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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft Strahlungsheizungen aus Marmor, Granit, marmorisiertem Kalkstein oder anderene Natursteinen, Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen mit Heizelementen aus Graphitfolien oder Graphitlaminatplatten. Die Ausstattung mit solchen Heizelementen resultiert in verbesserter Energieeffizienz, höherer Lebensdauer, reduzierten Herstellkosten, erhöhter Aufheizgeschwindigkeit und begrenzter elektromagnetischer Strahlungsemissionen.The invention relates to radiant heaters made of marble, granite, marbled limestone or other natural stones, metal, ceramic, glass or their combinations with heating elements of graphite or graphite laminate. The provision of such heating elements results in improved energy efficiency, longer service life, reduced manufacturing costs, increased heating rate and limited electromagnetic radiation emissions.
    公开号:DE102004025033A1
    申请号:DE200410025033
    申请日:2004-05-18
    公开日:2005-12-15
    发明作者:Peter Dipl.-Ing. Hoffmann；Wulf Pries；Walter Dr.-Ing. Thiele
    申请人:SGL Carbon SE；
    IPC主号:H05B3-14
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft Strahlungsheizungen aus Marmor, Granit, marmorisiertemKalkstein oder anderen Natursteinen, Keramik, Glas oder deren Kombinationenmit Heizelementen aus Graphitfolien oder Graphitlaminatplatten.Die Ausstattung mit solchen Heizelementen resultiert in verbesserterEnergieeffizienz, höhererLebensdauer, reduzierten Herstellkosten, erhöhter Aufheizgeschwindigkeitund reduzierter elektromagnetischer Strahlungsemissionen.TheThe invention relates to radiant heaters of marble, granite, marbledLimestone or other natural stones, ceramics, glass or their combinationswith heating elements made of graphite foils or graphite laminate plates.The equipment with such heating elements results in improvedEnergy efficiency, higherLifetime, reduced production costs, increased heating rateand reduced electromagnetic radiation emissions.
    [0002] Strahlungsheizungen,insbesondere aus Naturstein, sind seit längerem bekannt. Diese weisen aufder Rückseiteeine elektrische Heizanordnung auf, welche den Strahlkörper erwärmt, der über eine hoheWärmespeicherfähigkeitverfügt.Im Vergleich zu herkömmlichenWandheizungen entfälltgrößtenteilseine konvektive Umwälzungder Luft, wodurch ein angenehmes und gesundes Raumklima mit optimalerLuftfeuchtigkeit entsteht. Bei Verwendung von Natursteinen als Strahlkörper besitzendiese Heizungen auch einen ästhetischenWert und erfüllenim Haus gleichzeitig dekorative Zwecke. Außerdem lassen sich Strahlungsheizungenbeliebig formatieren und benötigennur einen Stromanschluss, so dass sie auch als mobile Einheitenoder etwa in Caravans und in vielen anderen Bereichen außerhalbeiner festen Unterkunft zur Anwendungen kommen. Eine weitere beliebteAnwendung von Strahlungsheizungen ist die Zubereitung von Speisen,so etwa beim Grillen oder fürdas Pizzabacken.Radiant heating,especially made of natural stone, have been known for a long time. These showthe backan electric heating arrangement, which heats the radiator, which has a highHeat storage capacityfeatures.Compared to conventionalWall heaters omittedMostlya convective upheavalthe air, creating a pleasant and healthy indoor climate with optimalHumidity arises. When using natural stones as a jet body possessThese heaters also have an aestheticValue and fulfillin the house at the same time decorative purposes. In addition, radiation heaters can be usedformat and require arbitraryjust a power connection, so they also work as mobile unitsor about in caravans and in many other areas outsidea permanent accommodation for applications. Another popularApplication of radiant heaters is the preparation of food,such as when grilling or forthe pizza baking.
    [0003] Aufgrundverschiedener neuer Bestimmungen durch den Gesetzgeber sind dieAnforderungen an die Wirtschaftlichkeit von Heizungsanlagen in der jüngsten Vergangenheitstark angestiegen. Diese Entwicklung trifft vor allem die strombetriebenen Strahlungsheizungen,welche nicht mehr als Vollheizungen in Neubauten eingebaut werdendürfen.by virtue ofvarious new provisions by the legislature are theRequirements for the efficiency of heating systems in the recent pastincreased sharply. This development mainly affects the electricity-driven radiant heaters,which are no longer installed as full heaters in new buildingsallowed to.
    [0004] EP 1 182 406 beschreibteine Strahlungsheizung aus Naturstein mit auf der Rückseitein Kanälen mäander- oderspiralförmigeingelegten und verklebten Heizleitern. Hierzu müssen jedoch zunächst in dasrelativ teure und sprödeNatursteinmaterial Kanäleeingefrästwerden, in die die Heizleiter verlegt werden. Anschließend werdendann die Kanälemit Marmorzement verspachtelt. EP 1 182 406 describes a radiant heater made of natural stone with meandering or spirally inserted and glued heating conductors on the back in channels. For this purpose, however, must first be milled into the relatively expensive and brittle natural stone material channels into which the heating conductors are laid. Then the channels are filled with marble cement.
    [0005] In US 6,087,630 ist eine Methodezur Beheizung von Flächenheizkörpern dargelegt,wobei ein laminiertes Heizelement im Sandwich-Verfahren zwischenden zu beheizenden Strahlungskörperneingebettet wird. Auch hierzu sind mehrere Arbeitsschritte sowiedas Einbringen verschiedener weiterer Funktionsschichten notwendig.In US 6,087,630 is a method for heating surface radiators set forth, wherein a laminated heating element is sandwiched between the radiant bodies to be heated embedded. For this purpose, several steps and the introduction of various other functional layers are necessary.
    [0006] Nach DE 200 15 750 kann eineNatursteinstrahlungsheizung auch so ausgeführt werden, dass eine laminierteHeizungsmatte auf der Rückseitedes Strahlungskörpersangebracht wird. Um den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE)gerecht zu werden, werden hier mehrere Klebschichten verwendet.To DE 200 15 750 For example, a natural stone radiant heater may also be made to apply a laminated heater mat to the back of the radiant body. In order to meet the different coefficients of thermal expansion (CTE), several adhesive layers are used here.
    [0007] Inallen Fällenwird bereits im Grundansatz die Energiebilanz des Strahlungsheizersdadurch verschlechtert, dass man Heizmatten verwendet, welche auseiner Kombination von meist metallischen Drähten oder dünnen Blechen mit einer oder mehrerenKunststofffolien sowie anderen isolierenden Materialien bestehen.Unter dem Begriff Heizmatte ist im Sinne der Erfindungsbeschreibungganz allgemein ein biegsames flächigesGebilde zu verstehen, welches als elektrische Widerstandsheizung fungiert.Durch die Isolierung des Heizleiters entsteht ein extrem hoher Wärmeübergangswiderstand,der zu hohen Verlusten beim Wärmeübergangauf den Strahlungskörperführt.Zusätzlichwerden diese Verluste noch erhöhtdurch den schlechten Kontakt der Heizmatten mit der Oberfläche derStrahlungskörper. Manversucht unter anderem, diesen Makel durch glattes Polieren derOberflächeder Strahlungskörper zubeheben ( EP 0 445 253 ), wodurchjedoch das erhaltene Ergebnis das Ziel teilweise pervertiert, da nunbei glattpolierter Oberflächedie geometrische Kontaktflächeim Vergleich zu einer Flächemit natürlicherRauheit, etwa bei Natursteinen, nochmals deutlich reduziert wird.In all cases, already in the basic approach, the energy balance of the radiant heater is degraded by using heating mats, which consist of a combination of mostly metallic wires or thin sheets with one or more plastic films and other insulating materials. The term heating mat is to be understood in the sense of the description of the invention quite generally a flexible planar structure which acts as an electrical resistance heating. The insulation of the heating element creates an extremely high heat transfer resistance, which leads to high losses in the heat transfer to the radiation body. In addition, these losses are further increased by the poor contact of the heating mats with the surface of the radiation body. One tries, among other things, to remedy this blemish by smoothly polishing the surface of the radiation bodies ( EP 0 445 253 ), whereby, however, the result obtained partially perverts the target, since with a smoothly polished surface, the geometric contact surface is again significantly reduced in comparison with a surface with natural roughness, for example in the case of natural stones.
    [0008] Danebennehmen die Energieverluste mit zunehmender Nutzungsdauer zu, daes aufgrund der teilweise höchstunterschiedlichen CTEs der verwendeten Materialien, wie etwa Kupferdraht,Kunststofffolien, Klebstoffe oder Naturstein, zu Delaminationserscheinungendurch Materialermüdungwegen zyklischer thermischer Beanspruchung kommt.Besidesthe energy losses increase with increasing useful life, sinceit due to the partially highestdifferent CTEs of the materials used, such as copper wire,Plastic films, adhesives or natural stone, to Delaminationserscheinungenthrough material fatiguedue to cyclic thermal stress.
    [0009] Umdie in der Heizmatte erzeugte Wärme möglichstnur nach vorne, also in Richtung Strahlkörper, wirken zu lassen, istes ebenfalls üblich,wärmeisolierendeSchichten in Form von Platten oder Folien auf der Hinterseite derHeizmatte anzubringen. Dies erfordert weiteren Arbeits- und Materialaufwand.Aroundthe heat generated in the heating mat as possibleonly to the front, that is to say in the direction of the radiator body, is to actit is also commonthermal insulatingLayers in the form of sheets or foils on the back of theTo install heating mat. This requires further labor and material costs.
    [0010] Derherausragende Vorteil von Strahlungsheizungen insbesondere aus Naturstein,deren hohe Wärmespeicherfähigkeit,kann auch als Nachteil empfunden werden. Die daraus resultierendeTrägheitbeim Aufheizen ist in Situationen oder Anwendungen, bei denen derNutzer eine schnelle Erwärmungerwünscht,wie etwa beim Betreten einer kalten Wohnung oder bei der Zubereitungvon Speisen, ein Makel, der sich mit herkömmlichen Heizmatten nicht behebenlässt.Die Wärmeverlustean der Grenzflächezwischen herkömmlichenHeizmatten und dem Strahlungskörpersind so hoch, dass es mehr als einen Tag dauert, um eine Strahlungsheizungmit 30 mm dicker Marmorplatte aufzuheizen. Darüber hinaus lässt sichwegen der Wärmeverlustedie Temperatur der Heizung kaum über60 °C steigern.The outstanding advantage of radiant heaters, in particular made of natural stone, their high heat storage capacity, can also be perceived as a disadvantage. The resulting inertia in heating is a flaw that can not be remedied with conventional heating mats in situations or applications where the user desires rapid heating, such as when entering a cold apartment or when preparing food. The heat losses at the interface between conventional heating mats and the radiation body are so high that it takes more than a day to heat radiation by 30 heat up mm thick marble slab. In addition, due to the heat losses, the temperature of the heater can hardly exceed 60 ° C.
    [0011] DieseHeizmatten verwenden technische Kunststoffe, welche bei Temperaturenvon bis zu 150 °Ceinsetzbar sind, dann aber schon teilweise erweichen wobei gleichzeitigdie oben beschriebene Delamination stark beschleunigt wird. Es istalso in der Praxis nicht möglich,mit diesen Heizmatten einen beschleunigte Aufheizung des Strahlkörpers durch kurzfristigeErhitzung der Matten auf Temperaturen von deutlich über 200 °C umzusetzen,ohne dass dadurch die Heizmatte selber sowie der Verbund zum Strahlkörper deutlichgeschädigtwürde.TheseHeating mats use engineering plastics, which at temperaturesup to 150 ° Ccan be used, but then partially soften at the same timethe delamination described above is greatly accelerated. It isso not possible in practice,with these heating mats accelerated heating of the jet body by short-termHeating the mats to temperatures well above 200 ° C,without thereby clearly the heating mat itself and the composite to the jet bodydamagedwould.
    [0012] Diesesirreversible nachteilige Resultat erhält man auch, wenn die herkömmlichenHeizmatten durch technische Fehlfunktion überhitzt werden.Thisirreversible adverse result is also obtained when the conventionalHeating mats are overheated due to technical malfunction.
    [0013] Eininzwischen wichtiger Qualitätsaspektfür dieAnschaffung und Nutzung von Strahlungsheizungen, welche im Hausbereichvornehmlich wegen der positiven gesundheitlichen Aspekte eingesetztwerden, sowie im Hinblick auf gesetzliche Richtlinien ist die Quantität der vonsolchen Heizungen emittierten elektromagnetischen Strahlung, auchals Elektrosmog bezeichnet. Da fast durchweg Heizmatten mit geflochtenenKupferdrähtenzum Einsatz kommen besteht eine hohe Gefahr, dass die emittiertenelektromagnetische Strahlung zu unerwünschter Belastung der Nutzerführt unddass gesetzliche Normen zu Elektrosmog nicht mehr eingehalten werdenkönnen.Onemeanwhile important quality aspectfor thePurchase and use of radiant heaters, which are in the house areamainly because of the positive health aspectsas well as in terms of legal guidelines, the quantity is that ofsuch heaters emitted electromagnetic radiation, tooreferred to as electrosmog. Since almost always mats with braidedcopper wiresThere is a high risk of being emittedelectromagnetic radiation to undesirable load on usersleads andthat legal standards for electrosmog are no longer complied withcan.
    [0014] Esbestand also die Aufgabe, Strahlungsheizungen mit verbesserter Energieeffizienz,höherer Lebensdauer,reduzierten Herstellkosten, erhöhter Aufheizgeschwindigkeitund begrenzter elektromagnetischer Strahlungsemissionen bereitzustellen.ItSo the task was to use radiant heaters with improved energy efficiency,higher life,reduced production costs, increased heating speedand limited electromagnetic radiation emissions.
    [0015] DieAufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dassman fürStrahlungsheizungen ein elektrisch leitendes Heizelement aus Graphitfolienoder Graphitlaminatplatten zum Beheizen des Strahlkörpers verwendet.TheThe object is achieved in thatone for oneRadiant heaters an electrically conductive heating element made of graphite foilsor graphite laminate plates used to heat the jet body.
    [0016] Anverschiedenen Ausführungsbeispielen wirdnachfolgend das erfinderische Element beschrieben. Die hierzu beigefügten Zeichnungenwerden im Nachfolgenden erläutert.Atvarious embodiments willbelow, the inventive element described. The accompanying drawingswill be explained below.
    [0017] 1:Strahlungsheizung im Seitenprofil 1 : Radiant heating in the side profile
    [0018] 2: Ansicht eines Graphitheizelements2 : View of a graphite heating element
    [0019] Die 1 zeigteine seitliche Schnittansicht einer Strahlungsheizung, deren erfindungsmäßige Ausführung imfolgenden beschrieben wird. In 1 wird einStrahlungskörper 1 ausNaturstein benutzt, welcher mindestens 0,5 cm und höchstens10 cm dick ist. Dabei kann es sich um Marmor, Granit oder marmorisiertemKalkstein handeln. Die wesentlichen Eigenschaften dieser Natursteinheizungergeben sich daraus, dass hierbei hochwertige und sorgfältig ausgewählte Natursteineverwendet werden. Dadurch wird jede Natursteinheizung ein stilvollesUnikat. Der Begriff Marmor wird verschieden definiert. In der geologischenWissenschaft versteht man unter Marmor ein aus Kalkstein umgewandeltesmetamorphes Gestein. In der Bauwirtschaft, im Handel und im Volksmundwird jeder feste und damit polierfähige Kalkstein als Marmor bezeichnet.Der „echte", das heißt der metamorphentstandene Marmor ist durch Kontakt- oder Regionalmetamorphoseaus Kalkstein gebildet. Er ist grobkristallin und wie Kalksteinmonomineralisch aus Calcit aufgebaut. Einzelne Kristalle sind aufKosten anderer vergröbert,so dass das ganze Aggregat ein zuckerförmiges Aussehen zeigt. Fremdbestandteileveränderndas ursprünglich schneeweiße Gesteinzu einem gestreiften, geflammten, gefleckten, gemaserten, geäderten bunten Marmor.Dabei zeigen sich zwei wesentliche Unterschiede auf. KristallinerMarmor ist in den meisten Fällengrobkristallin, zuckerkörnig,in Platten lichtdurchscheinend, fossiler und weist keine Hohlräume auf,wobei der marmorisierte Kalkstein feinkristallin und nicht lichtdurchscheinendist, gelegentlich Hohlräumeund häufigFossilien beinhaltet.The 1 shows a side sectional view of a radiant heater, the erfindungsmäßige execution will be described below. In 1 becomes a radiation body 1 made of natural stone, which is at least 0.5 cm and at most 10 cm thick. It can be marble, granite or marbled limestone. The essential characteristics of this natural stone heating result from the fact that this high-quality and carefully selected natural stones are used. This makes every natural stone heater a stylish unique. The term marble is defined differently. In geological science marble is a metamorphic rock transformed from limestone. In the construction industry, in commerce and in the vernacular every solid and therefore polishable limestone is called marble. The "real", that is, the metamorphic marble is formed by contact or regional metamorphosis of limestone, it is coarsely crystalline and like limestone monominerally composed of calcite.Some crystals are coarsened at the expense of others, so that the whole aggregate shows a sugar-like appearance. Foreign components change the originally snow-white rock into a striped, flamed, speckled, grained, veined, colorful marble with two major differences: Crystalline marble is mostly coarse-crystalline, sugar-granular, translucent in plates, more fossil, and has no voids. the marbled limestone being finely crystalline and not translucent, occasionally containing voids and often fossils.
    [0020] Aufder Rückseitedes Strahlungskörpers 1 befindensich mäanderförmige Graphitheizelemente 2 bestehendaus Graphitfolien oder Graphitlaminatplatten, welche aus Naturgraphithergestellt werden. Dieser wird durch Einlagerung von Fremdionenzu sogenannten Einlagerungs- oder Interkalationsverbindungen umgewandelt.Bei der thermischen Zersetzung der Einlagerungsverbindungen entstehen expandierte,voluminöseGraphitflocken, die ohne Bindemittelzusatz zu flexiblen Folien gewalztoder zu Platten und Formen gepresst werden. Dieser Werkstoff, dervon der SGL Carbon Group unter dem Markennamen ®SIGRAFLEXvertrieben wird, besitzt außergewöhnlicheEigenschaften. Besonders wichtig sind die Anisotropie der elektrischenund thermischen Leitfähigkeit,die Temperaturbeständigkeitund die Reflexion von Wärmestrahlung.Graphitfolien oder Graphitlaminatplatten sind standardmäßig einsetzbaran Luft bis 400 °Cund unter Schutzgasatmosphärebis über3000 °C,sind hervorragend temperatunnrechselbeständig, besitzen glatte reflektierende Oberflächen, habeneine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, sind sehr leichtund haben eine geringe Wärmespeicherkapazität. Bei Benutzungals Heizleitermaterial erlaubt ihre geringe Dicke äußerst kurzeAufheiz- und Abkühlzyklen.Insbesondere die Graphitfolien lassen sich sehr einfach durch Schneiden,Stanzen, Prägenoder ähnlicheVerfahren bearbeiten.On the back of the radiation body 1 meandering graphite heating elements are located 2 consisting of graphite foils or graphite laminate boards, which are made of natural graphite. This is converted by the incorporation of foreign ions into so-called storage or intercalation compounds. The thermal decomposition of the intercalation compounds produces expanded, voluminous graphite flakes, which are rolled into flexible films without the addition of a binder or pressed into sheets and molds. This material, which is marketed by the SGL Carbon Group under the brand name ® SIGRAFLEX, has extraordinary properties. Particularly important are the anisotropy of the electrical and thermal conductivity, the temperature resistance and the reflection of heat radiation. Graphite sheets or graphite laminate sheets can be used as standard in air up to 400 ° C and under protective gas atmosphere up to more than 3000 ° C, are exceptionally temperature resistant, have smooth reflecting surfaces, have excellent chemical resistance, are very light and have a low heat storage capacity. When used as Heizleiterermaterial their small thickness allows extremely short heating and cooling cycles. In particular, the graphite foils can be very easily processed by cutting, punching, embossing or similar methods.
    [0021] Diesevorgenannten Vorteile machen sie zu einem idealen Baumaterial für Hochtemperaturöfen, wosie zur Wärmeisolationoder als Heizelement dienen ( DE2646890 , Broschüre „SIGRAFLEXGraphitfolien und Graphitlaminatplatten für thermische Isolation undelektrische Heizelemente",2001). Der wichtigste Anwendungsbereich dieses Werkstoffs sind jedochDichtungen, wo das Graphitmaterial aufgrund seiner plastischen Verformbarkeitverwendet wird. Verschiedene Graphitmaterialien sind in der Lage, hochfrequenteelektromagnetische Strahlung zu absorbieren, zum Beispiel bei Mobiltelefonenoder Computern. Die besondere Eignung zur Absorption von elektromagnetischerStrahlung resultiert aus dem speziellen energetischen Aufbau derchemischen Graphitstrukturen.These advantages make them an ideal construction material for high-temperature furnaces where they serve for heat insulation or as a heating element ( DE 2646890 , Brochure "SIGRAFLEX graphite foils and graphite laminate panels for thermal insulation and electrical heating elements", 2001) However, the most important application of this material is in gaskets where the graphite material is used because of its plastic deformability Various graphite materials are able to absorb high frequency electromagnetic radiation For example, in mobile phones or computers.The particular suitability for the absorption of electromagnetic radiation results from the special energetic structure of the chemical graphite structures.
    [0022] Graphitlaminatplattenwerden aus 2 Graphitfolienschichten mit einem Kern aus Blech oderDrahtgeflecht zur mechanischen Verstärkung gefertigt.Graphite laminate panelsare made of 2 graphite foil layers with a core of sheet metal orWire mesh made for mechanical reinforcement.
    [0023] Graphitfolienund viele Graphitlaminatplattentypen lassen sich sehr einfach bearbeiten.Zum Schneiden oder Stanzen lassen sich ähnliche Werkzeuge und Vorrichtungenverwenden wie zur Bearbeitung von Kartonagen.graphite foilsand many graphite laminate plate types are very easy to machine.For cutting or punching, similar tools and devices can be useduse as for processing cardboard boxes.
    [0024] ImSinne dieser Erfindung werden Graphitfolien und Graphitlaminatplattengemeinschaftlich als Graphitheizelemente bezeichnet.in theThe purposes of this invention are graphite sheets and graphite laminate sheetscollectively referred to as graphite heating elements.
    [0025] Graphitheizelementesind sehr dünn,da diese aufgrund der hohen Anisotropie eine sehr hohe Leitfähigkeitinnerhalb der Schichtebene besitzen, und im Gegensatz zu Heizelementenaus einem Metall-Kunststoff-Laminat der komplette Materialquerschnittzur Durchleitung des elektrischen Stroms sowie gleichzeitig zurVerteilung der Wärmegenutzt wird. Die Dicke der verwendeten Graphitfolien beträgt nur 0,15mm bis 0,5 mm und der Graphitlaminatplatten 0,5 mm bis 2mm.graphite heating elementsare very thin,because they have a very high conductivity due to the high anisotropywithin the layer plane, and unlike heating elementsfrom a metal-plastic laminate the complete material cross-sectionfor the transmission of electrical power and at the same time toDistribution of heatis being used. The thickness of the graphite sheets used is only 0.15mm to 0.5 mm and the graphite laminate plates 0.5 mm to 2 mm.
    [0026] Durchdaraus resultierende äußerst kurze Aufheiz-und Abkühlzyklenlässt sichsehr schnell ein hervorragend justierbarer Temperatur-Beharrungszustanderreichen.Byresulting extremely short heatingand cooling cycleslet yourselfvery quickly a perfectly adjustable temperature-steady stateto reach.
    [0027] DieAufheizzeit wird vorrangig durch die Wärmeleitfähigkeit des Materials des Strahlungskörpers bestimmt.Sie liegt etwa füreine Temperaturdifferenz von 70°C(20°C – 90°C) bei einerMarmorplatte von 30 mm Dicke bei etwa 30 min.TheHeating time is determined primarily by the thermal conductivity of the material of the radiation body.It is about fora temperature difference of 70 ° C(20 ° C - 90 ° C) at aMarble plate of 30 mm thickness at about 30 min.
    [0028] Darüber hinauskann durch eine sehr schnelle Aufheizung auf Temperaturen von 250°C bis zu 400 °C und eineentsprechend abgestimmte, leicht zu regulierende, sequentielle Abkühlung derGraphitheizelemente auch eine schnelle Aufheizzeit des Strahlungskörpers 1 aufbenötigteBetriebstemperaturen bewirkt werden. Die in 1 dargestelltenGraphitheizelemente 2 werden zur optimalen Nutzung derHeizleistung bei geringem Einsatz von Heizleitermaterial mäanderförmig ausgeführt. Danebenlässt sichdie geometrische Gestaltung der Graphitheizelemente aufgrund dereinfachen Verarbeitbarkeit sehr vielfältig gestalten. Die Graphitheizelementekönnen soetwa mit Relief-, Netz-, Schlitz-, Serpentinen- oder Lochstrukturenhergestellt werden.In addition, by a very rapid heating to temperatures of 250 ° C up to 400 ° C and a correspondingly tuned, easy-to-regulate, sequential cooling of the Graphitheizelemente also a rapid heating of the radiation body 1 be effected to required operating temperatures. In the 1 graphite heating elements shown 2 are made meander-shaped for optimal use of heating power with little use of heating conductor material. In addition, the geometric design of the Graphitheizelemente can be made very diverse due to the ease of processing. The graphite heating elements can be produced, for example, with relief, mesh, slot, serpentine or hole structures.
    [0029] Dabeikönnenauch Lochstrukturen eingearbeitet werden, welche Löcher oderVertiefungen für spätere Befestigungvon Zusatzaggregaten, Verkleidungen oder Wandhalterungen freilassen.therecanHole structures are incorporated, which holes orWells for later attachmentfrom auxiliary equipment, panels or wall brackets.
    [0030] Diesegeometrischen Strukturen können durchverschiedene Bearbeitungsverfahren erzeugt werden. Graphitfolienund Graphitlaminatplatten könnenaufgrund ihrer geringen Dicke und relativ weichen Konsistenz aufeinfache Weise geschnitten, gefräst,gestanzt oder geprägtwerden. Dies kann bereits währendder Herstellung der Graphitfolien und Graphitlaminatplatten erfolgen,so dass keine Schnittabfälleanfallen. Selbst wenn die gewünschtenGeometrien in die fertigen Graphitfolien oder Graphitlaminatplatteneingebracht werden entsteht hauptsächlich Graphitfolienabfall,der wieder zu 100% recycelt werden kann.Thesegeometric structures can throughdifferent processing methods are generated. graphite foilsand graphite laminate platesdue to their small thickness and relatively soft consistencycut easily, milled,punched or stampedbecome. This can already be done duringthe production of the graphite foils and graphite laminate plates take place,so no trimmingsattack. Even if the desiredGeometries in the finished graphite sheets or graphite laminate sheetsmainly graphite foil waste is produced,which can be 100% recycled.
    [0031] Inder Regel wird man füreine effizientere Montage das Graphitheizelement 2 an einemStück herstellenum dies auf die Innenseite der Rückenabdeckung 5 aufzubringen,wobei jedoch bei Bedarf selbstverständlich auch kleinere Segmentehergestellt werden können.As a rule, the graphite heating element is used for a more efficient assembly 2 in one piece to make this on the inside of the back cover 5 but, of course, smaller segments can be made if necessary.
    [0032] Eswird eine Heizeinheit hergestellt, derart, dass eine Graphitfolieauf eine auf Maß geschnittene Fermacellplatte 5 geklebtwird. Als Kleber kann Weican RK 1500 verwendet werden. Der Kleberhat einen zugelassenen Temperaturbereich von –40 °C bis +180°C. Nach dem Aushärten wirdin das Graphitheizelement 2 die Mäanderstruktur durch CNC-Frästechnikeingebracht. Die Stromkontakte 3 werden durch mit Leitkleberaufgebrachte Cu-Folien realisiert. Auf der Rückseite der Fermacellplatte 5 wird eine230 V Anschlussdose 4 montiert, in der sich der Thermoschalter,das Sicherheitselement sowie die Anschlüsse befinden. Nach dem Säubern desGraphitheizelements 2 wird die leitende Seite mit einem bis6 kV spannungsfesten Isalierlack überzogen. Die so hergestellteStrahlungsheizung wird dann mittels Wanddübel 7, Spezialanker 8,Wandhalterung 9 und Distanzhalter 10 an eine Wand 6 angebracht.A heating unit is made, such that a graphite foil is applied to a custom-cut Fermacell plate 5 is glued. As adhesive Weican RK 1500 can be used. The adhesive has an approved temperature range of -40 ° C to + 180 ° C. After curing, the graphite heating element 2 the meander structure introduced by CNC milling technology. The power contacts 3 are realized by applied with conductive adhesive Cu films. On the back of the Fermacell plate 5 becomes a 230 V junction box 4 mounted, in which the thermal switch, the security element and the connections are located. After cleaning the graphite heating element 2 the conductive side is covered with an up to 6 kV voltage resistant Isalierlack. The radiation heating thus produced is then by means of wall plugs 7 , Special anchor 8th , Wall bracket 9 and spacers 10 on a wall 6 appropriate.
    [0033] DieHeizleistung richtet sich nach der Größe des Strahlungskörpers 1 sowienach der Betriebsweise des Flächenheizkörpers. Eintypischer Wert ist eine Heizleistung von 500 W für einen Flächenheizkörper der Abmessungen 1 m × 0,5m bei230V Eingangsspannung.The heating power depends on the size of the radiation body 1 and after the operation of the surface heating element. A typical value is a heating power of 500 W for a panel radiator of dimensions 1 m × 0.5 m at 230V input voltage.
    [0034] 2 zeigt eine Ansicht eines Graphitheizelements 2 aufeiner Rückenabdeckung 5 mitden Außenabmaßen derAnschlussdose 4 und den Stromkontakten 3. 2 shows a view of a Graphitheizelements 2 on a back cover 5 with the external dimensions of the junction box 4 and the power contacts 3 ,
    [0035] Dieoben beschriebene Kombination aus fehlenden Isolationsschichtenund dem direkten und sehr engen Kontakt zwischen Graphitheizelement 2 undStrahlungskörper 1 ermöglicht dieErniedrigung der Wärmeübertragungsverluste über dieseGrenzflächeum über50%.The above-described combination of missing insulation layers and the direct and very close contact between graphite heating element 2 and radiation body 1 enables the reduction of heat transfer losses across this interface by more than 50%.
    [0036] Diedurch den Stromfluss im Graphitheizelement 2 erzeugte elektromagnetischeStrahlung wird aufgrund der speziellen elektronischen Struktur des Graphitsin situ absorbiert, es wird also sehr wenig Elektrosmog erzeugt.Darüberhinaus kann das Graphitheizelement 2 elektromagnetischeStrahlung abfangen die unter Umständen durch andere Quellen, wieetwa in der Wand verlaufende Stromleitungen, erzeugt wird.The through the flow of current in the graphite heating element 2 generated electromagnetic radiation is absorbed in situ due to the special electronic structure of the graphite, so it is generated very little electrosmog. In addition, the graphite heating element 2 Intercept electromagnetic radiation that may be generated by other sources, such as running in the wall power lines.
    [0037] DieAusstattung von Strahlungsheizungen mit Graphitheizelementen resultiertin deutlich verbesserter Energieeffizienz, höherer Lebensdauer, reduziertenHerstellkosten, deutlich erhöhterAufheizgeschwindigkeit und begrenzter elektromagnetischer Strahlungsemissionen.Durch diese Erfindung wird der Einsatz von Strahlungsheizungen alsPrimärheizungin Gebäudentrotz strenger Energieeffizienznormen ermöglicht. Erfindungsgemäße Strahlungsheizungenlassen aufgrund der schnellen und genauen Temperaturregulierbarkeitauch eine anwenderfreundlichere Zubereitung von Speisen bei Anwendungals Grill- oderBackplatte zu. Die einfache, flache und kostengünstige Konstruktion der erfindungsgemäßen Strahlungsheizungenermöglichteine weitere Verwendung dieser in Anwendungen wie etwa in Gartenlaubenoder im Campingbereich.TheEquipment of radiant heaters with Graphitheizelementen resultsin significantly improved energy efficiency, longer life, reducedProduction costs, significantly increasedHeating rate and limited electromagnetic radiation emissions.By this invention, the use of radiant heaters asprimary heatingin buildingsdespite strict energy efficiency standards. Radiant heaters according to the inventionlet because of the fast and accurate temperature controlalso a more user-friendly preparation of food when usedas a grill orBaking plate too. The simple, flat and inexpensive construction of the radiant heaters according to the inventionallowsanother use of these in applications such as gazebosor in the camping area.
    11 Strahlungskörperradiant body 22 Graphitheizelementegraphite heating elements 33 Stromkontaktecurrent contacts 44 Anschlussdosejunction box 55 Rückenabdeckungback cover 66 Wandwall 77 Wanddübelwall plugs 88th Spezialankerspecial anchors 99 Distanzhalterspacer 1010 Wandhalterungwall mount
    权利要求:
    Claims (11)
    [1]
    Strahlungsheizung mit Strahlungskörper aus Marmor,Granit, marmorisiertem Kalkstein oder anderen Natursteinen, Metall,Keramik, Glas oder deren Kombinationen mit Heizelementen, dadurchgekennzeichnet, dass Heizelemente aus Graphitfolien oder Graphitlaminatplattenverwendet werden.Radiant heating with radiation bodies of marble, granite, marbled limestone or other natural stones, metal, ceramic, glass or their combinations with heating elements, characterized in that heating elements made of graphite or graphite laminate boards are used.
    [2]
    Strahlungsheizung mit Strahlungskörper aus Marmor, Granit, marmorisiertemKalkstein oder anderen Natursteinen, Metall, Keramik, Glas oderderen Kombinationen mit Heizelementen, dadurch gekennzeichnet, dasssie bis zum Aufheizen kurzfristig auf 400 °C erhitzt werden kann.Radiant heating with radiant marble, granite, marbledLimestone or other natural stones, metal, ceramics, glass ortheir combinations with heating elements, characterized in thatIt can be heated briefly to 400 ° C until it heats up.
    [3]
    Graphitheizelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass sie aus einer Graphitfolie der Stärke 0,15 mm bis 0,5 mm odereiner Graphitlaminatplatte der Stärke 0,5 mm bis 2 mm besteht.Graphite heating elements according to claim 1, characterized in thatthat they are made of a graphite foil thickness of 0.15 mm to 0.5 mm ora graphite laminate plate of thickness 0.5 mm to 2 mm.
    [4]
    Graphitheizelemente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass sie Mäander-,Relief-, Netz-, Schlitz-, Serpentinen- oder Lochstrukturen aufweisen.Graphite heating elements according to claim 3, characterized in thatthat they meander,Have relief, mesh, slot, serpentine or hole structures.
    [5]
    Graphitheizelemente nach Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass sie währendoder nach Herstellung der Graphitfolien oder Graphitlaminatplattengeschnitten, gefräst,gestanzt oder geprägtwerden.Graphite heating elements according to claims 3 to 4, characterizedthat they are duringor after production of the graphite sheets or graphite laminate sheetscut, milled,punched or stampedbecome.
    [6]
    Graphitheizelemente nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass ihre äußeren Abmaße denendes Strahlungskörpersentsprechen.Graphite heating elements according to claims 3 to 5, characterizedthat their outer dimensions are thoseof the radiation bodycorrespond.
    [7]
    Graphitheizelemente nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass ihre äußeren Abmaße so beschaffensind, dass mehrere Segmente den Strahlungskörper bedecken.Graphite heating elements according to claims 3 to 5, characterizedthat their external dimensions so procureare that several segments cover the radiation body.
    [8]
    Herstellung von Strahlungsheizungen nach Ansprüchen 1 und2, dadurch gekennzeichnet, dass Graphitheizelemente nach Ansprüchen 3 bis7 mittels Kleber unter Druck auf die hintere, bevorzugt raue, Oberfläche einesStrahlungskörpersaufgeklebt wird.Production of radiant heaters according to claims 1 and2, characterized in that graphite heating elements according to claims 3 to7 by means of adhesive under pressure on the rear, preferably rough, surface of aradiation bodyis glued on.
    [9]
    Herstellung von Strahlungsheizungen nach Anspruch8, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphitfolie nach Anspruch 3mit aufgeklebter Kupferfolie kontaktiert wird.Production of radiant heaters according to claim8, characterized in that the graphite foil according to claim 3contacted with glued copper foil.
    [10]
    Herstellung von Strahlungsheizungen nach Anspruch8, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphitlaminatplatte nach Anspruch3 direkt am metallischen Inlet kontaktiert wird.Production of radiant heaters according to claim8, characterized in that the graphite laminate plate according to claim3 is contacted directly on the metallic inlet.
    [11]
    Verwendung von Strahlungsheizungen nach den Ansprüchen 1 bis10 als Primärheizungin Gebäuden,zur Zubereitung von Speisen als Grill- oder Backplatte sowie für weitereAnwendungen im Freizeit- und Campingbereich.Use of radiant heaters according to claims 1 to10 as primary heatingin buildings,for preparing food as a grill or baking plate as well as for othersApplications in the leisure and camping area.
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    2020-01-28| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: BELLE EPOQUE GESELLSCHAFT FUER BEHUTSAME STADT, DE Free format text: FORMER OWNER: LICHTWAERME GMBH, 12529 SCHOENEFELD, DE |
    优先权:
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