SE518872C2 - Anordning för golvuppvärmning - Google Patents

Description

518 872 2 temperatur och effekt i det temperaturintewall som vanligtvis är gällande vid golvvärme. Step Warmfloors och EP-värmegolvs värmematta används oisolerade.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för golvuppvärmriing som kan drivas av nätspänning.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för golvuppvärmning som är sj älvreglerande för temperaturer som passar golvuppvärmning, dvs att volymresistiviteten ökar markant vid dessa temperaturer, vilket också innebär ett överhettningsskydd.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för golvuppvärmning som snabbt och enkelt kan installeras.

Dessa ändamål uppnås med en anordning enligt det inledande stycket som kärmetecknas av att elektrodema är trådliknande och att materialsammansättningen innefattar endast en delkristallin polymer, varvid det delkristallina materialet är etenetenakrylatpolymer (EEA), etenbutylakrylatpolymer (EBA), etenmetylakrylatpolymer (EMA), etenvinylacetatpolymer (EVA) eller en så kallad plastomer, vars kristallina smältpunkt överstiger anordningens normala drifttemperaturer men understiger 99 °C och vars mjukningstemperatur (Vicat) liggeri intervallet 45-70 °C, och ett elektriskt ledande fyllmedel, vilket medför att anordningen kan drivas med nätspänning och att materialsammansättningens volymresistivitet ökar kraftigt redan vid temperaturer under 30 °C, varvid anordningen är självreglerande med avseende på temperatur och effekt i för golvuppvärmriing normala drifttemperattirer.

Liknande anordningar har funnits på marknaden sedan en tid men aldrig för annan användning än med svagström. Till grund för uppfinningen ligger insikten i hur man tillverkar ett elektriskt ledande material för nätspänning som samtidigt är sj älvreglerande för temperaturer som passar golvuppvärrnning.

Företrädesvis bör den kristallina smältpunkten ligga i intervallet 75-99 °C och ärmu hellre i intervallet 80-96 °C och det elektriskt ledande fyllmedlet vara kimrök. s1s av: 3 Banan kan vara försedd med ett heltäckande elektriskt isolerande skikt så att anordningen är färdig att direkt användas utan vidare isolering eller risker för elektriska överslag. Företrädesvis är det elektriskt isolerande skiktet koextruderat med den elektriskt ledande banan men kan även anordnas på banan på andra sätt, såsom genom foliering.

Det elektriskt isolerande skiktet kan exempelvis vara av lågdensitetspolyeten (LDPE), linjär lågdensitetspolyeten (LLDPE), polypropen (PP), polyester eller någon av de tidigare nämnda sampolymererna, vilka helst ska ha en högre smältpunkt än banans delkristallinamaterial. Även vissa plastomerer är tänkbara.

Det elektriskt isolerande skiktet kan innefatta ett flertal skikt av olika material, vilka' kan ha olika uppgifier, exempelvis ett inre skikt för god vidhäfiriíng med banan, ett mellanskikt för att bygga upp en tjocklek och ett yttre skikt för exempelvis bättre ritstålighet, fast anordnade vid varandra. Företrädesvis är elektriskt isolerande fyllmedel tillsatt det isolerande skiktet, exempelvis titandioxid, idite euer kvarts. Även flemhädimedde medel, såsom alumíniumtrihydrat och/eller magnesiumhydroxid, kan tillsättas. Både elektriskt isolerande fyllmedel och flamhämmande medel medför förbättrade mekaniska egenskaper.

För att lätt kunna fixera banan i exempelvis betong- eller klinkersfix kan banan vara försedd med genomgående urtagningar. Dessa urtagningar kan ha vilken form som helst, exempelvis slitsform eller vara rektangulära eller cirkulära hål, men bör anordnas i rader vinkelrätt mot banans utsträckning för att inte störa strömöverföringen mellan elektrodema. Företrädesvis är de genomgående urtagningarna elektriskt isolerade utefter sina kanter.

En fördel med föreliggande uppfinning är att inga transformatorer behövs. En annan fördel är att mindre koppar går åt eftersom en koppartrâd eller en kopparwire är tillräcklig som elektrod för att förse mattan med tillräcklig strömmängd vid nätspänning. Ytterligare en fördel är att det krävs mindre säkringar. På det hela taget blir den uppfinningsenliga anordningen billigare.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande med hänvisning till ' ' bifogade schematiska ritningar som i exemplifierande syfte visar för närvarande föredragna utföiingsformer av uppfinningen. s 1 s en å* 4 Fig 1 illustrerar installation av en anordning enligt föreliggande uppfmning.

Fig 2 illustrerar en anordning enligt en första utföringsfonn av föreliggande uppfinning i tvärsnitt.

Fig 3 illustrerar med hjälp av ett diagram resisitivitet vid olika temperaturer för två exempel på elektriskt ledande material.

Fig 4 illustrerar olika exempel på genomgående urtagningar hos en andra utföríngsforrn av föreliggande uppfinning.

Fig 5 illustrerar en avkapad längd av en bana enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BEsKRwNmG Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Såsom kan ses i fig 1 innefattar anordningen fór golvuppvärmning enligt föreliggande uppfinning en tunn, böj lig, elektriskt ledande termoplastisk bana l som förvaras ihoprullad för att vid installering under ett golv rullas ut och delas upp i ett antal längder. Banans material är mycket segt och därmed tål banan stor mekanisk belastning.

I fig 2 illustreras banan l, enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning, i tvärsnitt, vilken innefattar en elektriskt ledande kärna 2 av en delkristallin polymer med ett elektriskt ledande fyllmedel, såsom kimrök. Den delkristallina polymeren är någon av de tidigare nämnda, varvid plastomerer är ett samlingsnamn för en familj av homogena, etenalfaolefinpolymerer framställda med metallocenkatalysatorer. Företrädesvis används kimrök (sot) som elektriskt ledande fyllmedel.

Det finns ett stort antal kimrökstyper som kan användas. Beroende av vilken typ av kimrök som används erfordras olika halter för att uppnå rätt volymresistivitet vid 20 °C och avsedd så kallad PT C-karaktäristik, det vill säga så att det elektriskt ledande banmaterialets volymresistivitet ökar med ökad temperatur, vilket medför att resistansen i golvvärmningsanordningen ökar, vilket i sin tur medför att effekten sjmiker och därmed också temperaturen i golvvärmeanordningen. srs an 5 utefter badade 1 kanter 3 är rrädrrknende ererdredef 4 inbäddade 1 kramen 2, åtminstone en utefter varje kant 3. Företrädesvis är elektroden 4 en förtennad koppartråd eller kopparwire. .

Utanpå banans 1 elektriskt ledande kärna 2 är ett heltäckande elektriskt isolerande skikt 5 anordnat. Olika länder kan ha olika krav på minsta erforderliga tjocklek på ett elektriskt isolerande lager kring elektriskt ledande produkter. För att bibehålla banans l smidighet om ett tjockt lager krävs kan ett tunnare skikt 5 anordnas på. den ledande kärnan 2 och vid installation kan ett extra, löst anordnat, skikt 6 anordnas ovanpå och under banan 1.

Ur diagrammet i fig 3 kan man exempelvis utläsa att volyrnresistiviteten i ett material för 60 W/mz vid en temperatur av 20 °C är ungefär 700 Qom men så hög som ungefär 1200 Qcm vid en temperatur av 30 °C.

Vid kompoundering av den delkristallina polymeren och det elektriskt ledande fyllrnedlet tillsätts företrädesvis även små mängder antioxidanter som ger den färdiga blandningen och därmed anordningen enligt uppfmningen goda långtidsegenskaper.

Golvvärmeanordningen bör vara tunn så att golvet inte byggs upp för högt, vilket medför att problem uppstår med exempelvis användningen av befintliga trösklar.

Kärnans tjocklek bör ligga inom 0,5-2 mm och företrädesvis omkring lmm.

En andra utföringsform av golvvärmeanordningen enligt föreliggande uppfinning skiljer sig enbart fiån den tidigare beskrivna utföringsformen genom att genomgående urtagningar 10 är upptagna i banan 1. Såsom kan ses i fig 4 visas tre exempel, dvs tvärgående slitsar som i det närmaste sträcker sig hela avståndet mellan elektroderna 4, två tvärgående slitsar som är inriktade med varandra, vilka tillsammans i det närmaste sträcker sig hela avståndet mellan elektroderna 4 eller ett antal mindre urtagningar med exempelvis rektangulär eller cirkulär form i rader vinkelräta mot banans utsträckning. Givetvis kan dessa urtagningar ^ 10 dock ha vilken form som helst men bör vara smala i banans utsträckning och anordnas i rader vinkelräta mot banans utsträckning så att störa strömöverföringen mellan elektroderna så lite som möjligt. Urtagningarna 10 är till fördel om banan l ska gjutas in i undergolvet, varvid betong- eller klinkersfix I tränger in mellan urtagningarna 10 så att banan l fixeras på plats. De motverkar även att viss buckling av banan sker vid tillverkningen. Givetvis bör de upptagna urtagningamas 10 kanter isoleras. r o v o nu oo För att installera ett värmegolv med hjälp av föreliggande uppfinning mäts undergolvet upp och ett antal längder av banan l kapas upp så att undergolvet väsentligen täcks då banlängderna monteras sida vid sida. Se fig 1 och 5. De kapade ändytorna 7 isoleras elektriskt medelst anordnande av isoleringstejp 8 eller dylikt över de kapade ändytoma 7. Vid ena ändkanten 7, företrädesvis vid samma kant av golvet för alla banlängderna, friläggs elektrodändarna 9, varefter banlängderna monteras sida vid sida, ej överlappande, på det företrädesvis isolerade undergolvet. Varje banlängd parallellkopplas till nätspänning, varvid varj e inkoppling av elektrodändarna 9 givetvis måste isoleras. Därefter kan extra isolering, stegljudsdämpande material, utfyllnadsmaterial och/eller dylikt anordnas innan golvet läggs ovanpå. Enligt en variant av den uppfinningsenliga anordningen är en cellplast av en tjocklek av 1-5 mm anordnad på banans undersida, exempelvis genom limning, lör att erhålla isolering mot undergolvet och öka stegljudsdämpningen.

Om en elektromagnetisk avskärmning av de vid drift av värmegolvet uppkomna elektromagnetiska fälten önskas kan exempelvis en metallfolie, såsom aluminiurnfolie, anordnas mellan golvvärmeanordningen enligt uppfinningen och golvet som läggs ovanpå. Metallfolien kopplas till jord. Enligt en annan variant av den uppfinningsenliga anordningen är metallfolien anordnad på banans övre sida, exempelvis genom limning med företrädesvis ett lim som medger avdragning så att änden kan förslutas med isolertejp eller dylikt.

Avslutningsvis kommer ett konkret exempel att illustreras, vilket ej ska ses som en inskränkning av skyddsomfånget, utan enbart som en möjlig utföringsform av många olika tänkbara uttöringsformer som ryms inom patentkravets 1 skyddsomfång. En tänkbar golvvärmeanordning enligt föreliggande uppfinning innefattar en elektriskt ledande kärna av den delkristallina polymeren etenbutylakrylat (EBA) med 17 % butylalcrylat (BA) som matris, vilken polymer har en kristallin smältpunkt vid c:a 95 °C. I denna delkristallina polymer är c:a 36-40 viktprocent kimrök av typen N774 inblandad för att erhålla en elektrisk ledande förmåga i materialet och så kallade PTC-egenskaper. i p Den elektriskt ledade kärnan har en tjocklek av 1 mm och en bredd av 38 cm. Ett utanpåliggande elektriskt isolerande skikt koextruderas med den elektriskt ledande kärnan till en tjocklek av 0,4 mm på vardera sidan om den elektriskt ledande kärnan. Det elektriskt isolerande skiktet innefattar ett inre skikt av etenetenalaylatpolymer (EEA) med 12% etenakrylathalt och ett yttre skikt av ~ v v . nu 518 m 7 polyester samt krita som elektriskt isolerande fyllmedel i det inre isolerande skiktet av EEA. Två trådlilmande elektroder, en utefter var sidokant av banan, är inbäddade i den elektriskt ledande kärnan. Elektrodernas tvärsnittsarea är cza 0,5 mmz. Även antioxidanter är tillsatta. Ovanpå golvvärmeanordning är en aluminíumfolie anordnad och undertill är cellplast anordnad.

Claims (10)

s 1 s 872 išf-:Ifêïššš PATENTKRAV

1. Anordning fór golvuppvärmning innefattande en böjlig, elektriskt ledande, termoplastisk bana (1), avsedd för uppdelning i längder och montering av dessa längder sida vid sida under ett golv och försedd med åtminstone två elektroder (4) anordnade utefter varsin sidokant (3) av banan (1), till vilka elektroder (4) en ström är kopplingsbar, varvid strömmen leds genom anordningen, vilken värms upp och avger värme och van/id banan (1) innefattar en materialsamrnansättning vars volymresistivitet ökar vid ökning av materialsamrnansättningens temperatur, kännetecknad av att ~ _ elektrodema (4) trådliknande och att materialsammansättningen innefattar endast en delkristallin polymer; varvid det delkristallina materialet är etenetenakiylatpolymer (EEA), etenbutylalaylatpolymer (EBA), etenmetylalcrylatpolymer (EMA), etenvinylacetatpolymer (EVA) eller en så ._ kallad plastomer, vars kristallina smältpunkt överstiger anordningens normala drifttemperattirer men understiger 99 °C och vars mjukningstemperattir (V icat) liggeri intervallet 45-70 °C, och ett elektriskt ledande fyllmedel, vilket medför att anordningen kan drivas med nätspänning och att materialsammansättningens volyrnresistivitet ökar kraftigt redan vid temperaturer under 30 °C, varvid anordningen är sj älvreglerande med avseende på temperatur och effekt i för golvuppvärmning normala drifttemperatiirer.

2. Anordning enligt patentkrav 1, van/id den kristallina smältpunkten ligger i intervallet 75-99 °C och företrädesvis i intervallet 80-96 °C.

3. Anordning enligt patentkrav l eller 2, i vilken det dellqistallina materialet är en sampolymer.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, i vilken det elektriskt ledande fyllmedlet år kimrök.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, i vilken banan (1) år försedd med ett heltäckande elektriskt isolerande skikt (5).

6. Anordning enligt patentkrav 5; i vilken det elektriskt isolerande skiktet (5) är koextruderat med den elektriskt ledande banan (1, 2).

7. Anordning enligt något av patentkrav 4-6, i vilken elektriskt isolerande fyllmedel är tillsatt det isolerande skiktet (5). 518 372

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, i vilken banan (1) försedd med genomgående urtagníngar (10).

9. Anordning enligt patentkrav 8, i vilken de genomgående urtagnirigarna (10) är i form av slitsar eller rektangulära eller cirkulära

10. Anordning enligt patentkrav 8 eller 9, i vilken de genomgående urtagningarna (10) är elektriskt isolerade utefter sina kanter.