НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нагревательному устройству, которое может быть применено в системах вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха, может устанавливаться в воздуховодах и использоваться для подогрева подаваемого в помещения воздуха.
Из уровня техники известен нагреватель для газового потока, раскрытый в патенте на полезную модель DE 102010033310, опубликованный 09.02.2012, МПК B60H1/22, B60N2/56, H05B3/50, в котором применяются нагревательные PTC элементы, расположенные между радиаторами. Сам нагреватель выполнен цилиндрической формы, при этом радиаторы выполнены полукруглого профиля, а имеют более сложную структуру. Нагревательные элементы соединены с прямоугольными радиаторами, а те, в свою очередь, охвачены радиаторами, внешняя поверхность которых выполнена цилиндрической.
Недостатком известного нагревателя является недостаточный уровень передачи тепла от радиаторов к проходящему через них газовому потоку, а также невозможность устанавливать нагреватель в воздуховоды любого профиля и размера.
Из уровня техники известно нагревательное устройство, раскрытое в патенте на полезную модель DE 202015001148, опубликованном 19.05.2016, МПК H05B3/50 (далее Д1). Данный устройство выбрано в качестве ближайшего аналога заявленного технического решения. Известное нагревательное устройство выполнено модульным. Каждый модуль имеет нагревательный элемент, расположенный между пластинчатыми радиаторами, выполненными прямоугольной формы. В качестве нагревательного элемента применяется керамические PTC элементы. Внешняя форма нагревательного модуля обусловливается формой радиаторов. Внешняя поверхность радиаторов снабжена крепежными элементами для соединения отдельных модулей между собой для получения нагревателя необходимого размера. Крепежные элементы расположены аксиально симметрично на противоположных сторонах радиаторов. Радиаторы могут быть выполнены из алюминия.
Недостатком наиболее близкого аналога является трудность изготовления радиаторов по причине малого расстояния между отдельными ребрами радиатора и общих малых габаритов отдельно взятого радиатора (длина одного радиатора около 12 см, а расстояние между отдельными ребрами около 3 мм). Также недостатком является  недостаточная скорость и эффективность передачи тепла радиаторами от нагревательного элемента к проходящему через них потоку воздуха.
Техническая проблема, на разрешение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в создании нагревательного устройства с высокой эффективностью теплопередачи и простого в изготовлении.
Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в повышении технологичности с одновременным увеличением площади теплоотдачи.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что нагревательное устройство содержит нагревательный элемент, заключенный между металлическими профилями и выполненный с возможностью передачи тепла посредством металлических профилей потоку воздуха, проходящему через указанные профили, при этом в поперечном сечении каждый металлический профиль представляет собой прямоугольник, длинные стороны которого дополнительно соединены перемычками, а перемычки выполнены в виде двусторонних ребристых радиаторов, ребра которых направлены вдоль направления прохождения потока воздуха через металлические профили.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах реализации нагревательного устройства.
Металлические профили могут быть выполнены из алюминия.
Металлически профили на внешней поверхности могут быть снабжены средствами крепления, выполненными с возможностью соединения со средствами крепления другого металлического профиля такого же нагревательного устройства.
В одном из вариантов осуществления нагревательный элемент может быть позисторным нагревательным элементом.
Расстояние между перемычками предпочтительно лежит в диапазоне от 5 до 20 мм.
Расстояние между ребрами радиаторов лежит в диапазоне от 5 до 20 мм.
За счет того, что в заявленном нагревательном устройстве перемычки выполнены в виде двусторонних ребристых радиаторов, ребра которых направлены вдоль направления прохождения потока воздуха через металлические профили, возникает необходимость увеличения расстояния между перемычками по сравнению с их плоским исполнением. Разреженное расположение перемычек в свою очередь приводит к а) снижению сопротивления потоку проходящего воздуха, а, следовательно, потребуется меньше мощности от источника подачи воздуха и он будет меньше изнашиваться, б) снижению шума во время прохождения потока воздуха через нагревательное устройство, в) упрощению производства таких металлических профилей, а, следовательно, и нагревательного устройства. Таким образом, раскрытое исполнение перемычек металлических профилей обеспечивает технологичность нагревательного устройства. Одновременно с этим, наличие рёбер на перемычках позволяет существенно увеличить площадь поверхности, через которую осуществляется теплопередача, что приводит к повышению теплоотдачи.
Выполнение профилей из алюминия обусловлено его высоким коэффициентом теплопередачи.
Наличие средств крепления позволяет соединять несколько нагревательных устройств вместе, тем самым решая вопрос установки нагревательных устройств в вентиляционные трубы любого поперечного сечения и размера.
Применение позисторного нагревательного элемента обусловлено его малой инерционностью, простотой регулировки нагрева и возможностью быстрого нагрева, т.е. с таким нагревательным элементом обеспечивается быстрая подача воздуха необходимой температуры, высокая пожаробезопасность и простота эксплуатации.
Далее настоящая полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен общий вид нагревательного устройства.
Нагревательное устройство, показанное на чертеже, включает позисторный нагревательный элемент (1), заключенный между двумя металлическими профилями (2). В поперечном сечении каждый металлический профиль (2) представляет собой прямоугольник, длинные стороны которого дополнительно соединены перемычками (3). Перемычки (3) выполнены в виде двусторонних ребристых радиаторов, ребра (4) которых направлены вдоль направления прохождения потока воздуха через металлические профили (2). На внешней поверхности металлических профилей (2) присутствуют средства крепления (5), предназначенные для соединения со средствами крепления (5) другого металлического профиля (2) такого же нагревательного устройства. Расстояние между перемычками (3) предпочтительно лежит в диапазоне от 5 до 20 мм. Расстояние между ребрами (4) радиаторов лежит в диапазоне от 5 до 20 мм.
Предложенное нагревательное устройство работает следующим образом. В воздуховод системы вентиляции, воздушного отопления или кондиционирования воздуха предварительно устанавливается одно или несколько заявленных нагревательных устройств. На позисторный нагревательный элемент (1) нагревательного устройства подается управляющий сигнал, обеспечивающий его нагрев. Тепло от нагревательного элемента (1) передается алюминиевым профилям (2), через каналы между перемычками (3) которых проходит подаваемый в помещение воздух. Тепло выделяемое по всей поверхности перемычек (3) и рёбер (4) профилей (2) передается проходящему потоку воздуха и нагретый до нужной температуры воздух поступает в помещение.