Электрический тепловентилятор (тепловая пушка) для монтажа натяжных потолков

Полезная модель относится к электронагревательным приборам и предназначено для монтажа натяжных потолков из ПВХ пленки или других подобных материалов.
Тепловая пушка разогревает поверхность поливинилхлоридной (ПВХ) пленки или другого подобного материала, создавая условия для ее растяжения, обеспечивает и поддерживает необходимый уровень температур в ходе  установки натяжного потолка, пресекает оседание конденсата на плите перекрытия в процессе фиксации полотна. Когда пленка будет полностью закреплена в багетах, тепловая пушка выключается. При остывании полотно начинает уменьшаться по площади. При попытках съежиться в первоначальное состояние, пленка натягивается, создавая упругое и прочное покрытие. Нагревательное устройство необходимо и для демонтажа натяжных конструкций. Нередко создается ситуация, когда нужно открепить все покрытие либо его участок. Например, при замене электрической проводки, труб либо затоплении квартиры соседями. При комнатной температуре извлечь полотно из креплений вы не сможете, так как натяжение пленки слишком сильное. Поэтому демонтаж полотна происходит при тех же условиях, что и его установка – помещение и пленка предварительно прогреваются.
Любая тепловая пушка, если рассматривать обычные строительные образцы стандартной мощности, имеет довольно тривиальную и повторяющуюся с минимальными отличиями между моделями конструкцию. Состоит она из цилиндрического или прямоугольного корпуса, в котором располагается вентилятор, нагревательный элемент и блок контроля.
2
Корпус вытянут в одной из плоскостей, почему собственно пушку так и называют. За счет такой формы вентилятору удается сконцентрировать воздушные массы в нужной точке. Чем длиннее пушка и уже ее выход, тем точнее она будет. Впрочем, воздух после попадания в цель все равно рассеивается по комнате и прогревает ее полностью, так что не стоит обращать на эту особенность слишком много внимания. Внутри корпуса находится вентилятор. Вентилятор может быть как небольшим, так и очень крупным. От мощности вентилятора зависит то, какой рабочий объем этот инструмент может потянуть. Строители рекомендуют исходить из условий, что на 1м площади нужно минимум 100Вт мощности.
В газовом образце есть вентилятор и продолговатый корпус, а в качестве нагревателя выступает газовая горелка. Пушку подключают к отдельному источнику газа либо заправляют предварительно. С газом всегда работать опасно, да и вес у них приличный. Электрические тепловые пушки нуждаются исключительно в открытой розетке, меньше весят и намного удобнее, когда нужно перемещаться с места на место.
Электрические тепловые пушки работают по тому же принципу, но в качестве нагревателя у них выступает один или несколько мощных ТЭНов.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) нами выбрана электрическая тепловая пушка, представленная на сайте http://domikarkas.ru/inzhenernye-raboty/otoplenie/teplovaya-pushka-dlya-natyazhnyh-potolkov-harakteristiki-i-osobennosti-ispolzovaniya.html, предназначенная для монтажа натяжных потолков. Электрическая тепловая пушка отличается незамысловатой конструкцией и проста в применении. Такое оборудование для натяжных потолков напоминает обычный фен, но с более крупными габаритами и мощностью. Внутри прибора установлены электронагреватели, через которые вентилятор прогоняет воздушные потоки.
Недостатки известной тепловой пушки состоят в том, что:
1. В этих тепловых пушках, как и в других, использующих стандартные трубчатые электронагреватели (ТЭНы), присутствуют значительные тепловые потери, прежде всего за счет конструкции самих ТЭНов: резистивная проволока, непосредственно являющаяся источником нагрева, находится внутри металлической трубки, являющейся одновременно и корпусом (оболочкой) нагревательного элемента (ТЭНа), и теплоизлучателем. Между резистивной проволокой и оболочкой ТЭНа находится теплопроводная керамическая набивка, на нагрев массы которой также расходуется значительное количество тепла. Применение принудительного обдува ТЭНов направленным воздушным потоком, как, например, это делается в классических тепловых пушках, приводит к резкому охлаждению поверхности ТЭНа, которое происходит намного быстрее, чем процесс компенсации данной потери температуры от внутреннего источника тепла (резистивной проволоки) ввиду относительно высокой тепловой инерции конструкции ТЭНа из-за присутствия в нем вышеописанных тепловых потерь. Тем самым создается определенное ограничение максимального уровня температуры поверхности ТЭНа (и, соответственно, ограничивается и общая мощность тепловой энергии, снимаемой и отдаваемой наружу при обдуве ТЭНа вентилятором), которая потенциально могла бы быть существенно выше при отсутствии вышеуказанных тепловых потерь.
2. Низкая пространственная концентрация тепловыделяющих центров (спиралей и витков резистивной проволоки ТЭНа) и, как следствие, низкая аккумуляция тепловой энергии за счет особенностей трубчатой конструкции ТЭНа: обычно геометрия нагревательных элементов, выполненных на базе ТЭНов, представляет собой либо простую спиралевидную форму, либо её различные производные – решетки, дуги, рамки, и т.п. Данные особенности конструкции ТЭНа, в которой резистивная проволока, являющаяся источником тепла, находится внутри металлической оболочки (трубки), набитой теплопроводным керамическим электроизоляционным материалом, не позволяют производить намотку витков нагревателя вплотную друг к другу, и тем более выполнять многослойную намотку, что существенно ограничивает возможности повышения поверхностной температуры ТЭНа и аккумуляцию его тепловой энергии.
3. Вышеописанная инерционность передачи тепла от источника (резистивной проволоки) до теплоизлучающей поверхности ТЭНа приводит к повышенной тепловой нагрузке на резистивную проволоку за счет её нахождения в теплопроводной керамической набивке, которая одновременно частично является и тепловым экраном для резистивной проволоки. В результате этого, особенно в случае отсутствия принудительного обдува ТЭНа воздушным потоком, происходит преждевременное разрушение материала резистивного элемента (перегорание ТЭНа).
Таким образом, другим существенным недостатком тепловых пушек, использующих стандартные ТЭНы, является сокращение их срока службы-эксплуатации в применении в условиях спокойного воздуха.
Для увеличения общей тепловой мощности в тепловых пушках, использующих стандартные ТЭНы, компенсацию тепловых потерь производят либо методом увеличения количества ТЭНов, либо увеличением мощности самих ТЭНов, либо и того, и другого. Данные методы увеличения тепловой мощности приводят одновременно к двум негативным последствиям: увеличению размеров и массы устройств, и существенному увеличению потребляемой электрической энергии и, как следствие, дополнительным экономическим потерям для пользователя.
Задача полезной модели: разработка эффективного, безопасного и надежного электрического тепловентилятора (тепловой пушки), позволяющего подключиться к бытовой розеточной сети и провести работу по монтажу натяжного потолка при существенном увеличении температуры воздуха.
Технический результат достигается тем, что
электрический тепловентилятор (тепловая пушка) для монтажа натяжных потолков включает корпус, вентилятор, нагреватель. В качестве нагревателя используются сквозные электронагревательные сопла (ЭНС). Имеются пластинчатые рассекатели в виде металлических пластин, закрепленных под углом 60° относительно друг друга. В диффузорах зоны нагрева поверх пластинчатых рассекателей установлены металлические сетки-рассеиватели, имеются, по меньшей мере, два шнура питания.
Диффузор вентилятора 2, корпус и фланцы изготовлены из диэлектрического материала - полиэтилена низкого давления (ПНД).
Полезная модель поясняется иллюстрацией.
На Фиг.1 показано конструкция заявляемого устройства в разрезе, где:
1 – вентилятор, 2 – диффузор вентилятора (ПНД), 3 - сквозные электронагревательные сопла (ЭНС), 4 – сетки-рассеиватели, 5 - пластинчатые рассекатели, 6 –зоны нагрева с диффузорами, 7 – подставка, 8 – панель управления, включающая органы управления и индикации (переключатели режимов вентилятора и нагревателей), 9 - наружный основной кожух (ПНД), 10 - наружный примыкающий кожух, 11 – воздухозаборная решетка, 12 – воздуховыпускная решетка, 13- передний фланец (ПНД), 14- задний фланец (ПНД), 15 -  ручка для переноски.
Устройство работает следующим образом. Воздушный поток, втянутый вентилятором 1 через воздухозаборную решетку 11 в диффузор вентилятора 2, попадает в диффузоры зоны нагрева 6. Электронагревательные элементы представляют собой электронагревательные сопла (ЭНС) 3, выполненные в виде спирали резистивной проволоки, покрытой собственной диэлектрической теплопроводной оболочкой и намотанной многослойно с плотным прилеганием витков и обмоток друг к другу на сквозное цилиндрическое сопло, покрытое слоем кремнеземной ткани и изготовленное из тонкостенного листового металла с высокой теплопроводностью. Они имеют форму сквозных цилиндров и расположены внутри диффузоров зоны нагрева 6 равномерно по внутреннему периметру диффузоров зоны нагрева 6 и ориентированы продольно потоку воздуха. Проходя через внутреннюю и наружную поверхности сквозных электронагревательных сопел (ЭНС) 3, воздух нагревается. На наружном кожухе 9 расположены органы управления и индикации 8, а во внутреннем кожухе размещены диффузоры зоны нагрева 6 с ЭНС 3 и диффузор вентилятора 2, изготовленный из ПНД.
Пластинчатые рассекатели 5 представляют собой металлические пластины, расположенные под углом 60° относительно друг друга, пересекающиеся между собой в центре диаметра диффузора вентилятора 2 и диффузоров зоны нагрева 6, закрепленные своими краями к радиусу диффузоров с помощью вытяжных заклепок. Пластинчатые рассекатели 5 предназначены для того, чтобы перевести турбулентный поток воздуха, исходящий от вентилятора 1, в ламинарный прямой поток нагретого воздуха, направленный к выходу из пушки. Пластинчатые рассекатели 5 дополнительно выполняют функцию крепления нагревателей ЭНС 3 от смещения при механической вибрации и от ударов при транспортировке и эксплуатации.
В диффузорах зоны нагрева 6 поверх пластинчатых рассекателей 5 устанавливаются металлические сетки-рассеиватели 4, которые, в свою очередь, обеспечивают более равномерное распределение потока воздуха, а также теплосъём с нагревателей ЭНС 3. С целью уменьшения теплопотерь поверхность диффузоров зоны нагрева 6 покрыта теплоизолирующим волокном.
Используется система, по меньшей мере, из 3-х пластинчатых рассекателей 5, и, по меньшей мере, из 2-х из сеток-рассеивателей 4.
Для переноски тепловентилятора используется ручка 15, защищенная от перегрева теплоизоляционным материалом.
Диффузор вентилятора 2, корпус и фланцы изготовлены из диэлектрического материала - полиэтилена низкого давления (ПНД). Таким образом, панель управления 8 с ручкой для переноски 15 диэлектролизованы за счет крепления к диффузору вентилятора 2 и корпуса из ПНД. А это дополнительная диэлектрика для безопасной работы, поскольку инструмент ручной.
На всех остальных электрических и газовых пушках эти элементы изготавливаются из окрашенного металла.
Сквозная конструкция ЭНС 3 позволяет осуществлять теплосъем проходящим через них воздушным потоком как с внутренней, так и с наружной поверхностей сопла.
Равномерное расположение сквозных цилиндрических нагревательных сопел ЭНС 3 и их продольная ориентация относительно оси корпуса устройства позволяют достичь полный обдув нагнетаемым вентилятором 1 воздухом как внутренней, так и внешней поверхностей ЭНС 3, тем самым обеспечивая максимальный съем тепла и его передачу в наружное пространство.
Для подключения одного тепловентилятора мощностью более 3,5 кВт к бытовой розеточной сети предусмотрено два и более шнуров питания, которые включаются в разные бытовые розетки, которые, в свою очередь, запитаны от разных групп (автоматических выключателей) в щите электропитания квартир. Такое решение позволяет не превышать допустимые токи в бытовых розетках (не более 16А) и обеспечить потребляемую мощность. Таким образом, используя разные группы розеток в сети 220В/16А, которые, в свою очередь, подключены на раздельные автоматические выключатели сети 220В/ 16А, можно подключить электрическую тепловую пушку, общая мощность которой составляет 10,5 кВт, 48А.
Совокупность вышеуказанных конструктивных особенностей разработанных тепловых пушек и применяемых в них электронагревательных сопел ЭНС, включая сквозную конструкцию электронагревательных сопел ЭНС, их оптимальную цилиндрическую геометрию и продольное равномерное расположение внутри цилиндрических диффузоров с обеспечением минимизации тепловых потерь, в том числе, за счет высокой плотности и многослойности исполнения обмоток резистивной проволоки, позволяют достичь существенное увеличение температуры воздуха по сравнению со стандартными трубчатыми электронагревателями (ТЭНами).
Работать с электрическими тепловыми пушками просто, удобно и безопасно. Достаточно разместить тепловую пушку в нужном месте,  включить в розетку и направить в рабочую точку. Панель контроля работы устройства позволяет регулировать мощность и скорость работы вентилятора, уровень нагрева воздуха и т.д.