Heizplatten zur Wand- und Deckenmontage

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Heizplatten


Die Heizplatte gehört in die Klasse der Elektroheizungen, welche mit Wärmestrahlung den Raum heizen. Hierhinter verbirgt sich das Prinzip, das generell jeder kennt, da auch von der Sonne die Strahlungswärme entstammt. Diese wird als besonders angenehm von den Menschen empfunden. Anders als bei den meisten klassischen Heizkörpern erwärmt sich dabei nicht die Umgebungsluft, weshalb stets wieder Staub aufgewirbelt wird.
Die Art des Heizens mit Platten wärmt die Objekte der Umgebung. Diese geben danach ebenfalls die Wärme ab, wenn die Heizung schon abgeschaltet ist.
Die Heizplatte ist ein schlanker, eleganter und elektrischer Heizkörper welcher dank des Designs und der Abmessungen in jeden Raum passt. Sehr gut ist diese Platte zum Beheizen des Schlafzimmers, des Dachbodens, des Wohnzimmers, oder des Hobby-Raums geeignet.

Die Heizplatte ist andererseits ein wichtiges Laborgerät in der Chemie sowie in der Biologie. Diese werden benutzt, um Gefäße zu erwärmen. Dazu gehören Heizbäder, Bechergläser oder Kolben. Es gibt dabei einfache Heizplatten, die wie eine Herdplatte funktionieren und solche mit einem Magnetrührer. Letztere erlauben die Nutzung eines magnetischen Stäbchens zum Rühren, welcher auch als Magnet- oder Rührfisch bezeichnet wird.


Eine Heizplatte für das Labor ist ein generelles Gerät, welches für das Heizen mit genauen Temperaturen angewandt wird. Als Heizgeräte für das Labor finden die elektrischen Heizplatten ihre Verwendung in den Laboratorien der Industrie, der Forschung, in Instituten von Produktionsbetrieben und in Universitäten. Heizplatten sind professionelle Geräte der Temperiertechnik, um unterschiedliche Laborgefäße, beispielsweise Bechergläser, Heizbäder, Erlenmeyerkolben, Rund- oder Destillationskolben, zu erwärmen. Eine einfache Platte mit einer Heizfläche ähnelt einer Herdplatte eines Küchen- bzw. Kochherds mit einem rundlichen Heizfeld. Heizplatten mit einem Magnetrührer werden dabei als Heizrührer bezeichnet. Diese erlauben die Anwendung von magnetischen Rührstäbchen, zum Umlagern der beheizten Flüssigkeit und der besseren Wärmeverteilung.

Wie funktionieren Heizplatten?


Die Heizplatte gehört zu den Elektroheizungen. Dies bedeutet, dass aus elektrischer Energie thermische wird. So wandelt eine Heizplatte den elektrischen Strom in Lichtenergie im Infrarotbereich um. Diese wird auch als elektromagnetische Strahlung bezeichnet und ist langwelliges Licht. Dabei liegt die Wellenlänge im Bereich von 50.000 bis 1.000.000 Nanometern. Dieses Lichtspektrum ist für das menschliche Auge allerdings nicht sichtbar. Das generelle Prinzip der Heizplatte ist einfach. Dabei ist der Hauptakteur ein Leiter, welcher von der elektrischen Energie durchgedrungen wird. Hier bildet sich ein großer Widerstand, welcher auch als Heizwiderstand bezeichnet wird. Er bewirkt, dass sich die Leitung erwärmt und die thermische Energie freigesetzt wird.

Für die Leistung einer solchen Heizung ist der Widerstand besonders wichtig. Hierbei ist vor allem auf den Widerstandswert zu achten, welcher vom Material des Leiters er Heizung abhängig, und auch von dessen Länge und Durchmesser abhängig ist. Außerdem spielt der Stromdurchfluss eine entscheidende Rolle. Dieser wird von der angelegten Spannung beeinflusst und sollte daher den Herstellerangaben entsprechend. Ansonsten kann es schlimmstenfalls dazu kommen, dass der Leiter aufschmilzt.

Die Heizplatte kann als Raumheizung verwendet werden, die im Betrieb elektrischen Strom nutzt. Dieser erzeugt aus elektrischer Energie Lichtenergie. In diesem Fall handelt es sich um elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich des Lichtspektrums. Dieses langwellige Licht einer Wellenlänge von 50.000 bis 1.000.000 in Nanometern der Heizplatte, ist die C-Strahlung, welche für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Diese liegt direkt oberhalb des sichtbaren Lichts. Zudem wurde eine solche Infrarotheizung einst für das Gebiet der Raumfahrt entwickelt.

Beim Heizen mit einer Heizplatte ist zu beachten, dass die beheizten Zimmer zwischendurch nicht allzu stark abkühlen. Dies ist die sogenannte Nachtabsenkung, da ein erneutes Aufheizen besonders viel Energie benötigt. Dies ist besser, als die Heizplatte beim Verlassen des Gebäudes aus oder zu weit herunterzudrehen Somit wird ein stationäres Temperaturniveau erzielt, indem die Heizungstemperatur einmal eingestellt dann so belassen wird. Hierbei kann er Nutzer bekanntermaßen 19 Grad Celsius ansteuern, weil jene 19 Grad Celsius einer Heizplatte wie 20 bis 21 Grad Celsius Heizwärme empfunden werden.


Der Aufbau einer Heizplatte


Die Bestandteile einer Heizplatte sind recht überschaubar. Generell, und dies verrät schon der Name, bestehen solche Geräte aus beschichteten Platten. Hierbei sind die Materialien je nach Hersteller und Verwendungsgebiet besonders unterschiedlich. Diese reichen von Epoxit-Harz über pulverbeschichteten Stahl bis zu Naturstein. Hier entscheidet, welche Konstellationen in dem zu beheizenden Zimmer herrschen. So ist zum Beispiel eine Infrarotheizung im Badezimmer einer hohen Luftfeuchtigkeit exponiert. Hier kann es vor allem häufiger zu Spritzwasser kommen. Entsprechend muss hierfür ein besonderes Material zur Anwendung kommen.


Generell gibt es zwei Platten an der Vorder- sowie der Rückseite. Hierzwischen befindet sich bei jeder Infrarotheizplatte die thermische Isolation und der Leiter für die Heizwärme selbst. Eine Isolationsschicht ist nötig, damit die Wärme vor allem nur in eine Richtung abgegeben werden kann, nämlich in das Zimmer. Der Heizleiter bzw. die Heizschicht kann genauso aus verschiedenen Materialien bestehen. Oftmals verwenden die Hersteller Edelstahl- oder Karbonfasern, welche in Kunststoff eingebettet sind. Elektrisch isolierte Heizleitungen werden dabei häufig als Heizelemente eingesetzt, welche in Nuten über die vollständig zur Verfügung stehende Fläche mäander- oder spiralförmig in kleineren Abständen verlegt werden. Die eingebauten Leitungen sind je nach Bedarf und Nenntemperatur mit Silikon, Textilglas, PTFE oder Quarzglas elektrisch isoliert. Durch die hohe Flexibilität können zudem die Bereiche und die Ecken von Durchführungen in die Heizung einbezogen werden. Bei der Anwendung von mineralisolierten Leitungen aus Edelstahl ist eine Nutzung der Heizplatte auch im Vakuum möglich. Die Wahl des Plattenmaterials richtet sich nach dem jeweiligen Einsatz. Sehr gut geeignet ist Aluminium, aber es können zudem auch andere Materialien wie Stahl, Buntmetalle oder Edelstahl eingesetzt werden.

Eine typische Infrarotheizplatte ist ein Bauteil aus mehreren je nach Fabrikant variierenden Schichten verschiedener Materialien. Die Vorder- und die Rückseite bilden zum Beispiel Heizplatten aus Exposit-Harz, Aluminium oder pulverbeschichtetem Stahl. Naturstein ist ebenfalls möglich. Zwischen der vorderen und der Rückplatte ist ein Schichtsystem aus Platten mit Nano-Silberzellen, Kupfer-Zellen und einer Isolierschicht zu finden. Ein besonderes Kohlefasergewebe, beispielsweise Karbon-Graphite-Polyimide, ist für die Umwandlung der Elektroenergie in Infrarotstrahlung verantwortlich. Die Infrarotplatte wird an eine Steckdose direkt angeschlossen.

Die vordere Seite der Heizplatte heizt sich je nach Rohstoff auf etwa 85 bis 100 Grad auf. Je größer der Anteil der erzeugten Strahlung ist, umso angenehmer und effizienter arbeitet die Infrarotheizplatte. Die Hersteller werben hierbei mit Anteilen von nahezu 100 Prozent, da diese die Heizplatten so erstellen, dass diese wegen der isolierenden Schicht rückseitig lediglich noch minimal die Strahlung an die Umgebung abgeben, sodass fast alle Strahlen in das Zimmer gehen, was beheizt werden soll.

Moderne Ausführungen von Infrarotheizplatten kommen mittlerweile sogar als Spiegel oder Bilder daher. Bild- oder Spiegelheizungen dienen dem Zimmer daher nicht nur als Spender von Wärme, sondern gleichzeitig als dekoratives Element. Spiegelheizplatten haben außerdem den Vorteil, nicht zu beschlagen, wenn sie in Betrieb sind und dies macht sie für die Verwendung in Bädern fast perfekt.


Die Vorteile von Heizplatten


Heizplatten haben eine Reihe an Vorteilen. Einer der größten ist die Sofortwärme. Normale Heizungen arbeiten, indem sie die Luft im Zimmer erwärmen. Über diese überträgt sich die Wärme zudem an die Personen im Zimmer. Daher dauert es auch einige Minuten nach dem Anschalten der Anlage, bis die Personen die Wärme auch wirklich verspüren. Infrarotheizplatten mit Bild dagegen funktionieren nach einem anderen Prinzip. Diese strahlen gleich nach dem Anschalten die Strahlung aus. Diese durchdringt die Luft erwärmt lediglich die Objekte und vor allem die Personen im Zimmer. Diese haben dann sofort nach dem Anschalten die wohlige Wärme zur Verfügung.

Generell zeichnet sich eine Infrarotheizplatte wie eine andere Elektroheizung durch die flexible Verwendung aus. Denn bis auf den Stromanschluss sind keine anderen Voraussetzungen zu gewährleisten. Es müssen dabei weder Versorgungsleitungen verlegt werden noch wird Platz für die Lagerung von Brennstoffen oder für die Speicherung der Wärme benötigt. Außerdem ist eine solche Infrarotheizung frei von jeglichen Abgasen. Zudem gibt es Infrarotheizplatten inzwischen in unterschiedlichen Ausführungen. Zur Auswahl stehen zum Beispiel die Tafelheizungen.

Die Montage der Heizplatten ist zumeist ebenfalls sehr einfach. Zugleich ist sie im Gegensatz zu anderen Heizsystemen sehr günstig in der Anschaffung. Allerdings bietet eine Infrarotheizplatte keine Alternative zu einer zentralen Heizung, die zusätzlich zur Warmwasseraufbereitung verwendet wird. Ihr Das ist in aller Regel ein einzelnes Zimmer.


Infrarotheizplatten eignen sich vor allem als zusätzliche Heizung und für einen kurzzeitigen Betrieb. Ansonsten müssen muss mit etwas erhöhten Betriebskosten gerechnet werden. Strom kostet im Gegensatz zu Erdöl, Gas oder Pellets etwas mehr. Hier liegt der aktuelle Preis bei etwa 32 Cent je Kilowattstunde (Stand 01/2021).

Die Nachteile der Heizplatten sind eine geringere Energieeffizienz und der damit etwas erhöhte Kostenfaktor. Der Strom muss unter beachtlichen Verlusten hergestellt werden und ist keine Primärenergie, sondern ein bereits veredeltes Produkt. Bei einem hohen Strompreis im Vergleich zu anderen Energieträgern in Deutschland ist dies der Hauptnachteil der Heizplatten.


Der praktische Einsatz einer Heizplatte



Infrarotheizplatten werden als Decken- oder Wandheizung sowie als freistehende Heizkörper im Handel angeboten. Funktionell ausgerichtete Modelle wie für die Bautrocknung bestehen aus metallenen Körpern mit internen Reflektoren. Im privaten Haushalt und für den gestalterischen Einsatz sind Stein- und Metallplatten erhältlich. Außerdem können Designobjekte mit Detektoren aus Bildern erworben werden. Natursteinheizkörper wie Marmorheizungen bringen eine leichte Speicherfähigkeit für die Wärme mit, welche den dauerhaften Effekt verlängert.


Die Bedeutung der Konvektions- und Strahlungswärme bei Heizplatten


Strahlungswärme ist jene Wärme, die aufgeheizte Körper wie Kachelöfen oder Infrarotheizplatten im langwelligen Heizspektrum ausstrahlen. Solche Wärmestrahlen erwärmen nicht die Umgebungsluft, sondern Körper, auf welche sie treffen, zum Beispiel Möbel, Menschen oder Wände. Diese absorbieren das Licht zum Teil und wandeln dieses in Wärme um. Die auf diese Weise erwärmten Gegenstände oder Körper geben die Wärme an den Raum ab und erwärmen diesen ohne eine unangenehme Zirkulation der Luft. Der Raum wird dann gleichmäßig warm. Dieser reflektierte Teil der Infrarotstrahlung trifft auf andere Gegenstände und Körper im Zimmer und erwärmt diese. Charakteristisch für mit Infrarotplatten beheizte Zimmer sind die Hüllflächen, also Boden, Wände und Decke. Diese sind wärmer als die Luft im Raum und dienen als Speicher für die Wärme.

Solange die Wärme, welche abgestrahlt wird, milde ist, empfinden Menschen diese als sehr angenehm, denn sie vermag es, in die Haut vorzudringen. Die Strahlungswärme der Infrarotheizplatte ist jener Wärme der Sonne oder von Feuer sehr ähnlich. Im Vergleich zu den Heizstrahlern erwärmen Umluftheizgeräte, die hauptsächlich nach dem Konvektionsprinzip arbeiten, vor allem die Umgebungsluft. Die kalte Raumluft am Boden heizt sich an den warmen Oberflächen der Heizung auf und steigt dementsprechend nach oben. Dies ist die Luftumwälzung. Eine Strömung der Wärme entsteht, welche sich stetig durch das Zimmer bewegt. Diese wirbelt den Staub auf, trocknet die Luft im Raum und wird von den Menschen längst nicht als so angenehm empfunden wie die Wärme, die durch Strahlung entsteht. Diesen vor allem Allergiker störenden Effekt des Luftverwirbelns verstärken die Systeme, welche nicht nur die eigentümliche Konvektion nutzen. Dies ist die Wärmeübertragung durch Teilchen von wärmer nach kalt. Dies erzwingt zusätzlich die Konvektion, etwa mit Gebläse. Wegen der ungleichmäßigen Wärmeverteilung im Zimmer leistet die Konvektionsheizung der Bildung von Schimmel oft Vorschub.


Fazit


Elektroheizplatten bieten generell viele Vorteile. Diese werden in einem Sandwich aufgebaut: Als Grundlage dafür dienen Aluminiumbleche, welche mit einem Leitersystem ausgerüstet sind. Durch den niedrigen Heizleiterabstand innerhalb der Heizplatten ist eine sehr gute Verteilung der Temperatur gegeben. Dieser modulare Plattenaufbau bietet die Möglichkeit unterschiedliche Leistungen pro Quadratmeter zu realisieren. In Abhängigkeit von der Spezifikation werden verschiedene Bleche miteinander verklebt, verschraubt oder vernietet. Je nach Prozess werden Vakuum- oder Luftsysteme verwendet. Für die gleichmäßige Wärmeverteilung werden Platten in regelbare Zonen eingeteilt. Hierbei sind Bauhöhen ab 6 Millimetern möglich.