DE69914060T2 - Bodenheizanlage mit selbstregulierendem kabel - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Bodenheizanlage, die ein Elektrokabel umfasst, das sich in Längen vorwärts und rückwärts unter der zu heizenden Bodenoberfläche erstreckt.
• Es gibt verschiedene Anlagen des Stands der Technik zum Heizen und Heizregulieren einer Bodenoberfläche mithilfe eines elektrischen Heizkabels. Beispielsweise aus EP,B1,588 911 ist bereits eine Bodenbauweise bekannt, entsprechend welcher Bodenplatten in einer räumlich voneinander getrennten Beziehung auf einer Bodenoberfläche angeordnet sind, so dass Kanäle zwischen den Platten ausgebildet sind, in denen das Heizkabel aufgenommen ist. Die Bauweise umfasst ausserdem ein hitzereflektierendes Blech, das an den Metallplatten angebracht und in die Kanäle unter das Heizkabel gesteckt ist.
• Diese Anordnung hat einen vergleichsweise komplexen Aufbau zur Folge, und es ist ein erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich, um einen beheizbaren Boden herzustellen. Es ist zum Beispiel notwendig, die Platten anzuordnen und sie in einer vorgegebenen, räumlich voneinander getrennten Beziehung zu befestigen, um zu gewährleisten, dass die Breite der ausgebildeten Kanäle an die Breite des Heizkabels angepasst ist, das in den Kanälen angeordnet werden soll. Die Anbringung des hitzereflektierenden Blechs bringt sogar noch weitere zusätzliche Arbeit mit sich.
• Aus EP,B1,360 889 ist ferner ein Heizelement in Gestalt einer Platte bekannt, die mit Kanälen ausgebildet ist, welche parallel zueinander angeordnet sind und ein Heizkabel einfassen, das sich in den Kanälen erstreckt. Die Anlage umfasst halbkugelige Körper, die zwischen den Kanalmündungen auf zwei entgegengesetzten Seiten der Platte angeordnet sind, und diese Körper bilden gerundete Flächen, an die das Kabel anstösst, wenn es in Biegungen ausgebildet ist, wenn es aus einem Kanal austritt und in den benachbarten eindringt, um Knack- oder Bruchschäden an dem Kabel zu vermeiden. Dieser Aufbau ist jedoch nicht dafür gedacht, in Böden eingebaut zu werden und als Bodenheizmittel zu dienen, sondern bildet an sich eine vollständige, unabhängige Heizplatte.
• Aus DE-A1-3109866 ist ein Plattenaufbau gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Kombination mit Wasserrohren zur Wärmeübertragung bekannt.
• Die Erfindung stellt eine Bodenheizanlage bereit, die eine Weiterentwicklung der Technologie des Stands der Technik ist und auf rasche, praktische und bequeme Weise die Einrichtung eines Heizkabels in einem Boden ermöglicht, ungeachtet der Grundlage oder des Aufbaus des letzteren. Die Merkmale, die. die Bodenheizanlage gemäss der Erfindung kennzeichnen, sind in den beiliegenden Ansprüchen definiert.
• Die Bodenheizanlage gemäss der Erfindung nutzt ein sogenanntes selbstregulierendes Kabel, ein Merkmal, das die Einrichtung der Bodenheizung weiter vereinfacht, ungeachtet der betreffenden Bodenart, wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
• Ein selbstregulierendes Kabel umfasst zwei Leiter, die parallel zueinander angeordnet und von einem halbleitenden Kunststoffmaterial umgeben sind, dessen Leitfähigkeit je nach der Temperatur veränderlich ist und bei ausreichend erhöhten Temperaturen völlig unterbleibt. Wenn die zwei Leiter an zwei verschiedene elektrische Spannungen angeschlossen sind, fliesst ein Strom radial durch das halbleitende Kunststoffmaterial zwischen den Leitern das gesamte Kabel entlang, wodurch Hitze erzeugt wird. Die Grössenordnung des Stroms ist je nach der Leitfähigkeit des Kunststoffmaterials veränderlich und in den Bereichen des Kabels mit der niedrigsten Temperatur auf ihrem Höchstwert, wobei in diesen Bereichen folglich Hitze erzeugt wird, und in den Bereichen des Kabels mit der höchsten Temperatur auf ihrem Tiefstwert, wobei in diesen Bereichen folglich weniger Hitze erzeugt wird. Auf diese Weise wird die Heizleistungsfähigkeit des Kabels selbstregulierend. Ausserdem ist die Feuerbeständigkeit des Kabels höher als die eines herkömmlichen Kabels, da der Strom zwischen den Leitern, und infolgedessen die Heizleistung, in den Abschnitten des Kabels, in denen die Temperatur zu hoch ist, völlig aussetzt. Ausserdem kann ein selbstregulierendes Kabel in beliebige Längen getrennt sein, da jeder Leiter an einem seiner Enden nur an seine jeweilige Spannung angeschlossen sein muss.
• Die Tatsache, dass das elektrische Heizkabel selbstregulierend ist, ist eine Voraussetzung für eine einfache Einrichtung in allen Lagen der Anlage gemäss der Erfindung. Ein herkömmliches Kabel würde, wenn es in den erfindungsgemässen Platten angeordnet wäre, die Brandschutzbestimmungen nicht erfüllen, wenn es beispielsweise in Kombination mit Holzbodenbelag direkt auf den Platten angewendet würde.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.
• Es zeigen:
• 1 eine perspektivische Bruchansicht der Bodenheizanlage;
• 2 eine Schnittansicht, die in einem grösseren Massstab einen Kanal und ein Heizkabel, das darin enthalten ist, darstellt;
• 3 eine Ansicht von oben eines Bodens beim Zusammenbau der Bodenheizanlage.
• Die Anlage umfasst quadratische oder rechteckige Platten 1 aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium. Auf ihrer Rückseite ist die Metallplatte 1 mit einer Isolierplatte 2 versehen, die vorzugsweise aus Schaumkunststoff hergestellt ist. Die Metallplatten 1 sind mit Kanälen 3 ausgebildet, die sich in einer parallelen Beziehung zueinander erstrecken und das Plattenmaterial wird bei der Herstellung einem Wellvorgang unterzogen. Die Platten 1 und 2 sind in einer Sandwichbauweise miteinander verklebt, wobei die Kanäle 3, die in der Metallplatte 1 ausgebildet sind, in das Material der Isolierplatte 2 eindringen, s. 2. Die Kanäle 3 sind zum Aufnehmen eines Elektrokabels 5 darin ausgebildet, wobei letzteres, nachdem es in den Kanälen 3 angeordnet wurde, Längen 6 ausbildet, die mit einem vorgegebenen Mittenabstand voneinander getrennt sind. Vorzugsweise sind die Kanäle 3 tief genug, um zu gewährleisten, dass die Oberseite des Kabels 5 mit der Oberseite der Metallplatte 1 im wesentlichen bündig ist, wie aus 2 ersichtlich.
• 1 stellt eine Metallplatte 1 und eine Isolierplatte 2 dar, die auf einem Betonboden 4 angeordnet sind. Letzterer könnte jedoch ebenso aus Holzbrettern oder aus einem anderen Material bestehen.
• Die Anlage umfasst ausserdem ein Endstück 7, das dazu gedacht ist, zwischen einer Wand in dem Raum, in dem eine Bodenheizung eingerichtet werden soll, und einer Endkantenseite der ersten bzw. letzten Platte 1 bzw. 2 in jeder Plattenreihe in dem Raum platziert zu sein. Dieses Endstück 7 ist mit Aussparungen 8 zum Aufnehmen des Kabels 5 darin ausgebildet, da letzteres beim Verlassen eines Kanals 3 und Eindringen in einen benachbarten Kanal 3 eine Biegung ausbildet, wie aus 1 ersichtlich.
• Bei der Einrichtung von Bodenheiztechnik des Stands der Technik wie heutzutage in Anwendung wird zu Anfang eine Graupappe oder Gipspappe auf einer Holz- oder Betonunterlage angeordnet. Gemäss einer Alternative wird dann ein Drahtgewebe auf der Grau-/Gipspappe angeordnet, woraufhin ein Heizkabel in einer kurvigen Gestaltung auf dem Drahtgeflecht angeordnet wird, an dem es dann befestigt wird. Gemäss einem anderen alternativen Verfahren wird das Heizkabel in einem kurvigen Muster direkt auf der Grau-/Gipspappe angeordnet und mittels Klammern daran befestigt. Falls der obere Bodenbelag aus Keramikfliesen besteht, wird Zementmörtel auf das Kabel und, bei Benutzung, das Drahtgeflecht aufgetragen, woraufhin die Keramikfliesen in dem Zementmörtel gelegt werden. Falls der Bodenbelag aus Holz oder Kunststoff besteht, wird statt Zementmörtel eine Schicht Kitt auf das Heizkabel aufgetragen, woraufhin der Holz- oder Kunststoffboden auf der Kittschicht angeordnet wird.
• Mithilfe der Anlage gemäss der Erfindung wird stattdessen das folgende Verfahren eingesetzt. Ein Endstück 7 wird in einer Ecke des Raums platziert, der mit Bodenheizung ausgestattet werden soll, woraufhin eine Anzahl von Metallplatten 1a, 1b, 1c zusammen mit Isolierplatten 2 Kante an Kante auf solche Weise platziert werden, dass jeder der Kanäle 3a der ersten angeordneten Platte 1a (in jeder Reihe) an den jeweiligen Kanälen 3b in der folgenden Platte 1b und die Kanäle 3b danach an den jeweiligen Kanälen 3c in der Platte 1c usw. ausgerichtet sind, wie aus 3 ersichtlich. Sollte die nächste Platte 1d zu lang sein, wird die Platte so zugeschnitten, dass der verbleibende Teil der auf diese Weise gekürzten Platte zusammen mit einem neuen Endstück 7b den verbleibenden Teil der Länge des Raums ausfüllt. Die folgende Reihe wird durch Plazieren eines dritten Endstücks 7c in angrenzender Position bezüglich des ersten Endstücks 7 begonnen, woraufhin der abgeschnittene Teil der Metallplatte 1d zusammen mit der Isolierplatte 2 darunter in berührender Beziehung zu dem Endstück 7c und der Metallplatte 1a gelegt wird. Die Isolierplatten 2 werden mit der Unterlage 4 zum Beispiel mittels Verkleben verankert, und man fährt in der oben beschriebenen Weise fort, bis die gesamte Bodenunterlage 4 bedeckt ist. Falls die Platten 1 und 2 in der letzten Reihe eine Breite aufweisen, die den verbleibenden Platz des Raums übersteigt, werden sie längs durchschnitten.
• Verbleibende Massnahmen, die zum Herstellen des fertiggestellten Bodens zu ergreifen sind, werden auf die oben beschriebene Weise durchgeführt, was, wie in 1 gezeigt, das Legen von Keramikfliesen 9 beinhaltet, die in einer Schicht Zementmörtel gelegt werden, der auf die Metallplatte 1 und das Kabel 5 aufgetragen wird. Wenn die Oberflächenschicht des Bodens jedoch ein Laminatbodenbelagmaterial oder ein Holzboden (Parkett) sein soll, müssen die ausgelegten Platten 1, 2 nicht mit der Unterlage verankert werden. Sie müssen auch nicht mit Kitt bedeckt werden, da dank der selbstregulierenden Eigenschaften des Kabels zufriedenstellender Brandschutz erzielt ist.
• Es ist nun möglich, das Heizkabel 5 rasch und bequem in den Kanälen 3 einzulegen und in den Aussparungen in Biegungen auszubilden, woraufhin die Kabelenden an die Netzspannung angeschlossen werden. Dank des Gebrauchs eines selbstregulierenden Kabels mit integriertem Temperaturschutz, der die Gefahren übermässiger Erhitzung beseitigt, ist es nicht notwendig, eine bestimmte Länge des Heizkabels zu berechnen, sondern das Kabel kann auf die einfachstmögliche Weise in dem Raum, der dafür vorbereitet und durch die Kanäle 3 ausgebildet ist, eingelegt werden.
• Die Bodenheizanlage gemäss der Erfindung stellt eine Bodenheizanordnung bereit, die effizient und energiesparend ist. Die Isolierplatte 2 verringert effektiv Wärmeabgaben an die Bodenunterlage 4. Die Metallplatte 1 reflektiert jegliche abwärtsgerichtete Wärmestrahlung aus dem Kabel 5 nach oben, in Richtung der Bodenoberfläche. Die Funktionen der Platte 1 und der Platte 2 in Kombination machen die Bodenheizanlage daher so effizient wie möglich.
• Zusätzlich zu den Vorteilen, die durch die Bodenheizanlage gemäss der Erfindung aufgrund ihrer bequemen Einrichtung erzielt sind, ist die Heizanlage auch leicht an die verschiedenen Heizanforderungen verschiedener Böden anpassbar. Beispielsweise ist das Endstück 7 auf eine Weise gestaltet, die es ermöglicht, das Heizkabel 5 so anzuordnen, dass der Zwischenraum zwischen den Kabellängen 6 variiert, d. h. im Falle einer bestimmten Bodenart können die Kabellängen durch einzelne Abstände voneinander getrennt sein, wie in 1 gezeigt, wohingegen bei einem anderen Boden zweifache oder dreifache Abstände zwischen den Kabellängen 6 bevorzugt sein können, wobei in letzterem Fall daher von den zwischenliegenden Kanälen 3 kein Gebrauch gemacht wird. Diese Möglichkeit ist ein wesentlicher Vorteil, da sie die Anpassung der Wirkung der elektrischen Bodenheizung per Quadratmeter gestattet.

Claims (4)

1. Bodenheizsystem, umfassend: mehrere Platten, die jeweils eine Isolierplatte (2) und eine rechteckige Metallplatte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) beinhalten, welche mit Kanälen (3, 3a, 3b, 3c) ausgebildet ist und auf der Isolierplatte in einer Sandwichbauweise solcherart angebracht ist, dass die Kanäle (3, 3a, 3b, 3c) der Metallplatte (1, 1a, 1b, c, 1d) teilweise in die Isolierplatte (2) eindringen, wobei die Platten auf einer Unterlage (4) des Bodens in angrenzender Beziehung in der Längs- und Querrichtung solcherart angeordnet sind, dass sich jeder Kanal (3, 3a, 3b, 3c) einer Metallplatte (1, 1b, 1c, 1d) in einen anderen Kanal (3b, 3c, bzw. 3a) fortsetzt, der in der benachbarten Metallplatte (1b, 1c bzw. 1a) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbstregulierendes, elektrisches Heizkabel (5) in den Kanälen (3, 3a, 3b, 3c) angeordnet ist, so dass es unter einer Bodenoberfläche (9), die auf dem Bodenheizsystem angeordnet ist, vor- und zurück verläuft.
2. Anlage nach Anspruch 1, wobei die Metallplatte aus Aluminium hergestellt ist.
3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Isolierplatte aus einem Schaumkunststoffmaterial hergestellt ist.
4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage Endstücke (7, 7b, 7c) umfasst, die eines an jeder Endseite einer Reihe von Platten positioniert sind, wobei die Endstücke mit Aussparungen (8) zur Aufnahme der Biegungen des Kabels (5) darin ausgebildet sind, welche ausgebildet sind, wenn das Kabel aus einem Kanal (3) austritt und in einen anderen eindringt.