Wie funktioniert die Kohlefolienheizung?

Die Firma LARX s.r.o. installiert moderne und effiziente Fußbodenheizungen mit elektrischen Heizkohlefolien – LARX-Kohlefolien. Aufgrund der vielen Fragen und falschen Vorstellungen, die in der Öffentlichkeit weit verbreitet sind, haben wir uns entschlossen, für unsere Kunden einen leicht verständlichen technischen Artikel darüber zu schreiben, wie Strahlungsheizungen, Kohlenstofffolien und Heizungssteuerungen tatsächlich funktionieren.

Drei Arten der Wärmeverteilung im Raum

Konduktion („Vedení“) – auf diese Weise breitet sich Wärme innerhalb von Materialien oder zwischen sich berührenden Materialien aus. Wärme bewegt sich durch die Atome eines Materials, sie stoßen auf andere, die sich ebenfalls bewegen, und die Wärme breitet sich lawinenartig aus. Dadurch wird zum Beispiel das Wasser im Wasserkocher wärmer und die Tasse, in die wir es einfüllen, wärmer.

Strömung (Konvektion – „konvekce“) – diese Ausbreitung findet nur bei Gasen und Flüssigkeiten statt. Wärme breitet sich einfach aus, indem Materialien von erhitzter Luft oder heißem Wasser „berührt“ werden.

Strahlung („sálání“) – die einzige Erwärmungsart, die unabhängig vom Medium oder Material ist. Es handelt sich um eine reine Form der Energieausbreitung in Form von Infrarotlicht, das für den Menschen unsichtbar ist, aber z. B. von einer Wärmebildkamera wahrgenommen wird. Diese breitet sich am besten in einem Vakuum aus, aber auch Luft kann sie nicht aufhalten. So gelangt z.B. die Wärme der Sonne zu uns.

Alle Gegenstände um uns herum haben eine bestimmte Temperatur, und verlieren ständig wärme an ihre Umgebung. Wenn wir sie nicht warm halten, werden sie kalt. Sie können auf alle drei oben genannten Arten Wärme verlieren. Dies kann zum Beispiel durch eine Tasse mit heißem Tee auf einem Tisch gesehen werden. Wenn die Tasse den Tisch berührt, wird die Wärme auf die Tischplatte übertragen und die Tischplatte wird heißer. Aus der Tasse steigt Dampf auf, der die Luft im Raum erwärmen kann. Weitere Wärme wird durch Strahlung verbreitet.

Alle heißen Oberflächen, die nichts berühren, strahlen Wärme in Form von Infrarotstrahlung ab. Deshalb spüren wir, wenn sie heiß ist, wenn wir die Hand auch nur in ihrer Nähe halten. Es geht keine Wärme verloren, und wie bereits erwähnt, strahlen alle Materialien Wärme ab. Daher strahlt auch die Tischplatte, die sich durch die Tasse erwärmt, die gewonnene Wärme ab.

Kohlefolie und Strahlungswärme

Genau so funktionieren Kohlefolienheizungen. Die Folie ist eine Wärmequelle, die Strom mit einem Wirkungsgrad von fast 100 % in Wärme umwandelt (aus 100 Watt zugeführtem Strom werden 99 Watt Wärme gewonnen). Er erwärmt sich und bringt so Wärme in den Raum. Er ist in der Bodenstruktur verborgen und berührt auf beiden Seiten andere feste Materialien, so dass die gesamte Wärme der einzelnen Heizfolien durch den Kanal verteilt wird.

Sie breitet sich sowohl nach oben als auch nach unten aus, aber da es unten eine Wärmedämmung gibt und oben nicht, gelangt verhältnismäßig viel mehr Wärme nach oben. Nach oben hin erwärmt sich der gesamte Fußbodenaufbau und die Wärme erreicht die oberste Schicht, z. B. einen Laminatboden. Letztere hat eine große Oberfläche und ist nicht abgedeckt, so dass sich die Wärme durch Strahlung weiter in den Raum ausbreitet. Das ist die Essenz der Strahlungsheizung mit Kohlefolie. Ähnlich wie wenn man die Hand auf eine heiße Tasse legt und die Wärme spürt, erwärmt die Strahlungswärme des Fußbodens die Decke, die Wände und alle Gegenstände im Raum, einschließlich der Menschen, und sie spüren eine angenehme Wärme.

Die Strahlungsheizung mit Carbon-Heizfolien hat gegenüber der herkömmlichen Strahlungsheizung den Vorteil, dass man den Raum nur auf eine niedrigere Temperatur aufheizen muss, um die gleiche Wohlfühltemperatur zu erreichen. Wir können den Raumthermostat ein oder zwei Grad niedriger einstellen als wir es gewohnt sind, Komfort und Gemütlichkeit bleiben erhalten, aber wir sparen Heizkosten.

Kohlefolie und andere Möglichkeiten der Wärmeverteilung 

Um ganz genau zu sein, wird die Strahlungswärme des Fußbodens einen Großteil der Wärme verbreiten, aber gleichzeitig wird die Luft, die den Fußboden berührt, in geringerem Maße durch Konduktion erwärmt, und die Konvektion verteilt diese warme Luft im Raum. Der Wärmeanteil der Strahlungsheizung beträgt 55 % bei Fußbodenheizungen und bis zu 80 % bei Deckenheizungen. Die restliche Wärme wird durch Konduktion und Konvektion verteilt, aber sie verteilt sich auch im Raum.

Heizung mit elektrischen Heizfolien

Elektroheizungen sind nicht nur in Wohngebäuden üblich. Elektrizität ist nur ein Energieträger, die eigentliche Wärmeabgabe an den Raum kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Heizungsanlage kann einen Elektrokessel als Wärmequelle haben, in dem das Heizungswasser erwärmt wird. Dies ist eine Methode der Zentralheizung, bei der Wasser zur Verteilung der Wärme verwendet wird. Bei der Übertragung von Wärme zwischen den verschiedenen Trägern (Strom, Gas, Wasser) treten Verluste auf. Die Kohlefolienheizung ist jedoch ein lokales System und funktioniert nach dem Prinzip der direkten Umwandlung von Strom in Wärme. Dadurch entfällt ein zusätzlicher Verlustträger und die Energieumwandlung findet direkt dort statt, wo die Wärme benötigt wird.

Kohlenstoff ist kein Metall. Strahlung, entsteht, wenn elektrischer Strom durch metallische Leiter fließt. Kohlenstofffolien enthalten vernachlässigbare Mengen an metallischen Bestandteilen, so dass die Smogbildung minimal ist. Vor allem im Vergleich zu Heizkabeln oder -matten, die metallisch sind und daher die Smogbildung im Raum deutlich höher ist. Unser LARX Smart Heating System hat die strengsten europäischen Zertifizierungen für den Betrieb in Wohnräumen.

Akkumulation und Beton

Für die Verlegung der Heizfolie im Boden gibt es zwei Möglichkeiten. Wenn wir ein Wohnzimmer mit Laminat-, Vinyl- usw. Fußboden haben, können wir die LARX-Kohlefolie direkt unter dem Boden verlegen. So kann die Heizung auf Temperaturschwankungen reagieren und schnell in Betrieb genommen werden, aber es kann nicht jeder Bodenbelag verwendet werden. Dies ist der direkte Heizmodus.

Wenn Sie bei der Wahl des Bodens freie Hand haben wollen oder wenn Feuchtigkeit im Raum ist, besteht die Lösung darin, die langlebige LARX-Kohlefolie zu verwenden und sie unter einem Beton- oder Anhydritestrich zu verlegen. Die langlebige LARX-Kohlefolie übertrifft diese Art der Verlegung – sie wurde für die Entwicklung und den industriellen Einsatz entwickelt und wird die normale Lebensdauer des Gebäudes überdauern. Die Heizung arbeitet im Halbakkumulationsmodus, die Heizungssteuerung und der Hochlauf sind etwas langsamer, aber der warme Fußboden hält länger an, nachdem die Heizung ausgeschaltet wurde. Es ist auch möglich, Carbonfolie mit einer höheren Leistung pro Quadratmeter zu verwenden.

In jedem Fall ist die gelieferte Energiemenge (kWh) im direkten Heizbetrieb und im Halbspeichermodus ungefähr gleich. Die Verluste hängen nicht von der Art der Heizung ab, sondern von den Wärmeverlusten des Hauses oder des Raumes.

LARX-Kohlefolien können auch für Deckenheizungen in Gipskartondecken verwendet werden.

Konstruktion der Kohleheizfolie

Elektrokohle-Heizfolien sind sehr dünn, mit einer Dicke von bis zu 1 mm. Der tragende Teil besteht aus zwei geklebten Streifen, zwischen denen sich das eigentliche Widerstandsheizelement befindet, das aus einer Kohlenstoffpaste besteht, die mit Hilfe der CNT-Technologie (Kohlenstoff-Nanoröhren) aufgebracht wird. Diese Paste wird durch Pressen von feinem Kohlestaub hergestellt, der z. B. als Farbstoff für Druckfarben verwendet wird. Auch das Aufbringen von CNT auf einen PET-Streifen ähnelt einem Druckverfahren. Die Leistung wird durch das Verhältnis von Kohlenstoff zu Graphit in der Paste beeinflusst. Die Heizbänder sind parallel über die Länge des Bandes angeordnet.

An beiden Längskanten der Kohlenstofffolie befinden sich Kupferstreifen, die die einzelnen Kohlenstoffstreifen miteinander verbinden. Um die Leitfähigkeit zwischen Kupfer und Kohlenstoff zu verbessern, wird eine leitfähige Silberpaste zwischen den beiden aufgetragen. Die Stromkabel sind mit diesen Leisten durch Schleifen verbunden und werden wiederum, meist parallel, angeschlossen. Es ist notwendig, die Enden der Folien und alle Verbindungen sorgfältig zu isolieren und dann alles mit einer schützenden und isolierenden PE-Folie abzudecken.

Der Vorteil gegenüber einer Warmwasser-Fußbodenheizung ist die gleichmäßige Temperatur über der gesamten Länge der Folie.

Die langlebige LARX-Kohlefolie funktioniert nach demselben Prinzip, ist aber anders konstruiert und für den Einsatz in rauen Umgebungen verbessert. Er ist zum Einbetonieren bestimmt und hat eine einzigartige doppelte Laminierung.

Wenn Sie weitere Fragen zu LARX Carbonfolien haben, kontaktieren Sie uns!