Fachartikel, Oktober 2021

KOHPA® therm – Die dünnste und leichteste Flächenheizung der Welt

Aufgrund langjähriger Forschungen und industrieller Produktionen von Kohlestofffaserpapieren mit unterschiedlichen Carbon-Gehalten, war es notwendig, ein Maß hinsichtlich der elektrischen Reaktionen zu finden, dass das Projekt in die Lage versetzt, eine Flächenheizung zu erzeugen, die den Praxisverhältnissen gerecht wird. Papiere mit verschiedenen Carbon-Gehalten wiesen differenzierte elektrische Widerstände auf. Die Gesamtuntersuchungen zeigen, dass die elektrischen Leitwerte durch minimalste Carbon-Gehaltsänderungen variieren. Während der industriellen Kohlestofffaserpapierherstellung verlangt dieses Phänomen eine äußerst präzise Dosierung und kontrollierte Dispergierung der Kohlestofffasern.

Flächen-Heizung

Entsprechend aller Forschungsergebnisse war es möglich, ein Rechenprogramm zu entwickeln, mit dem man die Bedingungen für Spezialeinsätze bestimmen und Variationen kalkulieren kann. Zum Einsatz kommen ausschließlich Sekundär-Kohlestofffasern. Im Zuge der Elektromobilität wird dieses Papier eine Zukunft haben, da die flächenbezogene Heizleistung geringeren Strombedarf als die bisher Eingesetzten aufweist.

Die dünnste und leichteste Flächenheizung aus elektrisch leitendem Papier

Die Neuartigkeit dieses stromleitenden Carbon-Papieres, mit einer Flächenmasse von nur 80 g/m² und einer äußerst geringen Dicke von 0,20-0,22 mm, stellt die dünnste und leichteste  Flächenheizung dar. Unzählige Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Wärmeabgabe bestehen bei einfachen Einsätzen im Gebäude, aber auch an schwer zugänglichen Stellen oder bei komplexen Formen. Die praktische Anwendbarkeit zeichnet sich durch den äußerst geringen Platzbedarf, die gute Formbarkeit und eine absolute Dimensionsstabilität aus. Es ergeben sich geringe Investitionskosten. Die Wirtschaftlichkeit zeigt sich, gegenüber konventionellen Heizsystemen, positiv durch die erreichte Strahlungswärme. Es werden Heizkosten gesenkt, dies bedeutet Energieeinsparung. Bei einer Temperaturerhöhung von 35 °C ist eine elektrische Leistung von 150 W/m² erforderlich. Das Carbon-Papier ist mit einer eigenen Photovoltaikanlage in Kombination mit Stromspeicher kompatibel, wodurch ein hoher Eigenständigkeitsgrad erreicht werden kann. Ein positiver Gesundheitsaspekt bietet sich dem Allergiker, in dem durch Strahlungswärme geringster Hausstaubumlauf gegenüber einer konventionellen Heizung im Raum besteht. Zur Bekämpfung von Schimmelbildung wird das patentierte Kohlenstofffaser-Papier eingesetzt, in dem der Taupunkt durch eine separate Temperatur-Regelung  zwischen 16-18°C verdrängt wird. Der Vorteil bei diesem System ergibt sich durch die gleichmäßige, flächige elektrische Stromverteilung, Formstabilität und Einsatzmöglichkeiten wie z.B.: Decken-, Wand- Fußbodenheizungen, Caravan- und Wohnmobil-Fußbodenheizung, Schreibtisch- und Tischheizung u. v. m. im Niedervoltbereich zwischen 24 bis 48 V. Wird das Papier durch Löcher oder Risse beschädigt, so leidet eine Stromführung nicht. Die verhältnismäßige Verteilung wird beibehalten. Das Carbon-Papier kann wasserfest ausgerüstet werden. Eine Nassverformung, unterschiedliche Saugfähigkeitsgrade sowie gezielte Luftdurchlässigkeitswerte sind nach entsprechenden Anforderungen einstellbar. Das Material kann wie gewöhnliches Papier, aber bei absoluter Dimensionsstabilität, behandelt und verarbeitet werden.

Dem Nachhaltigkeitsgedanken folgend

Strahlungswärme mit hoher Strahlungsdichte (keine Konvektionswärme) sorgt für gleichmäßige Erwärmung von Objekten und man erhält ein natürliches Wohlfühlklima (Kachelofen-Effekt). Höhere Wirtschaftlichkeit durch geringere Oberflächentemperaturen (Strahlungswärme 35°C) als bei Konvektionswärme (Heizkörper 55°C).
Zusätzlich wird durch den Einsatz von Sekundär-Kohlenstofffasern der Nachhaltigkeitsgedanke erfüllt.

Europäisches Patent Nr. EP 2848734 B1
Papiergefüge und dessen Herstellung im Nassverfahren aus Carbonfasern

Europäisches Patent Nr. EP 2770104 B1
Elektrisch leitendes Papiergefüge

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