ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, электротермии, а именно к конструкциям лучистых электрических обогревателей предназначенных для электрообогрева помещений.
Уровень техники.
Известен электрический обогреватель Verlys Evolution фирмы "Noirot" в котором в качестве источника тепла используется, прикрепленный с обратной стороны лицевой панели, теплоизлучающий элемент, а в качестве нагревательного элемента используется, специально разработанный, цельнолитой нагревательный элемент RX-Silence PLUS. Этот нагревательный элемент представляет собой нихромовую нить, запрессованную в мельчайший магниевый порошок, и находится в цельнолитом монометаллическом корпусе с оребрением. (См. http://www.noirot.ru/catalogue/electrical-heaters/Verlys-Evolution).
Основным недостатком данной конструкции является то, что между теплоизлучающим элементом и нагревательным элементом присутствует
воздушная прослойка, существенно снижающая долю ИК-излучения в суммарном электронагреве.
Известен пленочный электронагреватель, содержащий плоский меандровой формы резистивный нагревающий и излучающий элемент из фольги в виде непрерывной ленты из прецизионного токопроводящего материала, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, отличающийся тем, что он снабжен излучающим элементом в виде алюминиевой фольги, установленной между внешней электроизоляционной пленкой и резистивным нагревающим и излучающим элементом и отделенной от резистивного нагревающего и излучающего элемента дополнительно введенной электроизолирующей пленкой толщиной не более 30 мкм, причем расстояние между соседним краями параллельных полос резистивного нагревающего и излучающего элемента составляет 20-100 мм. (См. RU 2321188 С1 04.12.2006 г.)
В представленной конструкции теплопередача между нагревателем и теплоизлучающим элементом из тонкой алюминиевой фольги, значительно улучшена за счет непосредственного теплового контакта через электроизолирующую пленку толщиной не более 30 мкм. Причем резистивный элемент выполняет основную функцию как средство подогрева металлической фольги, а как средство излучения является лишь дополнительным.
Недостатком этого нагревателя является то, что толщина материала теплоизлучающего элемента очень мала (~15 мкм), а расстояние между
токопроводящими дорожками резистивного элемента значительное (~20-100 мм), что в совокупности существенно ухудшает равномерность разогрева излучающей поверхности (разброс температур ~1,5°С).
Известен электрообогреватель, включающий плиту в качестве корпуса, закрепленный на ней с помощью термостойкого слоя пластиковый непроволочный нагревательный элемент, с тыльной стороны которого установлена защитная панель, выводы коммутации, размещенные в поперечном просвете между двумя частями резистивного слоя нагревательного элемента, отличающийся тем, что он содержит термовыключатель и крепежные элементы, указанная плита выполнена мраморной, защитная панель - гипсоволоконной, в качестве термостойкого слоя использован силиконовый слой, выводы коммутации и термовыключатель размещены в поперечном просвете между двумя частями нагревательного элемента по центру электрообогревателя и установлены в распределительной коробке, а крепежные элементы, не имеющие сквозного выхода своих частей на лицевую сторону мраморной плиты, размещены в просветах гипсоволоконной плиты и нагревательного элемента электрообогревателя, причем крепежные элементы электрообогревателя в местах их установки закреплены эпоксидным составом. (См. RU 2248504 С1 09.06.2003 г.) (прототип)
Основным недостатком этой конструкции является наличие между излучающей ИК-матрицей (мраморной плитой) и нагревательным элементом слоя силиконового клея, который существенно ухудшает теплопередачу от нагревательного элемента к мраморной плите. Кроме того, для эффективной
теплоизоляции толщина защитной гипсоволоконной панели должна быть значительной (по крайней мере, соизмеримой с толщиной мраморной плиты), что существенно увеличивает как вес, так и габариты конструкции.
Раскрытие полезной модели.
Технический результат, который достигается с помощью предлагаемой полезной модели, прежде всего, сводится к уменьшению теплопотерь при передаче тепла от резистивного нагревательного слоя к излучающей поверхности за счет того, что резистивный слой наносится непосредственно на излучающую поверхность, т.е. теплоизлучающий элемент и нагревательный элемент изготовлены в виде неразъемного моноблока. Это, в свою очередь, позволяет снизить температуру резистивного нагревательного элемента (при той же температуре на излучающей поверхности), а, соответственно, увеличить его долговечность. Кроме того, наличие в теплоизоляционной панели вертикальных воздушных каналов позволяет более эффективно использовать тепло, излучаемое в сторону ограждающих поверхностей обогреваемого помещения, а также существенно снизить вес и толщину обогревателя.
Вся совокупность существенных признаков формулы обеспечила создание эффективного электрообогревателя, имеющего повышенную теплоотдачу, надежность и долговечность.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 - дан электрообогреватель, поперечный разрез (вид сверху):
1 - теплоизлучающая панель, 2 - нагревательный резистивный элемент, 3 - изолирующая пленка, 4 - защитная теплоизоляционная панель с вертикальными каналами.
На фигуре 2 - дан электрообогреватель, график распределения температуры по высоте защитной теплоизоляционной панели электронагревателя полученный на экспериментальном макете:
1 - с вертикальными воздушными каналами, 2 - без каналов.
ок
тп
0
Т - температура ограждающих конструкций, Т - температура теплоизлучающего элемента, h - высота электронагревателя.
Материал теплоизоляционной панели - поликарбонат толщиной 8 мм.
Осуществление полезной модели.
В заявляемом устройстве электрообогреватель состоит из теплоизлучающей панели (поз.1 фиг.1), служащей корпусом обогревателя, на которую с тыльной стороны методом толстопленочной технологии нанесен нагревательный резистивный элемент (поз.2 фиг.1). Нагревательный элемент закрыт изолирующей пленкой (поз.3 фиг.1). Поверх изолирующей пленки закреплена защитная теплоизоляционная панель с вертикальными каналами
(поз.4 фиг.1), в которой также смонтированы коммутационные элементы электронагревателя.
Электрообогреватель работает следующим образом. Напряжение питания через коммутирующие элементы подается на концы дорожек нагревательного резистивного элемента. Резистивная дорожка определенного омического сопротивления, имеющая непосредственный тепловой контакт с теплоизлучающей панелью, преобразует электрическую энергию в тепло и нагревает теплоизлучающую панель до требуемой температуры (~85°С). Лицевая поверхность теплоизлучающей панели начинает равномерно излучать в ПК-диапазоне. Благодаря применению толстопленочной технологии в предлагаемом решении удалось избежать тепловых потерь при передаче тепла от нагревательного резистивного элемента к теплоизлучающей панели и, поэтому, разница между температурой нагревательного резистивного элемента и температурой тыльной стороны теплоизлучающей панели не превышает 1°С. При использовании в качестве теплоизлучающей панели мраморной плиты толщиной ~10 мм максимальный разброс температуры по лицевой поверхности электрообогревателя не превышает 0,5°С.
Изолирующая пленка (поз.3 фиг.1), расположенная между моноблоком (теплоизлучающий элемент и нагревательный элемент) и защитной теплоизоляционной панелью предотвращает попадание на резистивный нагревательный элемент воздуха и, соответственно, увеличивает ресурс электрообогревателя.
В предлагаемом решении защитная теплоизоляционная панель изготовлена с вертикально расположенными воздушными каналами (фиг.1), что, как видно из графика (фиг.2) приводит к существенному снижению тепловых потерь, а, соответственно, и к снижению потребления электроэнергии.
При монтаже предлагаемого электрообогревателя необходимо обеспечить свободный доступ воздуха обогреваемого помещения к верхней и нижней части устройства.