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WO2004088214A1 - Strahlungsheizung - Google Patents

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WO2004088214A1
WO2004088214A1 PCT/EP2004/003352 EP2004003352W WO2004088214A1 WO 2004088214 A1 WO2004088214 A1 WO 2004088214A1 EP 2004003352 W EP2004003352 W EP 2004003352W WO 2004088214 A1 WO2004088214 A1 WO 2004088214A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
heater
radiant
heating element
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/003352
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Wieske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEW TECHNICS GmbH
Original Assignee
NEW TECHNICS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE20305135U external-priority patent/DE20305135U1/de
Priority claimed from DE20319901U external-priority patent/DE20319901U1/de
Application filed by NEW TECHNICS GmbH filed Critical NEW TECHNICS GmbH
Publication of WO2004088214A1 publication Critical patent/WO2004088214A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0275—Heating of spaces, e.g. rooms, wardrobes
    • H05B1/0277—Electric radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00—Electric heating systems
    • F24D13/02—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
    • F24D13/022—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
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    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the invention relates to radiant heating from a heat radiation surface, which can consist of marble, granite or marbleized limestone, metal, ceramic, glass or a combination thereof.
  • a heat radiation surface which can consist of marble, granite or marbleized limestone, metal, ceramic, glass or a combination thereof.
  • Two different heating elements are arranged in connection with insulation on the back of the radiation surface.
  • the given prior art is characterized in that radiant heaters, in particular made of natural stone, are known which have an electric heater on the back.
  • the electrical heaters are arranged in such a way that they are arranged in the natural stone by milling it or are glued to the natural stone via a mesh.
  • the electric heater then heats the radiant heater made of natural stone or other materials and can then heat up the room after a relatively long heating phase.
  • the disadvantage here is that heating up a room via the radiant heater with an arranged electrical or other heating source takes a relatively long time, since the existing heat radiation surface, for example made of marble, first has to be heated up. This can take a few hours, which is a disadvantage.
  • the aim of the invention is to find an arrangement of radiant heaters on the back of these which corresponds to all possibilities of using convection heaters or alternative energies and significantly reduces the energy expenditure.
  • the object of the invention is to realize a radiant heater from a heat radiation surface, which consists of marble, granite or marbleized limestone, metal, ceramic, glass or their combinations, and thus suppress the prior art. Radiant heating is found, which reveals the possibility of quickly heating up an existing space and subsequently remaining in an effective temperature range.
  • the invention was achieved in that a radiant heater is realized from a heat radiation surface, which consists of marble, granite or marbleized limestone, metal, ceramic, glass or their combinations, with an electric heater or an electric heater on the back of the radiation surface is arranged for alternative energies and an inner rear wall with an internal insulation is carried out via the electric heater or the electric heater for alternative energies. This internal insulation with the corresponding internal rear wall prevents thermal expansion towards the installation wall.
  • a second convection heater is placed on the inner rear wall with the insulation included. This is useful for the rapid heating of a given room with this convection heater.
  • This convection heater can consist of different heating sources. An electric heater is preferably used here, which is connected to normal network operation. It is also possible to install a normal hot water radiator from a given heating system. Via this convection heater, which is useful for immediate heating of a room, an outer rear wall is installed as a final element for the entire heating area. This outer back wall has convection slots on the respective outer edges, top and bottom, which means that the heated air escapes to the room immediately.
  • the convection heating is operated via a corresponding regulation or control until a certain temperature is given in the interior of the room to be heated, with which the convection heating is then switched off. Subsequently, a further heating of the radiant heating or the heat radiating surface is then given via the existing electrical heating or the electrical heating for alternative energies.
  • the given inner rear wall and the outer rear wall are fastened to the rear with corresponding mounting bolts.
  • the entire radiant heater with the existing heat radiation surface and the attached electrical or alternative heating elements or the convection heater is arranged on a wall or other surfaces using given mounting bolts.
  • a technical solution is carried out, with multi-stage heating elements in combination with a controller, in particular a 3-point controller, being attached to the rear of the radiant heater.
  • the given radiant heating plate is always kept in the effective temperature range for radiant heating.
  • the controller especially the 3-point controller, switches off part of the heating element when the Rau target temperature is reached and continues to run at low power. This keeps the plate in the effective range as Radiant heating. Maintaining the temperature at a low output requires considerably less energy than when completely heating a cooled radiant heater.
  • Two setpoint temperatures are entered on the 3-point controller, which are determined by a room temperature measurement, so that they are in an effective range of heat emission from the radiant heater.
  • the multi-stage heating element thus only runs with a part of the entire heating element. If the lower room setpoint is reached by lowering the temperature due to low radiation emission from the radiant heater, this switched-off part of the heating element is switched on again and thus a full output of the entire heating elements is achieved. Due to this full performance of the heating elements, the upper target room temperature is reached again and a certain part of the heating element is switched off again. On the basis of this connection and disconnection between two target temperatures, considerable energy savings are achieved, since the radiant heating does not have to be heated from a cooled state via heating elements. Due to the relatively constant plate temperature of the radiant heating, a more comfortable room climate is achieved, the thermo-mechanical load is lower and the lifespan of the radiant heating is extended.
  • the multi-stage heating element provides greater operational reliability Example of frost protection heating during an absence.
  • Figure 1 shows a radiant heater, which is composed in the above embodiment as follows.
  • a radiation surface 1 made of natural stone is used as the heat radiation surface.
  • This can be marble, granite or marbled limestone.
  • the essential properties of this natural stone heating result from the fact that high-quality and carefully selected natural stones are used. This makes every natural stone heater a stylish one-off.
  • marble is defined differently. In geological science, marble is a metamorphic rock transformed from limestone. In the construction industry, in trade and in the vernacular, every solid and thus polishable limestone is called marble.
  • the "real" that is, the metamorphic marble is made by contact or Regional metamorphosis formed from limestone. It is coarse-crystalline and, like limestone, monominerally composed of calcite. Individual crystals are coarsened at the expense of others, so that the whole aggregate has a sugar-like appearance.
  • FIG. 1 a given natural stone is used in FIG.
  • An electric heater 3 is applied to the natural stone.
  • Electric heating 3 heating strands meandering laid. This laying of the heating wire of the electric heater 3 is carried out on a glass fiber mesh. This laying of the heating wire on the glass fiber mesh is fixed in the transverse direction with an adhesive. Furthermore, it is given that the heating wire of the electric heater 3 is electrically insulated by means of a corresponding PVC coating. The ends are connected to the possibility of connecting an electrical network or an alternative energy supply. Basically, a glass fiber mesh fabric with an attached heating wire of an electric heater 3 is used here. This glass fiber mesh fabric with the heating strands of the electric heater 3 is then arranged with a further adhesive on the back of the natural stone. Thus there is direct contact between the electric heater 3 and the natural stone.
  • An electric heater 3 Another possibility for using an electric heater 3 is to use a heating element for alternative energies 2 for the electric heater 3.
  • This decision as to which electrical heating element 3 or heating element is used for alternative energies 2 depends on the area of application of radiation heating.
  • An inner rear wall 5 is now arranged via the installed electrical heater 3 or a heating element for alternative energies 2. Insulation 4 is provided within this inner rear wall 5, with the result that heat loss is prevented with the corresponding mounting wall. Consequently the electrical heating 3 or a heating element for alternative energies 2 gives an optimal spread of the thermal energy over the radiation surface 1.
  • a convection heater 6 is now arranged on this inner rear wall 5 of the radiation heater. This convection heater 6 can also be an electric heating element.
  • a further outer rear wall 7 is then arranged over the convection heater 6, the respective upper and lower edges of the outer rear wall 7 being provided with convection slots 8.
  • the convection heater 6 is used, when certain buildings are heated, to ensure that the use of the convection heater 6 results in an immediate heating of the room by switching on this convection heater 6.
  • Convection heater 6 is automatically switched off, and further heat radiation is then over the
  • Heating 3 or a heating element for alternative energies 2 performed.
  • a heating element for alternative energies 2 for the first heating circuit which is then on the
  • Radiation surface 1 is applied, additional climate via the convection heater 6 can in appropriate climatic conditions, such as calm, darkness, cold spell, etc.
  • This utility model is a heater.
  • This heater is a combined radiant and convection heater.
  • the primary energy for this heating is electrical energy.
  • the radiant heat is generated by one or more electrical heating elements 3 or 2 behind or in a heat radiation surface or radiation surface 1. Natural stones are preferably used as the radiation surface 1. However, metal, ceramic, glass or combinations thereof can also be used. Pure radiant heating has two heating elements. One heating element is used for conventional mains operation. The other heating element is used to feed electrical energy from alternative energy sources, such as photovoltaics, wind turbines or the like, or a completely normal electrical heater.
  • the heating element which is fed with energy from alternative energy producers, works primarily.
  • the heating element such as the convection heater 6, which is fed from the public network, is only switched on when the heat output currently required by the alternative energy producers is no longer sufficient, for example due to the onset of cold, calm, darkness, etc.
  • the electrical heating elements 2 and 3 are technically designed so that the electrical energy can be fed directly from the system without inverters, stabilization, etc., which significantly reduces the technical system costs.
  • the heating is a combination between radiant heating and convection heating.
  • Another electric convector is integrated in the radiant heating.
  • the electrical converter is used to quickly heat up the premises. When the setpoint is reached, the convector is switched off and the radiant heating continues to work alone.
  • FIG. 2 shows a combination of a radiant surface 1 made of natural stone, an electrical heating element 3 from given electrical energy and a convection heater 6, which is represented here as a warm water heater 9.
  • This hot water heater 9 is given to an inlet 10 or outlet 10 a of the hot water.
  • the mode of operation of this embodiment variant shown in FIG. 2 is identical to that in FIG. 1, which means that a convection heater ⁇ in the form of a hot water radiator 9 is switched on in the event of rapid heating or no electrical energy. If a certain room temperature has been reached, this hot water heater 9 is subsequently switched off, with the result that further radiation activity of the radiation surface 1 of the radiation heater is carried out via the electrical heating elements 3.
  • FIG. 3 shows a block diagram of the 3-point controller 11 with the radiant surface 1 and integrated divided heating element from parts 13 and 12. It can be seen that on the radiant surface 1 on the back a divided heating element over a Neutral conductor is attached, which is divided into the respective heating elements 12 and 13. These heating elements 12 and 13 are electrically connected to a 3-point controller 11.
  • This 3-point controller 11 is connected to a given room temperature sensor for signaling purposes. In the 3-point controller 11, two different target room temperatures are specified. It is important that the 3-point controller is used to switch the divided heating element on and off in its respective parts.
  • FIG. 4 shows a diagram 'of the behavior of the temperature at the time, from which it is apparent that in the switching points 1 *, t 2, and 3 t of the 3-point controller 11 each have a connection and disconnection of a part of a heating element 13 is effected. If the setpoint 1 of the room temperature is reached in the upper point, which is set in the 3-point controller, the heating element part 13 is switched off via the controller. The radiant heater 1 thus only runs over the heating element part 12. The cooling that takes place as a result of the incomplete utilization of the heating elements results in a temperature decrease over the course of time. This means that a further setpoint for the room temperature is reached in the lower range.
  • the heating element part 13 is then switched on again via the 3-point controller, and the radiant heater 1 is subjected to full power from the two parts of the heating elements 13 and 12.
  • the upper setpoint of the room temperature is thus reached again, and the heating element part 13 is switched off again. It is thereby achieved that the radiant heater 1 is always acted upon by the respective heating element parts 12 and 13 in the effective range of the temperature and thus the advantages already described on this page are achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsheizung aus einer Wärmestrahlungsfläche, welche aus Marmor, Granit oder marmorisiertem Kalkstein, Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen bestehen kann. Integriert in die Strahlungsfläche oder auf ihrer Rückseite ist eine Heizung angeordnet, die aus zwei Teilen besteht. Beide Teile können von einem Regler unabhängig von einander ein- und ausgeschaltet werden. Ferner ist auf der Rückseite der Strahlungsfläche eine Isolierung und zusätzlich ein Konvektionsheizung als Wärmequelle gegeben, welche eine sofortige Beheizung eines entsprechenden Raumes ausführen kann.

Description

Strahlungsheizung
Die Erfindung betrifft eine Strahlungsheizung aus einer Wärmestrahlungsfläche, welche aus Marmor, Granit oder marmorisiertem Kalkstein, Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen bestehen kann. Dabei werden auf der Rückseite der Strahlungsfläche zwei verschiedene Heizungselemente in Verbindung mit einer Dämmung angeordnet. Dabei sind zwei Konvektionsheizungen als Wärmequelle gegeben, welche eine sofortige Beheizung eines entsprechenden Raumes ausführen kann.
Der gegebene Stand der Technik ist dadurch gekennzeichnet, dass Strahlungsheizungen, insbesondere aus Naturstein bekannt sind, welche auf der Rückseite eine elektrische Heizung aufweisen. Dabei sind die elektrischen Heizungen so angeordnet, dass sie in dem Naturstein durch Αusfräsen dieses angeordnet sind bzw. über ein Gittergewebe auf dem Naturstein aufgeklebt werden. Durch die elektrische Heizung wird dann die Strahlungsheizung aus Naturstein bzw. aus anderen Materialien erwärmt und kann dann nachfolgend nach einer relativ langen Erwärmungsphase den Raum aufheizen. Nachteilig ist hierbei, dass ein Aufheizen eines Raumes über die Strahlungsheizung mit einer angeordneten elektrischen bzw. anderen Heizquelle relativ lange dauert, da erst die vorhandene Wärmestrahlungsfläche, beispielsweise aus Marmor, aufgeheizt werden muss. Dies kann einige Stunden dauern, was sich somit als Nachteil darstellt.
Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung von Strahlungsheizungen an der Rückseite dieser zu finden, welche allen Möglichkeiten der Verwendung von Konvektionsheizungen bzw. auch alternativen Energien entspricht und den Energieaufwand deutlich senkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlungsheizung aus einer Wärmestrahlungsfläche, welche aus Marmor, Granit oder marmorisiertem Kalkstein, Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen besteht, zu realisieren und somit den Stand der Technik zu unterdrücken. Dabei wird eine Strahlungsheizung gefunden, welche die Möglichkeit offenbart, eine schnelle Aufheizung eines vorhandenen Raumes auszuführen und nachfolgend in einem effektiven Temperaturbereich zu verbleiben. Die Erfindung wurde aufgabengemäß dadurch gelöst, dass eine Strahlungsheizung aus einer Wärmestrahlungsfläche, welche aus Marmor, Granit oder marmorisiertem Kalkstein, Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen besteht, realisiert ist, wobei auf der Rückseite der Strahlungsfläche eine elektrische Heizung bzw. eine elektrische Heizung für alternative Energien angeordnet ist und über die elektrische Heizung bzw. die elektrische Heizung für alternative Energien eine innere Rückwand mit einer innen liegenden Dämmung ausgeführt wird. Diese innen liegende Dämmung mit der entsprechenden innen liegenden Rückwand verhindert, eine Wärmeausdehnung hin zur Montagewand. Schlussfolgernd daraus wird die gesamte Energie über die Strahlungsheizung mit der vorhandenen Wärmestrahlungsfläche abgegeben. Des Weiteren wird auf die innere Rückwand mit der beinhalteten Dämmung eine zweite Konvektionsheizung angeordnet. Diese ist dafür dienlich, dass mit dieser Konvektionsheizung eine schnelle Aufheizung eines gegebenen Raumes möglich ist. Diese Konvektionsheizung kann aus verschiedenen Heizungsquellen bestehen. Vorzugsweise wird hierbei eine elektrische Heizung benutzt, welche an den normalen Netzbetrieb angeschlossen wird. Außerdem ist es möglich, auch hier einen normalen Warmwasserheizkörper aus einem gegebenen Heizungssystem zu installieren. Über diese Konvektionsheizung, welche zur sofortigen Beheizung eines Raumes dienlich ist, wird eine äußere Rückwand als abschließendes Element für den gesamten Heizungsbereich montiert. Diese äußere Rückwand besitzt an den jeweiligen Außenkanten, oben und unten, Konvektionsschlitze, womit ein sofortiger Austritt der erwärmten Luft hin zum Raum erfolgt. Die Konvektionsheizung wird über eine entsprechende Regelung oder Steuerung solange betrieben, bis eine bestimmte Temperatur im Innenraum des zu beheizendes Raumes gegeben ist, womit dann die Abschaltung der Konvektionsheizung stattfindet. Nachfolgend wird dann über die vorhandene elektrische Heizung bzw. die elektrische Heizung für alternative Energien eine weitere Beheizung der Strahlungsheizung bzw. der wärmestrahlenden Fläche gegeben. Grundsätzlich werden die gegebene Innenrückwand und die äußere Rückwand mit entsprechenden Halterungsbolzen an der Rückseite befestigt. Die gesamte Strahlungsheizung mit der vorhandenen Wärmestrahlungsfläche und den angebrachten elektrischen bzw. alternativen Heizungselementen bzw. der Konvektionsheizung wird über gegebene Halterungsbolzen an einer Wand bzw. anderen Flächen angeordnet.
Des Weiteren wird eine technische Lösung ausgeführt, wobei mehrstufige Heizelemente in Kombination mit einem Regler, insbesondere einem 3-Punkt-Regler, auf der Rückseite der Strahlungsheizung angebracht sind. Dabei wird die gegebene Strahlungsheizplatte immer in dem für die Strahlungsheizung effektiven Temperaturbereich gehalten. Der Regler, insbesondere der 3-Punkt-Regler, schaltet bei Erreichen der Rau - Solltemperatur einen Teil des Heizelementes ab und läuft mit geringer Leistung weiter. Dadurch bleibt die Platte im effektiven Bereich als Strahlungsheizung. Bei der Temperaturbeibehaltung mit geringer Leistung wird wesentlich weniger Energie benötigt, als bei dem kompletten Aufheizen einer abgekühlten Strahlungsheizung. An dem 3-Punkt-Regler werden zwei Solltemperaturen eingegeben, welche durch eine Raumtemperaturmessung ermittelt werden, um somit in einem effektiven Bereich der Wärmeabgabe der Strahlungsheizung zu liegen. Erreicht die Strahlungsheizung einen oberen Wert der Solltemperatur, wird über den Regler ein Teil des Heizelementes an der Strahlungsheizung abgeschaltet. Das mehrstufige Heizelement läuft somit nur mit einem Teil des 'gesamten Heizelementes. Wird nun durch Absenkung der Temperatur durch geringe Strahlungsabgabe der Strahlungsheizung der untere Raum-Sollwert erreicht, wird dieser abgeschaltete Teil des Heizelementes wieder zugeschaltet und somit eine volle Leistung der gesamten Heizelemente erreicht. Durch diese volle Leistung der Heizelemente wird wieder die obere Raum-Solltemperatur erreicht, und es erfolgt wieder ein Abschalten eines bestimmten Teiles des Heizelementes. Auf Grundlage dieser Zu- und Abschaltung zwischen zwei Solltemperaturen wird eine erhebliche Energieeinsparung erreicht, da die Strahlungsheizung nicht aus einem abgekühlten Zustand über Heizelemente erwärmt werden muss. Durch die relativ gleich bleibende Plattentemperatur der Strahlungsheizung wird ein angenehmeres Raumklima erreicht, die thermo-mechanische Belastung ist geringer und die Lebensdauer der Strahlungsheizung verlängert sich. Durch das mehrstufige Heizelement ist eine höhere Betriebssicherheit gegeben, zum Beispiel beim Frostschutzheizen während einer Abwesenheit.
An verschiedenen Ausführungsbeispielen wird nachfolgend das erfinderische Element beschrieben. Dabei sind Zeichnungen gegeben, welche Folgendes aussagen.
Figur 1 Strahlungsheizung Figur 2 Strahlungsheizung mit Warmwasserheizkörper
Figur 3 Heizelement Regler
Figur 4 Diagramm Verhältnis Temperatur - Zeit
Die Figur 1 zeigt eine Strahlungsheizung, welche sich in dem genannten Ausführungsbeispiel wie folgt zusammensetzt.
Als Wärmestrahlungsfläche wird eine Strahlungsfläche 1 aus Naturstein benutzt. Dabei kann es sich um Marmor, Granit oder marmorisiertem Kalkstein handeln. Die wesentlichen Eigenschaften dieser Natursteinheizung ergeben sich daraus, dass hierbei hochwertige und sorgfältig ausgewählte Natursteine verwendet werden. Dadurch wird jede Natursteinheizung ein stilvolles Unikat. Der Begriff Marmor wird verschieden definiert. In der geologischen Wissenschaft versteht man unter Marmor ein aus Kalkstein umgewandeltes metamorphes Gestein. In der Bauwirtschaft, im Handel und im Volksmund wird jeder feste und damit polierfähige Kalkstein als Marmor bezeichnet. Der „echte", das heißt der metamorph entstandene Marmor ist durch Kontakt- oder Regionalmetamorphose aus Kalkstein gebildet. Er ist grobkristallin und wie Kalkstein monomineralisch aus Calcit aufgebaut. Einzelne Kristalle sind auf Kosten anderer vergröbert, so dass das ganze Aggregat ein zuckerförmiges Aussehen zeigt. Fremdbestandteile verändern das ursprünglich schneeweiße Gestein zu einem gestreiften, geflammten, gefleckten, gemaserten, geäderten bunten Marmor. Dabei zeigen sich zwei wesentliche Unterschiede auf. Kristalliner Marmor ist in den meisten Fällen grobkristallin, zuckerkörnig, in Platten lichtdurchscheinend, fossilleer und weist keine Hohlräume auf, wobei der marmorisierte Kalkstein feinkristallin und nicht lichtdurchscheinend ist, gelegentlich Hohlräume und häufig Fossilien beinhaltet. Diese beiden wesentlichen Merkmale werden bei der Strahlungsheizung als Wärmestrahlungsfläche verwendet. Die Strahlungsheizung ist vom Prinzip vergleichbar mit der wohltuenden Wärmestrahlung eines Kachelofens. Im Gegensatz zu einer Konvektionsheizung erreicht man mit der Natursteinheizung eine fast optimale Temperaturverteilung zwischen Decke und Fußboden und spart durch ein völlig anderes Wärmeempfinden Energiekosten. Die gleichmäßig ausbreitenden Wärmewellen im Raum erwärmen direkt Körper und Gegenstände und rufen schon nach kurzer Zeit ein angenehmes Gefühl hervor.
In der Figur 1 wird dementsprechend ein gegebener Naturstein verwendet. Auf dem Naturstein wird eine elektrische Heizung 3 aufgebracht. Dabei sind die
Heizlitzen der elektrischen Heizung 3 mäanderförmig verlegt. Diese Verlegung der Heizlitze der elektrischen Heizung 3 wird auf einem Glasfasergittergewebe ausgeführt. Diese Verlegung der Heizlitze auf dem Glasfasergittergewebe wird über einen Kleber in Querrichtung befestigt. Weiterhin ist dabei gegeben, dass die Heizlitze der elektrischen Heizung 3 über eine entsprechende PVC-Beschichtung elektrisch isoliert ist. Die Ende werden an die Anschlussmöglichkeit eines elektrischen Netzes bzw. auch einer alternativen Energiezuführung ausgeführt. Grundsätzlich wird also hierbei ein Glasfasergittergewebe mit einer aufgeklebten Heizlitze einer elektrischen Heizung 3 angewandet. Dieses Glasfasergittergewebe mit den Heizlitzen der elektrischen Heizung 3 wird dann mit einer weiteren Klebemasse auf der .Rückseite des Natursteines angeordnet. Somit ist ein direkter Kontakt der elektrischen Heizung 3 mit dem Naturstein gegeben.
Eine weitere Möglichkeit für die Anwendung einer elektrischen Heizung 3 besteht darin, dass man ein Heizelement für alternative Energien 2 für die elektrische Heizung 3 verwendet. Diese Entscheidung welches elektrische Heizelement 3 bzw. Heizelement für alternative Energien 2 verwendet wird, richtet sich je nach Anwendungsbereich der Strahlenheizung. Über die installierte elektrische Heizung 3 oder ein Heizelement für alternative Energien 2 wird nun eine innere Rückwand 5 angeordnet. Innerhalb dieser inneren Rückwand 5 ist eine Dämmung 4 gegeben, womit erreicht wird, dass ein Wärmeverlust mit der entsprechenden Montagewand verhindert wird. Somit wird über die elektrische Heizung 3 bzw. einem Heizelement für alternative Energien 2 eine optimale Ausbreitung der Wärmeenergie über die Strahlungsfläche 1 gegeben. Auf diese innere Rückwand 5 der Strahlenheizung wird nun eine Konvektionsheizung 6 angeordnet. Diese Konvektionsheizung 6 kann ebenfalls ein elektrisches Heizelement darstellen. Über die Konvektionsheizung 6 wird dann eine nochmalige äußere Rückwand 7 angeordnet, wobei bei der äußeren Rückwand 7 die jeweiligen oberen und unteren Kanten mit Konvektionsschlitzen 8 versehen sind. Grundsätzlich dient die Konvektionsheizung 6 dazu, bei Erwärmung von bestimmten Gebäuden zu erreichen, dass durch die Verwendung der Konvektionsheizung 6 eine sofortige Erwärmung des Raumes über Zuschaltung dieser Konvektionsheizung 6 stattfindet.
Sind durch Regel- bzw. Steuerelemente bestimmte Temperaturen im Raum erreicht, wird diese
Konvektionsheizung 6 automatisch ausgeschaltet, und eine weitere Wärmestrahlung wird dann über die
Strahlungsfläche 1 mit beauflagter elektrischer
Heizung 3 oder einem Heizelement für alternative Energien 2 durchgeführt. Insbesondere bei Einsatz eines Heizelementes für alternative Energien 2 für den ersten Heizungskreislauf, welcher dann auf der
Strahlungsfläche 1 aufgebracht ist, kann bei entsprechenden klimatischen Bedingungen, wie Windstille, Dunkelheit, Kälteeinbruch etc., eine zusätzliche Heizung über die Konvektionsheizung 6 die
Beheizung eines Raumes ausführen. Nachfolgend werden noch mal die Vor- und Nachteile in einer Produktbeschreibung ausgeführt. Bei diesem Gebrauchsmuster handelt es sich um eine Heizung. Diese Heizung ist eine kombinierte Strahlungs- und Konvektionsheizung. Erstrangig arbeitet diese Heizung als Strahlungsheizung. Die Primärenergie für diese Heizung ist Elektroenergie. Die Strahlungswärme wird durch ein oder mehrere elektrische Heizelemente 3 bzw. 2 hinter oder in einer Wärmestrahlungsfläche bzw. Strahlungsfläche 1 erzeugt. Als Strahlungsfläche 1 kommen bevorzugt Natursteine zum Einsatz. Es können aber auch Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen eingesetzt werden. Die reine Strahlungsheizung hat zwei Heizelemente. Das eine Heizelement dient zum konventionellen Netzbetrieb. Das andere Heizelement dient zur Einspeisung von Elektroenergie aus alternativen Energieerzeugern, wie Photovoltaik, Windkraftanlagen oder Ähnliches bzw. einer ganz normalen elektrischen Heizung. Das Heizelement, welches mit Energie von alternativen Energieerzeugern gespeist wird, arbeitet vorrangig. Erst wenn die momentan benötigte Wärmeleistung von den alternativen Energieerzeugern nicht mehr ausreicht, zum Beispiel durch Kälteeinbruch, Windstille, Dunkelheit etc., wird das aus dem öffentlichen Netz gespeiste Heizelement, wie die Konvektionsheizung 6, zugeschaltet. Die elektrischen Heizelemente 2 und 3 sind technisch so ausgelegt, dass die Elektroenergie direkt von der Anlage ohne Wechselrichter, Stabilisierung etc. eingespeist werden kann, was die technischen Anlagekosten erheblich senkt. Die Heizung ist eine Kombination zwischen Strahlungsheizung und Konvektionsheizung. In der Strahlungsheizung ist ein weiterer Elektrokonvektor integriert. Der Elektrokonverter dient zum schnellen Aufheizen der Räumlichkeiten. Bei Erreichen des Sollwertes wird der Konvektor weggeschaltet, und die Strahlungsheizung arbeitet allein weiter.
Figur 2 zeigt eine Kombination aus einer Strahlenfläche 1 aus Naturstein, einem elektrischen Heizelement 3 aus gegebener Elektroenergie und eine Konvektionsheizung 6, welche sich hierbei als Warmwasserheizkörper 9 darstellt. Dieser Warmwasserheizkörper 9 ist an einen Zulauf 10 bzw. Ablauf 10a des Warmwassers gegeben. Die Funktionsweise dieser unter Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante ist identisch mit der unter Figur 1, was bedeutet, dass bei schnellem Aufheizen oder nicht vorhandener Elektroenergie eine Konvektionsheizung β in Form eines Warmwasserheizkörpers 9 zugeschaltet wird. Ist eine bestimmte Raumtemperatur erreicht, ist nachfolgend eine Abschaltung dieses Warmwasserheizkörpers 9 gegeben, womit eine weitere Strahlungstätigkeit der Strahlungsfläche 1 der Strahlungsheizung über die elektrischen Heizelemente 3 ausgeführt wird.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild des 3-Punkt-Reglers 11 mit der Strahlenfläche 1 und integriertem geteilten Heizelement aus den Teilen 13 und 12. Dabei ist ersichtlich, dass auf der Strahlenfläche 1 auf der Rückseite ein geteiltes Heizelement über einen Nullleiter angebracht ist, welches in die jeweiligen Heizelemente 12 und 13 aufgeteilt ist. Diese Heizelemente 12 und 13 werden elektrotechnisch mit einem 3-Punkt-Regler 11 verbunden. Dieser 3-Punkt- Regler 11 ist mit einem gegebenen Raumtemperaturmesser signaltechnisch verbunden. In dem 3-Punkt-Regler 11 werden zwei verschiedene Raum- Solltemperaturen vorgegeben. Wichtig ist dabei, dass auf Grundlage des 3-Punkt-Reglers die Möglichkeit besteht, das geteilte Heizelement in seinen jeweiligen Teilen zu- und abzuschalten.
Die Figur 4 zeigt ein Diagramm 'des Verhaltens der Temperatur zur Zeit, woraus ersichtlich ist, dass in den Schaltpunkten 1*, 2t und 3t des 3-Punkt-Reglers 11 jeweils eine Zu- und Abschaltung eines Teiles eines Heizelementes 13 erfolgt. Wird nun der Sollwert 1 der Raumtemperatur im oberen Punkt erreicht, welche in dem 3-Punkt-Regler eingestellt ist, wird das Heizelementteil 13 über den Regler abgeschaltet. Somit läuft die Strahlungsheizung 1 nur über das Heizelementteil 12. Die dadurch stattfindende Abkühlung durch die nicht volle Auslastung der Heizelemente erfolgt eine Temperaturverminderung im Laufe der Zeit. Damit wird ein weiterer Sollwert der Raumtemperatur im unteren Bereich erreicht. Über den 3-Punkt-Regler wird dann das Heizelementteil 13 wieder zugeschaltet, und die Strahlungsheizung 1 wird mit voller Leistung der beiden Teile der Heizelemente 13 und 12 beaufschlagt. Somit wird wieder der obere Sollwert der Raumtemperatur erreicht, und ein weiteres Abschalten des Heizelementteiles 13 erfolgt. Erreicht wird damit, dass die Strahlungsheizung 1 immer im effektiven Bereich der Temperatur mit den jeweiligen Heizelementteilen 12 und 13 beaufschlagt wird und somit die schon diesseitig beschriebenen Vorteile erzielt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Strahlungsheizung aus einer Wärmestrahlungsfläche, welche aus Marmor, Granit oder marmorisiertem Kalkstein, Metall, Keramik, Glas oder deren Kombinationen besteht, wobei auf bzw. in der Strahlungsfläche auf seiner Rückseite eine Heizung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Heizelement aus zwei Heizelementteilen (12 und 13) an der Rückseite der Strahlungsheizung (1) befindet und diese geteilten Heizelemente (12 und 13) mit einem Regler (11) verbunden sind, wobei der Regler (11) so angeschlossen ist, dass die Teile des Heizelementes (12 und 13) zu- und abschaltbar sind und/oder eine Konfektionsheizung (6) auf einer inneren Rückwand (5) mit einer Dämmung (4) angeordnet ist .
2. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Heizelementteile (12 und 13) vorzugsweise aus einer elektrischen Heizquelle bestehen und die Leistung eines jeden Teils annähernd gleich ist.
3. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (11) ein 3- Punkt-Regler ist.
4. Strahlungsheizung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die geteilten Heizelementteile (12 und 13) einen gemeinsamen Nullpunkt aufweisen.
5. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelementteil (12) mit dem Regler (11) hin zu einem oberen
Sollwertschalter und dass das Heizelementteil
(13) mit dem Regler (11) hin zu einem unteren Sollwertschalter der Raumtemperatur verbunden ist.
6. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite der Strahlenfläche (1) eine Kombination aus einer elektrischen Heizung und einer alternativen Energieheizung gegeben ist.
7. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenfläche (1) vorzugsweise aus einem Naturstein, welcher aus Marmor, Granit bzw. marmorisiertem Kalkstein hervorgeht, besteht.
8. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Konvektionsheizung (6) eine elektrische Heizung für alternative Energien (2) oder eine elektrische Heizung (3) gegeben ist.
9. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Konvektionsheizung (6) als Warmwasserheizkörper (9) bekannter Bauart ausgeführt ist.
10. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite der
Strahlungsfläche (1) eine elektrische Heizung (3) oder ein Heizelement für alternative Energien (2) vorhanden ist, wobei auch eine Kombination beider Heizungsquellen möglich ist.
11. Strahlungsheizung nach den Ansprüchen 1 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass über die elektrische Heizung (3) oder auf dem Heizelement für eine elektrische Heizung aus alternativen Energien (2) bzw. aus einer Kombination beider eine innere Rückwand (5) mit einer innen angebrachten Dämmung (4) angeordnet ist.
12. Strahlungsheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Rückwand (7) am kompletten Heizungssystem der beiden Heizungsträger auf der Rückseite der Strahlungsfläche (1) abschließt und die Konvektionsschlitze (8) an der oberen und unteren Abkantung angeordnet sind.
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