Elektrische Heizleiste

Abstract

 Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Heizleiste, insbesondere zur Beheizung von Wohnräumen, Kiosken, Ge­wächshäusern, Campinghäusern, Wohnwagen, Zelten usw.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die elektri­sche Heizleiste einen Heiz-Satz besitzt, bestehend aus:

a) Widerstandselementen 4 aus einem Dielektrikum, deren Oberfläche mit einer dünnen stromführenden Schicht von halbleiterartigen chemischen Verbindungen überzo­gen ist, in welcher der elektrische Strom in Wärme­energie umgewandelt wird,

b) einem profilierten Körper 1 aus einem guten Wärmelei­ter mit Kontaktzonen 2, an welchen die Heizelemente direkt anliegen.

Die erfindungsgemäße Heizleiste sichert einen hohen Wär­mekomfort des beheizten Raumes und ist durch hohe Ener­gieausbeute gekennzeichnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizleiste, ins­besondere zur Beheizung von Wohnräumen, Kiosken, Gewächs­häusern, Campinghäusern, Wohnwagen, Zelten usw.

[0002] Es ist ein Heizsystem bekannt, das auf elektrischen Lei­sten basiert, die für die genannten Zwecke verwendet wer­den. Das System besteht aus modulartigen Heizleisten, die in der notwendigen Menge aneinander angeordnet werden; sie werden meistens an den Wänden der Räume befestigt und elektrisch mittels Spezialsteckerverbindungen verbun­den, die sich an den Enden der Leisten befinden. In den derart aufgebauten Leisten sind deren Elemente parallel geschaltet und der ganze Satz wird mit Wechselspannung 220 V, 50 Hz gespeist. An den Leistensatz kann eine zu­sätzliche Heizleiste mit einer Temperaturreglerschaltung und einer Meldeleuchte angeschlossen werden. Die bekann­ten Leisten weisen ein Heizelement auf, das an den Enden der Leiste mit Spezialstecker-Verbindungen verbunden, zwischen einer Metall-Grundplatte und einer Metall-Front­platte angeordnet, schlangenartig verlegt und auf in die Grundplatte eingebauten Keramikabstützungen abgestützt ist.

[0003] Das Heizelement besteht aus einem Widerstandsdraht mit kreisförmigem Querschnitt, der üblicherweise aus einer Eisenlegierung mit Chrom und Nickel und mit Zugabe ande­rer Bestandteile, mit annähernd konstantem, temperaturun­abhängigem Widerstand ausgeführt ist. Der Widerstands­draht ist schraubenartig auf ein Glasfaserbündel aufge­wickelt. Die derart ausgeführte Litze ist außen durch einen Schlauch aus Glasfasern geschützt, die mit gehärte­tem wärmebeständigem Harz getränkt sind. An beiden Enden des Heizelementes befinden sich Zwingen, die die elektri­sche Verbindung mit den erwähnten Spezial-Steckerverbin­dungen ermöglichen. Das Heizelement hat keinen Kontakt mit der Grundplatte und der Frontplatte, sondern ist von dieser um 2 bis 4 mm entfernt. Die Heizleiste beheizt den Raum nur indirekt, d.h. es wird die im Widerstands­draht entstehende Wärme auf die Außenfläche des Schutz­schlauches übertragen, die wiederum die zwischen der Grundplatte und der Frontplatte befindliche Luft erwärmt, von der sich die Innenflächen der beiden Platten erwär­men. Weiter wird die Wärme auf die Außenflächen der bei­den Platten geleitet. Die Wärme aus der Frontplatte und ein Teil der Wärme aus der Grundplatte erwärmt die Luft in dem zu beheizenden Raum, vorwiegend durch freie Kon­vektion und in kleinem Ausmaß durch Strahlung.

[0004] Ein Nachteil der bekannten elektrischen Heizleisten besteht darin, daß sie keinen ausreichenden Komfort der Wärme­bedingungen im beheizten Raum gewährleisten, insbesonde­re bezüglich der Temperaturverteilung.

[0005] Nur in seltenen Fällen der symmetrischen Anordnung der Heizleisten im Raum gleich über dem Fußboden können die Temperaturunterschiede innerhalb des Raumes als befrie­digend gering anerkannt werden. Ein Nachteil besteht auch in der niedrigen Energieausbeute der Leiste, die sich aus deren Konstruktion ergibt. Der Wärmestrom hat nämlich aus dem Widerstandsdraht die Wärmewiderstände von minde­stens drei Materialien zu überwinden, von welchen zwei schlechte Wärmeleiter sind (gehärtetes Harz und Luft), bevor die Luft des Raumes erwärmt wird. Dies ergibt sich auch daraus, daß ein Teil des Wärmestromes aus der Grund­platte die Wand des Raumes erwärmt, an der die Leiste befestigt wird, wobei diese Wärme überwiegend verloren geht. Außerdem besteht ein weiterer Nachteil darin, daß der Schutzschlauch aus gehärtetem Harz beim Heizen eine verhältnismäßig lange Zeit toxische und lästige Gerüche und sogar geringe Rauchmengen abgibt.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben er­wähnten Nachteile durch eine elektrische Heizleiste, ins­besondere zum Beheizen von Räumen zu beseitigen, die ei­nen hohen Komfort der Wärmebedingungen des beheizten Rau­mes gewährleistet und durch eine hohe Energieausbeute gekennzeichnet wird.

[0007] Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die elektri­sche Heizleiste einen auf der hinteren Tragplatte mit­tels Konsolen zu montierenden und festzustellenden Heiz-­Satz aufweist, der aus folgenden Teilen zusammengesetzt ist: ein aus einem guten Wärmeleiter, vorzugsweise aus Alu-Legierungen, ausgeführter Körper, dessen Länge und Breite kleiner ist als die Frontverkleidung der Leiste, mit Kontaktzonen, vorzugsweise in Form von profilierten Loch-Rechtecken, an welche unmittelbar mit ihrer blanken Oberfläche die aus einem Dielektrikum ausgeführten Wi­derstandselemente anliegen, die auf ihrer Oberfläche mit einer dünnen Schicht von stromführenden chemischen Ver­bindungen überzogen sind, in welcher der elektrische Strom in Wärmeenergie umgewandelt wird. Auf den gegenüberliegen­den Seiten des Widerstandselements sind auf die genannte dünne Schicht von chemischen Verbindungen Stromelektro­den, vorzugsweise Silberelektroden, aufgebracht. Die Seiten der Widerstandselemente ragen über die Ränder der Kontakzonen, vorzugsweise um 3 mm hinaus. Zwischen die profilierten Kontaktzonen werden untere Formstücke aus Dielektrikum eingeführt, die gegenüber dem Körper, vor­zugsweise in einem Loch festgestellt werden, die eine Aussparung und Vorsprünge an den Seiten zur Feststellung der Widerstandselemente an beiden Seiten in der Ebene der Kontaktzonen aufweisen. Über dem unteren Formstück befin­det sich ein Stromkontakt in Form einer rechtecki­gen Platte mit Aussparungen zu dessen Feststellung, der aus einem stromführenden Stoff ausgeführt ist. Dieser Kontakt verbindet die beiden benachbarten Stromelektro­den miteinander, die vorzugsweise aus Silber ausgeführt und auf den Widerstandselementen auf der Seite der dünnen Schichten der chemischen Verbindungen aufgetragen sind. Auf den Stromkontakt werden nach dessen Feststellung, vorzugsweise mit Hilfe von Füßen, in der Aussparung der unteren Formstücke die oberen aus Dielektrikum ausgeführ­ten Formstücke untergebracht. Die Füße der oberen Form­stücke stellen den Kontakt über seine Aussparung gleich­zeitig gegenüber den beiden Formstücken fest. In die Ver­tiefungen der oberen Formstücke - einerseits - und in die Aussparungen in dem Körper - andererseits - werden eine bügelartige Federklemme sowie die elektrischen Lei­ter mit Endanschluß mit Bolzen und Endanschluß mit Büch­sen eingeführt, die die seitlichen Enden der Heizleiste bilden. Die ganze Konstruktion wird im Inneren auf der Oberfläche des Heiz-Satzes durch eine wärmebeständige Reflexionsschicht überzogen. Als Widerstandselement wird ein Dielektrikum, vorzugsweise aus Glas, verwendet, des­sen Oberfläche durch eine dünne Schicht von halbleiter­artigen chemischen Verbindungen, vorzugsweise durch halb­leiterartige Metalloxide überzogen ist. Der wärmebestän­dige Reflexionsüberzug auf der Oberfläche des Heiz-Satzes besteht aus einer Lackschicht, vorzugsweise aus Silikon­lack, der mit hochdispergiertem weißem Füllstoff, vor­zugsweise mit Aluminiumoxid Al₂O₃, gefüllt ist.

[0008] Die Befestigung der Heizleiste auf den Wänden der zu be­heizenden Räume erfolgt mittels pendelartigen Haltern, die auf der hinteren Tragplatte aufgebaut sind. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Heizleiste durch eine vordere Verkleidung geschützt, die mit Durchgangslöchern oder ohne diese Löcher ausgeführt werden soll und die miteinander die Endanschlüsse, die Vorsprünge aufweisen, mit der hinteren Tragplatte verbindet. Von den genannten Endanschlüssen weist einer die Bolzen und der andere die Büchsen auf. Der elektrische Strom wird dem Heizelement über eine Verbindung mit den genannten Endanschlüssen zugeführt.

[0009] Ein vorteilhafter Effekt der Erfindung besteht in einer sog. Halbleiter-Heizleiste, insbesondere zur Heizung von Räumen, die - wie sich das aus der Beschreibung ihres Wesens und aus den durchgeführten Untersuchungen ergibt - durch hohen Komfort der Wärmebedingungen des beheizten Raumes sowie durch hohe Energieausbeute gekennzeichnet ist. Die genannten Vorteile ergeben sich vor allem daraus, daß die Widerstandselemente in veränderlicher Menge in demselben Leisten-Typ untergebracht werden können, sowie daraus, daß beliebige Kombinationen der Abdeckung der Oberfläche der Widerstandselemente durch profilierte Kon­taktzonen durch Änderung der Geometrie der Löcher gebil­det werden können. Die Kombinationen können sich auf die­selbe Leistung der Widerstandselemente und die Abmessun­gen der Leisten beziehen. Falls die vordere Verkleidung mit Löchern ausgeführt ist, wird der Wärmestrom aus den Widerstandselementen auf direkte und auf indirekte Weise in den Raum übertragen - direkt aus den nicht abgedeck­ten Feldern der Oberfläche der Widerstandselemente durch milde Strahlung und indirekt aus den erwärmten Konstruk­tionsteilen der Leiste durch freie Konvektion. Ein wei­terer Vorteil besteht in der Möglichkeit der grundsätzlich beliebigen Anordnung der Leisten und deren Verbindung in dem beheizten Raum, ohne die Symmetrie und die Befe­stigung nahe am Fußboden einhalten zu müssen, wobei der Komfort der Wärmebedingungen nicht verschlechtert wird.

[0010] Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ei­ner quaderförmigen elektrischen Heizleiste mit den Ab­messungen 50 x 12 x 1,5 cm näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer Leiste von der Seite der vor­deren Verkleidung, eine Hälfte in der Ausführung mit Durchgangslöchern und die zweite Hälfte in Ausführung ohne diese Löcher,

Fig. 2 die Ansicht der Leiste von der Seite der hinteren Tragplatte, die zur Hälfte nicht abgedeckt ist im Schnitt C-C nach Fig. 3,

Fig. 3 die Leiste im Schnitt A-A nach Fig. 2 und

Fig. 4 die Leiste im Schnitt B-B nach Fig. 2.

[0011] Die elektrische Heizleiste besitzt einen Körper 1 in Form eines C-Profiles, der aus einem Alu-Legierungsblech aus­geführt ist, dessen Länge und Breite kleiner ist als die vordere Verkleidung der Leiste 23, mit rechteckigen profilierten Kontaktzonen 2 mit gewalzten Durchgangslö­chern 3 mit 3 mm Durchmesser mit einem Abstand bis 5 mm. An die profilierten Kontaktzonen 2 grenzen unmittelbar die aus technischem Glas ausgeführten und auf der Ober­fläche mit einer dünnen Schicht von SnO₂:Sb mit einer Stärke von einigen µm überzogenen Widerstandselemente 4 an, mit auf den gegenüberliegenden Seiten aufgetragenen Silberelektroden, durch welche der elektrische Strom fließt. Die Widerstandselemente 4 grenzen mit ihren durch die dünne Schicht nicht überzogenen Oberflächen an die profilierten Kontaktzonen 2 an, wobei die Seiten der Wi­derstandselemente 4 um 2 mm über die Ränder der Zonen hinausragen. Zwischen die profilierten Kontaktzonen 2 wird in die Löcher 11 des Körpers 1 mit zwei Füßen 5 ein keramisches Formstück 6 eingeführt, das eine Aussparung 7 und seitliche Vorsprünge 8 aufweist,
die die Widerstandselemente 4 an beiden Seiten in der Ebene der profilierten Kontaktzonen 2 festlegen. Über dem unteren keramischen Formstück 6 befindet sich ein Stromkontakt 10 in Form einer rechteckigen Platte aus stromführendem Material, mit Aussparungen zu dessen Feststellen.

[0012] Der Kontakt 10 verbindet elektrisch und befestigt mecha­nisch die beiden benachbarten Stromelektroden 9, die auf die Seiten der dünnen Schichten aufgetragen sind. Auf den Kontakt 10 ist ein oberes Formstück 15 aufgesetzt, das durch zwei Füße 16 in der Aussparung 7 des unteren keramischen Formstückes 6 festgestellt ist. Die Füße 16 über die Aussparung in dem Stromkontakt 10 stellen ihn gleichzeitig gegenüber den beiden Formstücken 6 und 15 fest. In eine Vertiefung 12 des oberen keramischen Form­stückes - einerseits - und in die Aussparung 13 im Kör­per 1 - andererseits - ist eine bügelartige Federklemme 14 eingeführt, die alle genannten Elemente aneinander befestigt und andrückt: den Körper 1, das untere kerami­sche Formstück 6, die Widerstandselemente 4, den Strom­kontakt 10 und das obere keramische Formstück 15. Im Inne­ren ist die ganze Konstruktion auf der Länge der Leiste auf der Seite der dünnen Schichten mit einem Lacküberzug aus hochdispergiertem Al₂O₃ (weiß) im Silikonlack über­zogen. Der Heiz-Satz wird elektrisch durch Verbindung mit dem Endanschluß 17 mit Bolzen und dem Endanschluß 18 mit Büchsen gespeist. Die Anschlüsse 17 und 18 sind elektrisch mit dem Heiz-Satz durch eine Leitung 19 ei­nerseits über ein in dem Anschluß untergebrachtes Thermo­element und andererseits unmittelbar mit dem Anschluß 17 verbunden. Die Feststellung und Befestigung des Heiz-­Satzes an der hinteren Tragplatte 21 erfolgt mittels Kon­solen 20. Die pendelartigen Halterungen 22 dienen zur Befestigung der Heizleiste auf den in der Wand des zu beheizenden Raumes aufgebrachten Tragelementen, z.B. in Form von Haken, unter einem beliebigen Winkel zu der Ebene der Wand. An der gegenüberliegenden Seite ist der Heiz-Satz durch eine vordere Verkleidung 23 abgedeckt, die mit Durchgangslöchern oder ohne diese Löcher ausge­führt werden kann und die miteinander die Anschlüsse 17 und 18 mit Vorsprüngen 24 mit der hinte­ren Tragplatte 21 verbindet. Der elektrische Strom wird zwischen den Leisten in Parallelschaltung durch paralle­le, in dem abgedeckten und in der Verkleidung der Leiste untergebrachten Kanal 26 angeordnete Leitungen 25 zuge­führt.

Ansprüche

1. Elektrische Heizleiste, insbesondere zur Beheizung von Räumen, in Form eines flachen Quaders, die an den Wänden der Räume mittels pendelartiger Halterungen installiert wird, welche auf der hinteren Tragplatte aufgebaut sind, auf der die vordere Verkleidung ange­ordnet ist, die einen auf der hinteren Tragplatte (21) befestigten Heiz-Satz aufweist, bestehend aus einem Körper (1) aus einem guten Wärmeleiter, vorzugsweise aus Alulegierungen, dessen Länge und Breite kleiner sind als die vordere Verkleidung (23) der Leiste, da­durch gekennzeichnet, daß sie Kontakt­zonen (2) besitzt, vorzugsweise in Form von profilier­ten gelochten Rechtecken, an welche direkt mit der blanken Oberfläche die Widerstandselemente (4) angren­zen, die aus einem Dielektrikum ausgeführt und auf der Oberfläche mit einer dünnen Schicht von stromfüh­renden chemischen Verbindungen überzogen sind, so daß die Seiten der Widerstandselemente (4) über die Rän­der der Kontaktzonen (2) vorzugsweise um 2 mm hinaus­ragen, zwischen welche in die Löcher (3) des Körpers (1) die aus Dielektrikum ausgeführten, gegenüber dem Körper (1), vorzugsweise in dem Loch (11) festgestell­ten unteren Formstücke (6) eingeführt werden, die Aus­sparungen (7) und seitlich Vorsprünge (8) aufweisen, welche die Widerstandselemente (4) beiderseits in der Ebene der Kontaktzonen (2) feststellen, und über den unteren Formstücken (6) ein Stromkontakt (10) in Form einer rechteckigen Platte mit Feststell-Ausspa­rungen angeordnet ist, der aus einem stromführenden Material ausgeführt ist und die beiden benachbarten Stromelektroden (9) vorzugsweise aus Silber, die auf den Widerstandselementen (4) auf der Seite der dünnen Schichten von chemischen Verbindungen aufgetragen sind, miteinander verbindet, und auf den Stromkontakt (10) nach Feststellung, vorzugsweise mittels der Füße (16) in der Aussparung der unteren Formstücke die oberen, aus Dielektrikum ausgeführten Formstücke aufgesetzt sind, in welchen in der Vertiefung (12) - einerseits - und in den Aussparungen (13) des Körpers (1) - ande­rerseits - eine bügelartige Federklemme (14) und elek­trische Leitungen (25) mit Endanschluß (17) mit Bolzen und Endanschluß (18) mit Büchsen eingebaut sind, die die seitlichen Enden der Heizleiste bilden, und die ganze Konstruktion im Inneren durch eine wärmebestän­dige Reflexionsschicht überzogen ist.

2. Elektrische Heizleiste nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Widerstandsele­ment (4) aus Dielektrikum, vorzugsweise aus Glas be­steht und auf der Oberfläche durch eine dünne Schicht von halbleiterartigen chemischen Verbindungen, vor­zugsweise von halbleiterartigen Metalloxiden beschich­tet ist.

3. Elektrische Heizleiste nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der wärmebeständige Reflexionsüberzug aus einer Lackschicht, vorzugsweise aus Silikonlack besteht, die mit hochdispergiertem weißem Füllstoff, vorzugsweise mit Aluminiumoxid Al₂O₃ gefüllt ist.

Zeichnung