwei parallel verlaufenden Wärmelauscherrohren 4 oder elektrischen Heizkabeln 3 die gewünschte Temperatur besonders gleichmäßig verteilt wird.

[0033] Alternativ kann die Graphitfoiie 5b auch über die gesamte Fläche der Trägerplatte inkl. dem aufgebrachten Wärmetauscherrohr 4 oder des elektrischen Heizkabeis 3 aufgebracht werden, so dass sie nicht unter dem Wärmetauscherrohr 4 oder dem elektrischen Heizkabe! 3 in der Nut liegt, sondern nur obendrauf. Die gesamte Oberfläche wird dann grundiert und kann anschließend verputzt oder verfliest werden. Auch neuartige großformatige Natursteinplatten aus nur 2-3 mm dickem Material können als Dekorfläche aufgeklebt werden. Auf diese Weise kann auch eine schnelle und gleichmäßige Verteilung der Temperatur der gesamten Wandheizungsfläche erreicht werden, sofern anstatt der Wärrneieit platte 5a aus expandiertem Graphit irgendein anderes für Wandheizungen oder Klima- wände (zum heizen und kühlen) geeignetes Material verwendet (z.B. Schamotte/ eramikplätlchen, Gipsfaserplaften, Lehrnplatfen, Perliteplat- ten, atunsteinpiätfchen u.a.} wird,

[0034] Anstelle der Graphitfoiie 5b können auch sehr dünne Platten { 1 -5 mm) aus expandiertem Graphit über die gesamte Fläche geklebt werden, um eine sehr viel schnellere und gleichmäßigere Temperaturverteilung zu erreichen.

[0035] Das erfindungsgemäße Wandheizsystem beschränkt sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgesiaftungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.

Liste der Bezugsziffern

1 Flächen heizeiement

2 Trägerptafte

3 elektrisches Heizkabel

4 Wärmetauscherrohr

5 Wärmeleitschicht

5a Wärmeleijplatte

5b Wärrneleitfoiie

6 Vor- und Rücklauf

7 Abdeckung {Putz, Fliesen etc.)

8 Stromzufuhr für Heizkabei