Beheizbares Bodensystem

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1 Beheizbares Bodensystem

2 BEHEIZBARES BODENSYSTEM Das neue elektrisch beheizte Fußbodensystem wurde von den Firmen Metawell und Winkler gemeinsam entwickelt und mit großem Erfolg auf der Messe InnoTrans 2010 in Berlin vorgestellt. Die Grundlage für das Heizsystem bilden eine Aluminium Sandwichplatte und ein elektrisches Heizkabel, das in diese Platte intergriert ist. Querschnitt durch eine Metawell -Platte Die Metawell -Sandwichplatte besteht aus zwei Aluminium Deckblechen, zwischen den ein wellenförmiges Kernmaterial aus einem dünnen Aluminiumblech angeordnet ist. Das Heizkabel wird mäanderförmig in die Wellenkanäle der Sandwichplatte verlegt und durch die Deckbleche optimal vor Reibung, Druck und scharfen Gegenständen geschützt. Somit besteht bei diesem System im Gegensatz zu Systemen mit Heizfolien keine Gefahr von Hotspots. Anordnung des Heizkabels in einer Metawell -Bodenplatte Der Aufbau des speziell für diese Anwendung entwickelten Kabels minimiert die Gefahr von Unterbrechungen und Wackelkontakten. Der Heizleiter wird spiralförmig auf einen Träger aus Glasseide gewickelt. Dadurch können Dehnungen problemlos aufgefangen werden, ohne dass der Heizleiter durch Zug beansprucht wird. Dank dem Metallgeflecht, das als Abschirmung und Erdung dient, und der zusätzlichen Silikonummantelung des Kabels mit der optimalen Anpassung an die Wellengeometrie der Metawell -Platte ist ein hoher Schutz gegen Vibration gewährleistet. Eine muffenlose elektrische Anschlusstechnik verhindert kritische Kontaktstellen im Bereich der Verbindung Kaltleiter / Heizleiter. Außenmantel Silikon Metallgeflecht Isolation Silikon eheiz ng Glasseide mit spiralisiertem Heizleiter Die Leistung der beheizbaren Fußbodenplatte kann entweder durch das Heizkabel selbst, die Spannung oder durch die Dichte der Kabelverlegung in der Platte beeinflusst werden. Bei der üblichen elektrischen Spannung (230/400 V) kann eine Leistung zwischen 200 und 600 W/m² erreicht werden. BV /07 2

3 BEHEIZBARES BODENSYSTEM Bodenplatte ohne Belag Bodenplatte mit Belag Wärmebild einer beheizten Bodenplatte mit und ohne Bodenbelag Die Integration des Heizkabels ins Innere des Sandwichs ermöglicht einen besseren Wärmefluss als z. B. bei den unterhalb des Sandwichs angeordneten Heizfolien. Außerdem besteht keine Gefahr des Lösens des Heizmittels von der Bodenplatte. Die Anschlusskabel werden durch die Plattenabschluss-Profile zur Seite geführt (wahlweise auf eine Wagenseite, oder auch auf beide Wagenseiten). Die elektrischen Anschlüsse können problemlos in zugängliche Bereiche gelegt werden. Die Plattenabschluss-Profile können je nach Wunsch als Plattenstoß mit integrierten Aluminium-Profien für einstellbaren Toleranzausgleich oder auch als Klick-System für eine schnelle Montage ausgeführt werden. Metawell -Sandwichplatten sind ein bewährtes Material für Bodenanwendungen im Schienenfahrzeugbau und ermöglichen durch ihre hohe Biegesteifigkeit eine entscheidende Gewichtseinsparung gegenüber Bodensystemen z. B. aus Holz. Das Gesamtgewicht der beheizten Bodenplatte inklusive Klick-Profilsystem beträgt abhängig von den Abmessungen und dem Kabelverlauf zwischen 9 und 11 kg pro m². Die Position der Auflager (z. B. Gummielemente) unter der Bodenplatte ist unabhängig von der elektrischen Heizung, weil diese durch das untere Deckblech geschützt ist. Eine nachträgliche Bearbeitung der Bodenplatte, z. B., Einbringen von Durchbrüchen etc., ist zwischen den einzelnen Kabeln problemlos möglich, da die Kabel in fest definierten Bereichen verlaufen. Bodenplatte mit integriertem Heizkabel und Abschlussprofilen (CAD-Modell) Mit diesem Heizsystem besteht auch die Möglichkeit, den Boden nur optional zu beheizen. Statik, Geometrie (Bauraum) und Auflager sind unabhängig vom Heizsystem und werden durch die Fußbodenplatte bestimmt. Beheizte und unbeheizte Bodenelemente sind bis auf das Heizkabel baugleich und können beliebig miteinander kombiniert werden. Selbstverständlich kann dieses Heizsystem auch als Wand- oder Deckenheizung ausgeführt werden. Kabelführung durch die Profile (CAD-Modell) BV /07 3

4 BEHEIZBARES BODENSYSTEM Te e at T Bild 1. Aufheizen der Platte ohne Bodenbelag T1 - Messung auf der Oberfläche T2 - Messung in der Platte Te e at T Bild 2. Aufheizen der Platte mit Bodenbelag T1 - Messung auf der Oberfläche T2 - Messung in der Platte Te e at T eit t in eit t in T1 T eit t in T2 T2 T1H T1K T2H T2K Um das Verhalten des Heizsystem beurteilen zu können, wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Folgende Rahmenbedingungen sind bei allen Tests eingehalten worden: Heizleistung 350 W/m 2 Raumtemperatur 23 C Temperatur wurde auf der Oberfläche und im Inneren der Platte gemessen Es wurden keine Randprofile eingebaut Abstand zur Unterkonstruktion ca. 50 mm, die Wärme konnte nach unten abstrahlen Als Bodenbelag wurde Kautschuk-Belag für Schienenfahrzeuge mit der Stärke von 2,5 mm ausgewählt Testverlauf: 1. Aufheizen der Bodenplatte ohne Belag von der Raumtemperatur bis zur Stabilisierung der Temperaturwerte (stationäre Endtemperaturen). 2. Aufheizen der Platte mit Bodenbelag von der Raumtemperatur bis zur Stabilisierung der Temperaturwerte Bei diesen beiden Versuchen ist eine Temperaturerhöhung von ca. 26 K gegenüber Raumtemperatur erreicht worden. Der Aufheizprozess dauerte ca. 1 Std. 3. Regelkreislauf zwischen 35 C und 40 C durch wechselndes Ein-und Ausschalten der Heizung In diesem Versuch wurde ein Prozessablauf simuliert, so wie er in dem Anwendungsfall stattfindet. Beim Erreichen des maximal zulässigen Wertes (hier 40 C) wurde die Bodenheizung abgeschaltet und bei 35 C wieder eingeschaltet, so dass das System einen Zyklus durchläuft. Bei allen Versuchen hat sich die Bodenfläche gleichmäßig erwärmt, Temperaturdifferenz bei der Messung an den verschiedenen Punkten auf der Oberfläche betrug nicht mehr als 2, ebenso wie der Unterschied zwischen Messwerten im Platteninneren und auf der Oberfläche. Die Fühler zur Temperaturregelung können in der Platte integriert werden. Die Tests zeigen, dass das Bodenheizsystem Metawell-Winkler eine stabile, gleichmäßige und gut regulierbare Bodenerwärmung ermöglicht. Hinweis: in diesem Versuch wurde das allgemeine Verhalten der Bodenheizung getestet. Für einen konkreten Anwendungsfall mit stark abweichenden Randbedingungen empfehlen wir zusätzliche Versuche unter der Berücksichtigung der tatsächlichen Rahmenparameter. Bild 3. Regelkreislauf zwischen 35 C und 40 C T1H, T2H - Aufheizphase T1K, T2K - Abkühlphase BV /07 4

5 Beheizbares Bodensystem Das Heizsystem ist wartungsfrei. Leistung: bei 230/400 V sind zwischen 200 und 350 W/m² möglich. Das Gesamtgewicht inklusive Klick-Profilsystem: zwischen 9 und 11 kg/m². Das System wurde in einem Rütteltest nach EN geprüft (simulierte Lebensdauerprüfung, Kategorie 1, Klasse A). Brandzulassungen: Bodensystem inklusive Heizkabel und Bodenbelag aus Kautschuk mit einer Stärke von ca. 2,5 mm: geprüft nach DIN :2009 (ISO :2007 (Toxizität) und ISO :2002 (Brandverhalten)) Heizkabel: geprüft nach CEN/TS :2009 (DIN EN 50305:2002, EN :2005, DIN EN :2005) Metawell -Platte: geprüft nach DIN :2009 (ISO :2007 und DIN 54837:2007), CEN/TS :2009 BV /07 5

6 ANHANG Anhang Datenblatt Metawell Alu hl hl / H11,5 Datenblatt Heizkabel WKTRAIL1-230XX BV /07 6

7 Datenblatt Sehr steife und tragfähige Platte Material Alu Bezeichnung hl hl / H11,5 Deckblech Sichtseite Blechstärke 1,0 mm Oberfläche geprimert (haftlackbeschichtet) Legierung und Zustand EN AW-5754 H48 Streckgrenze R p0,2 [N/mm 2 ] 220 Zugfestigkeit R m [N/mm 2 ] 280 Deckblech Rückseite Blechstärke 1,0 mm Oberfläche geprimert (haftlackbeschichtet) Legierung und Zustand EN AW-5754 H48 Streckgrenze R p0,2 [N/mm 2 ] 220 Zugfestigkeit R m [N/mm 2 ] 280 Abmessungen Gesamtdicke [mm]* 11,5 ± 0,2 Standardbreite [mm]* /+6 (4) Standardlänge [mm]* /+6 * andere Abmessungen auf Anfrage Mechanische und physikalische Eigenschaften (7) Gewicht [kg/m 2 ] 7,2 Biegesteifigkeit [Nmm 2 /mm] (2) E. I/b, längs / quer 5,1 E+6 / 3,5 E+6 Biegemoment [Nmm/mm] (2) Grenze Elastizität M el, längs / quer / 900 Maximales Moment M max, längs / quer / Druckfestigkeit [N/mm 2 ] (3) 3,75 Temperaturbereich (6) -40 bis 100 C Zulassungen / Zertifikate auf Anfrage Alu hl hl / H11,5 (1) High Durable Polyester (HDP) im Bandlackier-Verfahren (Coil-coating) Andere Farben und Lackierungen auf Anfrage (2) Biegeprüfung bei Raumtemperatur in Anlehnung an DIN Abhängig vom Wellenverlauf erfolgt die Prüfung in Richtung längs: Biegeachse senkrecht zum Wellenkamm quer: Biegeachse parallel zum Wellenkamm (3) Druckprüfung bei Raumtemperatur in Anlehnung an DIN (4) Randversatz der Deckbleche max. 5 mm (5) Mit der Schlagschere abgelängt (6) Andere Temperaturbereiche auf Anfrage (7) Zusätzliche Kennwerte teilen wir auf Anfrage gerne mit Produktdatenblatt Alu hl hl / H11,

8 Your heating solution! Heizkabel für Bahnanwendungen in SeamLess Technology Serie WKS WKTRAIL1-230XX Aufbau Außenmantel Silikon Metallgeflecht Isolation Silikon Beheizung mit spiralisiertem Heizleiter Glasseide Eigenschaften und Vorteile + Robuster Aufbau mit hochwertigen Isolationsmaterialien (Silikon) + Spiralisierter Heizleiter, keine Längsausdehnung bei Erwärmung, hohe Flexibilität + Muffenlose Verbindungstechnik zwischen Heizleiter und Kaltende + Lange Lebensdauer, hohe Zuverlässigkeit + Vibrationstest gemäß DIN EN Brandschutz geprüft gemäß CEN/TS SeamLess Technology Tageslichtfotografie des Kabels Kaltende Übergangszone Heizleiter Thermografie Теchnische Daten Heizkabel WKTRAIL1 zul. Betriebstemperatur max. 150 C zul. Umgebungstemperatur -50 bis +80 C Betriebsspannung max. 800V AC/DC Prüfspannung V AC Leistung max. 40 W/m* Länge min. 1m, max. 50m Schutzart IP68 Außendurchmesser 5 mm Biegeradius min. 25 mm Gewicht 50 g/m Bodenplatte ohne Belag Bodenplatte mit Belag *andere Leistungen auf Anfrage Winkler GmbH Englerstrasse 24 D Heidelberg Tel.: Fax: sales@winkler.eu

9 Produktbereich Verkehrstechnik D Neuburg / Donau Schleifmühlweg 31 info@metawell.com Telefon (08431) Telefax (08431) zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 BV /07 Beheiztes Bodensystem