DE10047465A1

DE10047465A1 - Modulplatte für elektrische Flächenheizung von Fußböden oder Wänden

Info

Publication number: DE10047465A1
Application number: DE10047465A
Authority: DE
Inventors: Irmelin Wolf; Roman Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2001-08-23
Also published as: DE29916723U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Modulplatte für elektrische Flächenheizung von Fußböden oder Wänden mit einer Trägerplatte, enthaltend eine Heizschicht aus gegebenenfalls in einer elektrisch isolierenden Kleberschicht eingebetteten stromleitenden Materialien, die als elektrische Widerstandsheizung betreibbar sind, und einer die Heizschicht abdeckenden Abdeckschicht, wobei die Trägerplatte aus einem mineralischen Dämmstoff, der die Anforderungen der Brandschutzklasse A1 erfüllt und eine Wärmeleitzahl lambda < 0,4 W/mK aufweist, ausgebildet ist und auf der Oberseite der Trägerplatte ein Profil für die Einlagerung der stromleitenden Materialien eingearbeitet ist und auf der Oberseite und Unterseite der Trägerplatte je eine Kleberschicht aufgebracht ist und auf der Oberseite als stromleitendes Material ein flexibles Flächengebilde, enthaltend Kohlefasern mit Stromschienen aus Kupfer, für den Stromanschluß in das eingearbeitete Profil eingelegt ist und auf die Kleberschicht der Oberseite und Unterseite der Trägerplatte flächig je eine Abdeckschicht aus elektrisch isolierendem und thermisch mindestens bis 100 DEG C belastbarem Material haftfest aufgebracht ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Modulplatte für elektrische Flächenheizung von Fußböden oder Wänden mit einer Trägerplatte, enthaltend eine Heizschicht aus gegebenenfalls in einer elektrisch isolierenden Kleberschicht eingebetteten stromleitenden Materialien, die als elektrische Widerstandsheizung betreibbar sind, und einer die Heizschicht abdeckenden Abdeckschicht.

Aus der DE 12 50 573 ist eine beheizbare Platte zur Bekleidung oder Herstellung von Fußböden, Decken oder Wänden bekannt, die mit einem Strom sehr geringer Spannung beheizt werden kann. Es handelt sich um eine lösbar mit ihrer Unterlage verbundene Platte, die beispielsweise für die Beheizung von Ferkelställen und Hühnerställen oder aber als zusätzlicher Bodenbelag für kalte Fußböden im Winter benutzt werden kann. Diese beheizbare Platte ist als Verbund aus zwei Spanholzplatten mit einer dazwischenliegenden wärmeisolierenden Schicht aus Kunststoffhartschaum aufgebaut und weist auf einer freien Oberfläche der einen Spanholzplatte ein Heizgitter aus Maschendraht auf, das mit einem mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Estrich abgedeckt ist. Die verwendeten Materialien sind sämtlich brennbar und erfüllen nicht die Anforderungen der Brandschutzklasse A1, des weiteren sind sie nicht für hohe Trittfestigkeit und Belastungen ausgelegt.

Andere bekannte Fußbodenheizungen werden in die Böden der Gebäude integriert, bevorzugt in der Ausstattung mit von einem wärmeführenden Medium durchflossenen Rohrsystem. Diese Heizungen sind nicht ohne Zerstörung der Ober-/Unterbeläge entfernbar oder austauschbar. Desweiteren sind beheizbare Bodenbeläge aus standardisierten Platten bekannt aus der DE 196 48 980 A1, bei denen die Wärmezufuhr bevorzugt über elektrisch beheizte Heizelemente in Gestalt von Rohrheizkörpern erfolgt, die an der Unterseite der Trägerplatten mit Abstand befestigt sind oder aber es werden als Heizelemente Rohre oder Schläuche vorgesehen, durch die als Heizmedium Heißwasser fließt. Eine Wärmeisolierung zum Untergrund ist nicht vorgesehen, die Montage ist zum Schutz der Rohrleitungen aufwendig.

Ein monolithisches Wandelement mit Flächenheizeinrichtung ist aus der DE 197 43 530 A1 bekannt, das aus einem Wandelement besteht, das eine Wärmedämmschicht aufweist und zum Wohnraum hin eine Putzlage aufweist, wobei in die Putzlage eine Heizmatte eingebettet ist, die vorzugsweise aus Kunststoffrohren besteht und mit Wasser als Heizmedium beaufschlagt wird. Die Wärmedämmschicht besteht hierbei bevorzugt aus Leichtbeton. Diese bekannte Flächenheizung ist wegen mangelnder Trittfestigkeit nicht als Bodenheizung einsetzbar.

Darüber hinaus ist eine elektrische Innenraumheizung für Wohnwagen aus der DE 196 47 935 A 1 bekannt, die als elektrische Widerstandsheizung aufgebaut ist und eine Wärmedämmschicht sowie elektrisch isolierende Trägerschicht aufweist, die mit der Heizschicht beschichtet ist, wobei diese Heizschicht aus einem Gemisch aus einem mit aushärtbarem Bindemittel, wie Wasserglas, versetzten Kohlenstoff, Graphitteilchen und/oder Kohlenstoffasern beschichtet ist. Diese bekannte elektrische Innenraumheizung, insbesondere für Innenwände von Wohnwagen, ist aufgrund der eingesetzten Wärmedämmung aus Schaumstoff, beispielsweise Polyurethanschaumstoff nicht feuerfest und erfüllt nicht die Anforderungen der Brandschutzklasse A1. Des weiteren ist auch diese flächige Innenraumheizung nicht trittfest und kann nur eine geringe Druckbelastung aufnehmen, was wiederum auf die elastische Wärmedämmschicht zurückzuführen ist. Darüber hinaus ist die elektrisch leitende Paste aus einem Gemisch aus Wasserglas, Kohlenstoff und Graphit und Kohlefasern je nach Zusammensetzung und Auftragstärke und Verteilung unterschiedlich elektrisch leitend und stellt keine definierte Heizschicht dar.

Aus dem DE-GM 29 81 2814 ist bereits eine aus Modulplatten zusammensetzbare Fußboden- oder Wandheizung bekannt, die transportabel ausgebildet ist und für hohe Lasten ausgelegt ist. Hierzu wird eine als Vakuumwärmeisolierplatte ausgebildete Trägerplatte vorgesehen, auf der in einer wärmeleitenden Kontakt- und Bindeschicht stromleitende Materialien in Gestalt eines Metallgewebes oder dichten Flächengebildes aus Kohlefasern eingebettet sind und wobei auf der Kontakt- und Bindeschicht eine Abdeckschicht aus einem wärmeleitenden plattenförmigen Belag haftfest aufgebracht ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine ebenfalls belastbare und trittfeste Modulplatte für Flächenheizung für Niederspannung insbesondere für Böden zu schaffen, die preiswert ist, wobei diese auf einer tragfähigen Konstruktionsunterlage aufsetzbar ist und auf der Modulplatte mit Heizschicht ein Bodenbelag herkömmlicher Art wie Fliesen, Teppichboden oder dergleichen verlegbar ist.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Flächenheizung für Fußböden, die auch für Wände eingesetzt werden kann zu schaffen, die aus Modulen zusammensetzbar ist und wobei die Module austauschbar sind, und auch Reparaturfähigkeit durch eine einfache Demontierbarkeit und Austausch von Bodenbelägen ohne Zerstörung der Heizung gegeben ist. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flächenheizung zu schaffen, die in möglichst kurzer Zeit effektiv heizt.

Die Erfindung schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe eine Modulplatte für elektrische Flächenheizung von Fußböden oder Wänden vor, bei der die Trägerplatte aus einem mineralischen Dämmstoff, der die Anforderungen der Brandschutzklasse A1 erfüllt und eine Wärmeleitzahl λ < 0,4 W/mK aufweist ausgebildet ist und auf der Oberseite der Trägerplatte ein Profil für die Einlagerung der stromleitenden Materialien eingearbeitet ist und auf der Oberseite und Unterseite der Trägerplatte je eine Kleberschicht haftfest aufgebracht ist und auf der Oberseite als stromleitendes Material ein flexibles Flächengebilde enthaltend Kohlefasern mit Stromschienen aus Kupfer für den Stromanschluß in das eingearbeitete Profil eingelegt ist und auf die Kleberschicht der Oberseite und Unterseite der Trägerplatte flächig je eine Abdeckschicht aus elektrisch isolierendem und thermisch bis mindestens 100°C belastbaren Material haftfest aufgebracht ist.

Erfindungsgemäß wird ein definiertes flexibles Kohlefaserflächengebilde als Heizleiter und Heizschicht eingesetzt. Erfindungsgemäße Module mit einem stromleitenden Material in Gestalt eines definierten Flächengebildes aus Kohlefasern werden bevorzugt mit einer Heizleistung von bis zu 200 W/m² ausgerüstet. Sie sind zur alleinigen Beheizung von Gebäuden und Wohnungen geeignet und nicht nur als Zusatzheizung benutzbar. Insbesondere weisen sie einen wirtschaftlichen Aufbau aus, und sind feuersicher und ermöglichen in einer sehr kurzen Zeit die Erwärmung von Räumen. Die Aufheizzeit der Modulplatte selbst liegt bei wenigen Minuten, bis die gewünschte Endtemperatur in der Heizschicht bzw. Kohlefaser von etwa 70°C erreicht ist.

Bei dem Einsatz von flexiblen Kohlefasergebilden als stromleitendes Material und Heizschicht wird auch die Tatsache ausgenutzt, daß Kohlefasern bei der Erwärmung einen negativen Ausdehnungkoeffizienten aufweisen, so daß bei Erwärmung das Material nicht kaputt geht, da keine Spannungen in der Modulplatte, die als Verbund und heterogene Schichten aufgebaut ist, erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße Modulplatte für elektrische Flächenheizung von Fußböden oder Wänden zeichnet sich dadurch aus, daß die Modulplatten auf einer konstruktiv tragenden Isolierung mit einer mechanischen Abdeckung konfektioniert sind und in Standardabmessungen lieferbar sind und untereinander einfach koppelbar sind. Durch Aufbau der Trägerplatte aus mineralischen Materialien wird einerseits eine hohe mechanische Stabilität und Festigkeit, andererseits auch die Brandschutzklasse A1 erreicht. Zugleich weist die Modulplatte eine ausreichende Trittschalldämmung auf. Die erfindungsgemäße Flächenheizung kann als Alleinheizung eingesetzt werden, wobei sie keine Speicherheizung ist, sondern eine Direktheizung. Darüber hinaus ist in kurzer Zeit eine effektive Raumheizung erzielbar.

Durch Ausbildung der erfindungsgemäßen Modulplatte mit einer stabilen Abdeckschicht auf beiden Seiten, ist einerseits eine problemlose Verlegung auf jedem ebenen Untergrund möglich, andererseits ebenso eine problemlose Verlegung von Bodenbelägen auf der Modulplatte. Insbesondere ist das Entfernen und Austauschen von Bodenbelägen ohne Beschädigung möglich, da die stabile Abdeckschicht die Heizschicht und das Kohlefaser-Gewebe vor Zerstörung schützt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Modulplatte für elektrische Flächenheizung sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.

Als Wärmedämmaterialien für die Trägerplatte, die zugleich die Brandschutzklasse A1 erfüllen, werden bevorzugt mineralische Dämmstoffe, wie Microglasfasern, pulverförmige anorganische Oxide, Vermiculit, Perlit, Mineralstoffe, Calciumsilikate, Mircrosilika und/oder Kieselgur einzeln oder in Mischungen eingesetzt. Bevorzugt weist die Trägerplatte eine Zusammensetzung der Wärmedämmaterialien auf, die ihr eine Wärmeleitfähigkeit γ < 0,3 W/mK verleiht. Die Plattendicke der Trägerplatte kann bevorzugt zwischen 10 bis 70 mm betragen, wobei mit der größer werdenden Plattendicke sowohl die Festigkeit als auch die Wärmedämmung zunimmt. Die Dichte der Trägerplatte kann bevorzugt zwischen 200 bis 800 kg/m³ betragen, wobei auch hier mit höherer Dichte die Festigkeit zunimmt. Die Wärmeleitzahl γ liegt bevorzugt im Bereich von 0,08 bis 0,4 W/mK. Je leichter die Trägerplatten sind, desto höher ist ihre Wärmeleitfähigkeit.

Die Trägerplatten werden mit Festigkeiten zwischen 0,5 bis 20 N/mm² hergestellt, wobei die Festigkeit entsprechend der Plattendicke, und der Dichte sowie der eingesetzten Qualität der Dämmaterialien bestimmbar ist. Hohe Festigkeiten werden bei Einsatz beispielsweise von Vermiculit erreicht, während bei Einsatz von Calciumsilikaten nicht so hohe Festigkeiten ereicht werden, so daß sich die ersteren Wärmedämmstoffe beispielsweise für Flächenheizungen von Fußböden und die letzten für Flächenheizungen von Wänden besonders gut eignen.

Eine weitere Steigerung der Festigkeit und Trittfestigkeit einschließlich verbesserter Trittschalldämmung wird durch die zusätzliche sowohl auf der Oberseite als auch Unterseite der Trägerplatte aufgebrachte Abdeckschicht erreicht. Hierbei wird bevorzugt auf der Oberseite und Unterseite eine gleichartige Abdeckschicht aufgebracht, um einen möglichst homogenen Aufbau im Verbund, möglichst symmetrisch zu erreichen, um die Stabilität des Verbundes zu gewährleisten und ein Verziehen desselben bei Temperatur wechselbeanspruchungen und Feuchtigkeitseinwirkung zu vermeiden.

Eine besonders hohe Festigkeit und Trittfestigkeit der Modulplatte mit Trägerschicht und Heizschicht wird durch Abdeckschichten auf Basis härtbarer Kunstharze, insbesondere duroplastischer Kunststoffe erreicht. Hierbei ist es erfindungsgemäß wünschenswert, die Abdeckschicht nicht zu dick zu machen, so daß diese bevorzugt nur eine Dicke von 0,3 bis 3 mm aufweist. Wesentlich ist, daß die Abdeckschicht elektrisch gut isolierend ist und thermisch bis mindestens 100°C belastbar ist und hierbei mechanisch stabil verbleibt. Die Wärmeleitfähigkeit der Abdeckschicht ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, da die Abdeckschicht möglichst dünn gehalten wird.

Erfindungsgemäß werden Abdeckschichten auf Basis von Schichtpreßstoffen auf Basis duroplastischer Kunststoffe vorgeschlagen, wie sie sowohl als technische Schichtpreßstoffe als auch für dekorative Schichtpreßstoffe bekannt sind. Hierbei können die Schichtpreßstoffe auf ihrer Außenseite mit einer Aluminiumplatte beschichtet sein oder aber nur in üblicher Weise einen Aufbau aus mehreren heißverpreßten Lagen aus mit duroplastischen Kunstharzen imprägnierten flächigen Trägermaterialien aufgebaut sein. Schichtpreßstoffe auf Basis von Phenolharzen, Epoxidharzen, ungesättigten Polyesterharzen, Harnstoffharzen und Melaminharzen werden bevorzugt eingesetzt, wobei insbesondere auch dekorative Hochdruckschichtpreßstoffplatten - HPL - sich als besonders geeignet erwiesen haben. Die Endfestigkeit der Modulplatte, d. h. der Trägerplatten mit beidseitiger Abdeckschicht beträgt mindestens 1,5 N/mm² und kann bis auf 40 N/mm² in Verbindung mit der Trägerplatte und deren Abmessungen und Qualität gesteigert werden.

Für Modulplatten, die nicht so hohen Anforderungen an die Festigkeit genügen müssen, kann auch eine beidseitige Beschichtung mit einer Abdeckschicht auf Basis von Mörtel oder Putz vorgenommen werden. Auch eine Beschichtung nur auf Basis eines Kunstharzes ist möglich.

Bei der erfindungsgemäßen Modulplatte wird für die Aufnahme des stromleitenden Materials auf der Oberseite der Trägerplatte ein entsprechendes Profil eingearbeitet, das bevorzugt eine Tiefe zwischen 1 bis 8 mm aufweist um hierin das stromleitende Material einschließlich der Anschlüsse in Gestalt der stromleitenden Kupferschienen einzulegen. Die Profilierung ist auf der Oberseite der Trägerplatte eingearbeitet, d. h. auf der dem zu heizenden Raum zugewandten Seite. Die Trägerplatte mit auf einer Seite eingefräster oder eingepreßter Profilierung, beispielsweise in Gestalt von untereinander verbundenen Profilnuten, ist beidseitig mit einem thermisch belastbaren Kleber beschichtet. Zugleich muß die Kleberschicht elektrisch isolierend sein. Die Kleberschicht dient dem nachfolgenden Herstellen des Verbundes zwischen Trägerplatte und Abdeckschicht. Entsprechend kann die Kleberschicht auf Basis von Reaktionsharzen, die eine gute Verbindung mit den hierauf aufzubringenden Abdeckschichten aus Schichtpreßstoffen eingehen ausgewählt sein. Die Abdeckschichten sind dann auf der Unterseite der Trägerplatte über die Kleberschicht mit derselben verbunden und auf der Oberseite über die Kleberschicht mit der Trägerplatte verbunden und decken gleichzeitig das aufgebrachte stromleitende Material ab. Dadurch, daß das stromleitende Material in Profilierungen, insbesondere Profilnuten versenkt ist, kann dieses durch das Aufbringen der Abdeckschicht und beispielsweise Verpressen derselben mit der Trägerplatte zu einem festen Verbund unter Aushärtung der Kleberschichten nicht beschädigt werden.

Als Heizschicht wird erfindungsgemäß ein definiertes flexibles Flächengebilde auf Basis Kohlefasern eingesetzt. Hierbei werden Kohlefasern mit mindestens 95% C-Gehalt eingesetzt, wobei die Kohlefasern einen Widerstand von 1,3 bis 2 Ohm/m aufweisen sollten. Die Kohlefasern können beispielsweise als Kohlefaserfilzmatte ausgebildet sein und eine größere Fläche zusammenhängend der Trägerplatte bedecken oder aber beispielsweise als Kohlefaserband aus einem Kohlefasergewebe bestehen, das beispielsweise in einer Bandbreite zwischen 1 bis 4 cm vorliegt und beispielsweise mäanderförmig auf der Trägerplatte in entsprechenden Profilnuten angeordnet werden. Kohlefaser gewebe, bei denen möglichst viele Kohlefasern in einer Achse angeordnet sind, sind bevorzugt, da sie einen hohen Wirkungsgrad der Stromleitung und damit der erzeugbaren thermischen Energie aufweisen.

Für den Stromanschluß werden bevorzugt Stromschienen aus Kupfer vorgesehen, die in entsprechenden Profilnuten der Trägerplatten angeordnet sind und mit dem stromleitenden Material aus Kohlefasern kontaktieren.

Die erfindungsgemäße Flächenheizung wird bevorzugt mit Niederspannung bis höchstens 42 V betrieben, um max. bis zu etwa 70°C Erwärmung der Kohlefasern zu erreichen. Diese Temperatur kann innerhalb weniger Minuten erreicht werden. Je nach Qualität und Quantität des eingesetzten stromleitenden Materials in Gestalt des Kohlefaserflächengebildes kann eine Leistung bis zu 200 W/m² als Heizleistung erreicht werden. Als Energiequelle ist ein die Niederspannung liefernder Trafo mit Netzanschluß vorgesehen, der gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung auf seiner Primärseite unterschiedliche Wicklungen aufweist, um die Spannung für die Heizschicht/Kohlefaser flächengebilde und die damit erzielbare Heizleistung zu verkleinern. Beispielsweise sind die Wicklungen auf der Primärseite des Trafos so angeordnet, daß eine Steuerung der Temperatur und Heizleistung des stromleitenden Materials dadurch erfolgt, daß die Spannung halbiert wird, wodurch sich die Heizleistung viertelt.

Die Anschlüsse des stromleitenden Materials sind als galvanisches System ausgebildet und ermöglichen eine galvanische Schutztrennung.

Darüber hinaus ist eine Regelung der gewünschten Endtemperatur im Raum in der Weise vorgesehen, daß wenn die gewünschte Endtemperatur erreicht ist, die Heizleistung heruntergeregelt wird, beispielsweise auf ¼ der Ausgangsleistung durch eine entsprechende Umschaltung der Eingangsspannung auf der Primärseite des Trafos. Somit ist es möglich, in einfacher Weise die Raumtemperatur nach erreichter Temperatur konstant zu halten.

Für den Einsatz in Modulbauweise sind die erfindungsgemäßen Modulplatten der Flächenheizung beispielsweise in der Weise ausgebildet, daß die fertig konfektionierten Modulplatten untereinander über die Stromschienen verbunden werden. Beispielsweise sind hierzu an den aneinander gegenüberliegenden Rändern der Trägerplatte je eine von einer Seite zur anderen Seite durchgehende Profilnuten für die Aufnahme der Kupferstromschienen vorgesehen, die mit den stromleitenden Kohlefasern in Kontakt sind, wobei die Stromschienen auf einer Seite um einen kleinen Abstand a über die Trägerplatte vorstehen und um den gleichen Abstand a die Profilnuten auf der gegenüberliegenden Seite freigeben. So ist es möglich, die Trägerplatten zu einer flächendeckenden Fußboden- oder Wandheizung zusammenzustecken, wobei die überstehenden Stromschienen einer Trägerplatte in das freie Ende der Profilnut der angrenzenden Trägerplatte einsetzbar sind und mittels eines Befestigungmittels wie Schraube oder Niet befestigt werden.

Eine weitere Verbindungsmöglichkeit der Modulplatten untereinander in bündiger Form kann erfindungsgemäß mittels Verbindungsleisten erfolgen. Hierzu wird vorgeschlagen, daß entlang der Seitenränder der Modulplatte und parallel zu diesen und der Ober- und Unterseite verlaufend in die Trägerplatte Einsteckschlitze eingearbeitet sind, in welche mit Kleber beschichtete Verbindungsleisten für zwei aneinanderstoßende Einsteckschlitze zweier Modulplatten einsteckbar sind.

Zum bündigen Herstellen der Stromanschlüsse zwischen den einzelnen Modulplatten wird vorgeschlagen, daß an einem Paar aneinander gegenüberliegender Ränder der Trägerplatte je eine von einer Seite zur anderen Seite durchgehende Profilnut für die Aufnahme der Kupferstromschienen vorgesehen ist, die mit den stromleitenden Kohlefasern in Kontakt sind und die Modulplatte in der oberen Abdeckschicht eine den Endbereich der Stromschienen freigebende Aussparungen aufweist. Entsprechend wird es erfindungsgemäß ermöglicht, daß die Modulplatten zu einer flächendeckenden Fußboden- oder Wandheizung mittels der Verbindungsleisten zusammensteckbar sind und die Stromschienen aneinanderstoßender Modulplatten im Bereich der Aussparungen der oberen Abdeckschicht mittels stromleitender Metallplättchen, wie Cu-Plättchen überbrückt und verbunden sind.

Die erfindungsgemäßen Modulplatten können auf jedem geraden Untergrund oder auf eine bereits vorhandene Estrichisolierung oder andere Isolierplatten aufgelegt werden. Der Bodenbelag in Gestalt von Fliesen, Teppichboden oder dergleichen kann direkt auf die Modulplatten verlegt werden.

Die erfindungsgemäße Modulplatte für Flächenheizung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird anhand dessen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Trägerplatte in Draufsicht,

Fig. 2 den Schnitt AA nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Modulplatte in Draufsicht,

Fig. 4 die Schnittansicht BB der Modulplatte gemäß Fig. 3 und gemäß Schnitt AA der Trägerplatte nach Fig. 1,

Fig. 5 eine weitere Variante einer Modulplatte in Draufsicht,

Fig. 6 Modulbauweise mit Modulplatten gemäß Fig. 5 in Draufsicht, auszugsweise,

Fig. 7 detailgemäß Schnitt CC von Fig. 6 im Bereich der Verbindung zweier Modulplatten.

Die Trägerplatte 1 gemäß Fig. 1 ist beispielsweise aus Vermiculit als Wärmedämmstoff gefertigt mit einer Dicke von 20 mm und einer Plattengröße von 1 m × 1 m oder 0,8 m × 1 m, etwas kleiner als die üblichen Türweiten. Sie weist auf ihrer Oberseite nahe zwei einander gegenüberliegenden Rändern von einer Seite zur anderen Seite durchgehende zueinander parallele eingefräste Profilnuten 11a, 11b auf, die der Aufnahme von Stromschienen aus Kupfer dienen und die beispielsweise eine Tiefe von 6 mm aufweisen und eine Breite von 25 mm haben. Im mittleren Bereich der Trägerplatte 1 auf deren Oberseite ist eine Profilierung für die Aufnahme des stromleitenden Materials in Gestalt eines Kohlefaserbandes in Form einer mäanderförmig verlaufenden Profilnut 12 ausgebildet, die in ihren jeweiligen Enden in die Profilnuten 11a, 11b für die Aufnahme der Stromschienen einmündet. Die Profilnut 12 für die Aufnahme des Kohlefaserflächengebildes weist nur eine geringe Tiefe von 1 bis 2 mm auf, wie auch aus der Fig. 2 ersichtlich.

Die Modulplatte M ist in der Fig. 3 in der Draufsicht dargestellt, wobei hier die in die durchgehenden Profilnuten 11a, 11b zwecks Stromanschluß eingelegten Stromschienen 3a, 3b auf einer Seite über die Trägerplatte 1 bzw. Modulplatte M mit ihren Enden 3a1, 3b1 überstehen, mit dem Abstand a. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Profilnut 11a bzw. 11b um den gleichen Abstand a von der Stromschiene frei, so daß hierein eine angrenzende Modulplatte mit ihren vorstehenden Stromschienen einsteckbar ist.

In der Fig. 4 ist im Querschnitt die komplette als Flächenheizung dienende Modulplatte mit der Trägerplatte 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Die Trägerplatte 1 ist nach der Einarbeitung der Profilnuten 11a, 11b und 12 sowohl auf der Oberseite, wo sich die Profilierung befindet als auch auf der gegenüberliegenden Unterseite mit der Kleberschicht 2o, 2u beschichtet. Diese Kleberschicht dient dem Verbund zwischen Trägerplatte 1 und Abdeckschicht 5. Danach werden in die geraden durchgehenden Profilnuten 11a, 11b Kupferstromschienen eingelegt, wobei diese flächenbündig mit der Oberseite der Trägerplatte 1 abschließen. Ebenso wird in die mäanderförmige Profilnut 12 ein Kohlefaserband 4 eingelegt, das an seinen Enden mit den Stromschienen 3a, 3b kontaktiert und das ebenfalls flächenbündig mit der Oberseite der Trägerplatte 1 abschließt. Stromschienen 3a, 3b und Kohlefaserband 4 bilden eine Heizschicht. Nunmehr wird die so vorbereitete Trägerplatte, ausgerüstet mit der Heizschicht, sowohl auf ihrer Oberseite als auch auf ihrer Unterseite mit je einer Abdeckschicht 5o bzw. 5u verbunden, beispielsweise je einer HPL- Schichtpreßstoffplatte auf Basis von Aminoplastharzen. Die Abdeckschicht 5o bzw. 5u hat hierbei beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm. Die fertige Modulplatte M gemäß Fig. 3 und Fig. 4 weist eine Festigkeit von mindestens 20 N/mm² auf. Sie kann nun auf jedem Estrichboden mit ihrer Unterseite trocken verlegt werden, während auf ihrer Oberseite der gewünschte Fußbodenbelag direkt verlegt werden kann.

Die Stromschienen und das Kohlefaserband werden ebenfalls mittels der Kleberschicht fixiert und lagegesichert. Zum Verbinden der Abdeckschichten mit der Trägerplatte können auch die Abdeckschichten zusätzlich auf ihrer Verbundseite mit einer Kleberschicht ausgerüstet sein.

In der Fig. 5 ist eine weitere Variante der Ausgestaltung einer Modulplatte M in der Draufsicht dargestellt. Die Modulplatte M gemäß Fig. 5 hat im Querschnitt BB betrachtet den gleichen Aufbau wie die Modulplatte gemäß Fig. 3, wie der Aufbau in der Fig. 4 dargestellt ist. Im Bereich der Stromschienenenden für den Stromschienenanschluß aneinanderstoßender Modulplatten wird jedoch nach Fig. 5 vorgeschlagen, die obere Abdeckschicht 5o oberhalb der Endbereiche der in die Profilnuten eingelegten Stromschienen 3a bzw. 3b mit den Aussparungen 51 zu versehen. Hierbei werden die Stromschienen 3a, 3b durchgängig in die Profilnuten 11a bzw. 11b der Trägerplatte 1 eingelegt. Bei Zusammenfügen mehrerer Modulplatten M(1), M(2), siehe Fig. 6, werden dann die im Bereich der Aussparungen 51 und Verbindungsfuge 17 aneinanderstoßenden Stromschienen mittels die Stoßfuge überbrückender, auf die Stromschienen aufgelegter Kupferplättchen 6 verbunden, wobei die Kupferplättchen 6 beispielsweise an die Stromschienen angenietet werden. Die Aussparungen der Abdeckschicht der Modulplatte M(2) sind hier mit 52 bezeichnet. In der Fig. 6 ist das Detail der Verbindung der Modulplatten im Bereich der Stoßfuge 17 gemäß Schnitt CC vergrößert auszugsweise dargestellt.

Die in die Profilnuten 11a der Trägerplatten 1 der Modulplatten eingelegten Stromschienen 3a, beispielsweise aus Kupfer, enden bündig am Seitenrand der Modulplatten und stoßen an der Stoßfuge 17 aneinandergrenzender Modulplatten aneinander. Das zur Überbrückung und Herstellung des Stromanschlusses aufgelegte Kupferplättchen 6, das in die Aussparungen 51 bzw. 52 der Modulplatten M(1) bzw. M(2) eingelegt ist, ist beispielsweise mittels Nieten an den Stromschienen fixiert.

Um die Modulplatten zu einem starren unverschiebbaren flächigen Verbund zu verbinden, sind diese Modulplatten beispielsweise entlang der Seitenränder mit einem umlaufenden Einsteckschlitz 14 im Bereich der Trägerplatte 1 ausgebildet, und in diesen Einsteckschlitz 14 wird eine Verbindungsleiste 8, beispielsweise aus Holz, die mit Kleber beschichtet ist, eingelegt und so eine Nutfederverbindung hergestellt, die es ermöglicht, die Modulplatten als Flächenheizung schwimmend zu verlegen.

Erfindungsgemäß wird eine Modulplatte als Niedervolt-Flächenheizung geschaffen, die nicht nur für Neubau, sondern auch vorteilhaft für Renovierung und nachträglichen Einbau eingesetzt werden kann. Die Modulplatten können zu einer Flächenheizung trocken verlegt werden und nach dem Nutfederprinzip ohne Estrich verlegt werden. Bei der erfindungsgemäße Modulplatte handelt es sich um eine Direktheizung, d. h. es findet eine gerichtete Wärmestrahlung statt und möglichst wenig Energie wird in die darunterliegenden Böden oder das Mauerwerk abgeleitet. Die Reaktionszeit zum Heizen beträgt nur wenige Minuten. Die einzelnen Räume können separat über Thermostat geregelt werden. Die Modulplatten- und Flächenheizung wird bevorzugt im Niederspannungsbereich mit einem Trafo bis 40 V betrieben. Die erfindungsgemäßen Modulplatten stellen keine Speicherheizung dar, sondern heizen direkt und zielgerichtet. Die trockene Verlegung ohne Estrich spart sehr viel Zeit und ein vorheriges Austrocknen desselben entfällt. Die erfindungsgemäßen Modulplatten haben darüber hinaus eine gute Schallisolierung.

Die erfindungsgemäße Modulplatte zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau einer isolierenden Trägerplatte, die feuerfest ist und der Brandschutzklasse A1 angehört aus, des weiteren durch eine definierte Heizschicht aus einem Kohlefasergebilde mit Stromschienen aus Kupfer, die eine schnelle Aufheizung und regelbare Heizleistung ermöglichen.

Claims

1. Modulplatte für elektrische Flächenheizung von Fußböden oder Wänden mit einer Trägerplatte, enthaltend eine Heizschicht aus gegebenenfalls in einer elektrisch isolierenden Kleberschicht eingebetteten stromleitenden Materialien, die als elektrische Widerstandsheizung betreibbar sind, und einer die Heizschicht abdeckenden Abdeckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte aus einem mineralischen Dämmstoff, der die Anforderungen der Brandschutzklasse A1 erfüllt und eine Wärmeleitzahl λ < 0,4 W/mK aufweist, ausgebildet ist und auf der Oberseite der Trägerplatte ein Profil für die Einlagerung der stromleitenden Materialien eingearbeitet ist und auf der Oberseite und Unterseite der Trägerplatte je eine Kleberschicht aufgebracht ist und auf der Oberseite als stromleitendes Material ein flexibles Flächengebilde enthaltend Kohlefasern mit Stromschienen aus Kupfer für den Stromanschluß in das eingearbeitete Profil eingelegt ist und auf die Kleberschicht der Oberseite und Unterseite der Trägerplatte flächig je eine Abdeckschicht aus elektrisch isolierendem und thermisch mindestens bis 100°C belastbaren Material haftfest aufgebracht ist.

2. Modulplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) als Wärmedämmstoff Microglasfasern, pulverförmige anorganische Oxide, Vermiculit, Perlit, Mineralstoffe, Calciumsilikate, Microsilika und/oder Kieselgur enthält.

3. Modulplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Trägerplatte (1) Wärmedämmaterialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit γ < 0,3 W/mK eingesetzt sind.

4. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) eine Dichte im Bereich von 200 bis 800 kg/m³ aufweist.

5. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) eine Dicke von 10 bis 70 mm aufweist.

6. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberseite und Unterseite mit je einer Abdeckschicht (5o, 5u) versehene Trägerplatte (1) eine Festigkeit von mindestens 1,5 N/mm² aufweist.

7. Modulplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberseite und Unterseite mit einer Abdeckschicht versehene Trägerplatte eine Festigkeit bis zu 40 N/mm² aufweist.

8. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Trägerplatte (1) eingearbeitete oder eingepreßte Profil in Gestalt von Nuten (12, 11a, 11b) für die stromleitenden Materialien (4) und die Stromschienen (3a, 3b) eine Profiltiefe von 1 bis 8 mm aufweist.

9. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als stromleitendes Material (4) Kohlefasern von mindestens 95% C-Gehalt eingesetzt sind.

10. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß stromleitende Materialien auf Basis Kohlefasern mit einem Widerstand von 1,3 bis 2 Ohm/m vorgesehen sind.

11. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als stromleitendes Material ein Kohlefaserfilz vorgesehen ist.

12. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als stromleitendes Material Kohlefasergewebe eingesetzt sind, bei denen möglichst viele Kohlefasern in einer Achse angeordnet sind, so daß ein hoher Wirkungsgrad der Stromleitung und damit der erzeugbaren thermischen Energie erzielbar ist.

13. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse des stromleitendes Materials als galvanisches System für eine galvanische Schutztrennung ausgebildet sind und die Heizschicht mit Niederspannung bis zu max. 42 V arbeitet, wobei das stromleitende Material bis auf etwa 70°C aufheizbar ist.

14. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und Heizleistung des stromleitenden Materials mittels einer Steuerung der Spannung der elektrischen Energiequelle einstellbar ist.

15. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Niederspannung liefernder Trafo mit Netzanschluß als Energiequelle vorgesehen ist, der auf seiner Primärseite unterschiedliche Wicklungen aufweist, um die Spannung für die Heizschicht (Heizleistung) zu verkleinern.

16. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckschicht ein härtbares Kunstharz, wie duroplastischer Kunststoff, vorgesehen ist.

17. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckschicht Schichtpressstoffe auf Basis duroplastischer Kunststoffe vorgesehen sind.

18. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckschicht Mörtel vorgesehen ist.

19. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht eine Dicke von 0,3 bis 3 mm aufweist.

20. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das stromleitende Material als Kohlefaserband in einer Breite von 1 bis 4 cm vorliegt und mäanderförmig in entsprechende in die Oberfläche der Trägerplatte eingearbeitete Profilnuten eingelegt ist.

21. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als stromleitendes Material eine flächige Kohlefaserfilzmatte vorgesehen ist.

22. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Seitenränder der Modulplatte und parallel zu diesen und der Ober- und Unterseite verlaufend in die Trägerplatte (1) Einsteckschlitze (14) eingearbeitet sind, in welche mit Kleber beschichtete Verbindungsleisten (8) für zwei aneinanderstoßende Einsteckschlitze (14) zweier Modulplatten einsteckbar sind.

23. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Paar aneinander gegenüberliegender Ränder der Trägerplatte (1) je eine von einer Seite zur anderen Seite durchgehende Profilnut (11a, 11b) für die Aufnahme der Kupferstromschienen (3a, 3b) vorgesehen ist, die mit den stromleitenden Kohlefasern (4) in Kontakt sind, und wobei die Stromschienen auf einer Seite um einen kleinen Abstand (a) über die Trägerplatte (1) vorstehen, und um den gleichen Abstand (a) die Profilnuten auf der gegenüberliegenden Seite freigeben.

24. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulplatten zu einer flächendeckenden Fußboden- oder Wandheizung zusammensteckbar sind, wobei die überstehenden Stromschienen einer Trägerplatte in das freie Ende der Profilnut der angrenzenden Trägerplatte einsetzbar ist und mittels eines Befestigungsmittels wie Schraube oder Niet befestigbar sind.

25. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Paar aneinander gegenüberliegender Ränder der Trägerplatte (1) je eine von einer Seite zur anderen Seite durchgehende Profilnut (11a, 11b) für die Aufnahme der Kupferstromschienen (3a, 3b) vorgesehen ist, die mit den stromleitenden Kohlefasern (4) in Kontakt sind und die Modulplatte in der oberen Abdeckschicht (5o) eine den Endbereich der Stromschienen (3a, 3b) freigebende Aussparungen (51, 52) aufweist.

26. Modulplatte nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulplatten zu einer flächendeckenden Fußboden- oder Wandheizung mittels der Verbindungsleisten zusammensteckbar sind und die Stromschienen aneinanderstoßender Modulplatten im Bereich der Aussparungen (51, 52) der oberen Abdeckschicht mittels stromleitender Metallplättchen, wie Cu-Plättchen überbrückt und verbunden sind.

27. Modulplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Heizleistung von bis zu 200 W/m² aufweist.