Электронагревательная панель

Полезная модель относится к электрическим нагревателям, а более конкретно к конструкции нагревательных панелей бытового и промышленного назначения, предназначенных, в частности, для использования в животноводстве для обогрева сельскохозяйственных животноводческих помещений.
В животноводческих помещениях используют электрические нагреватели совместно с терморегуляторами для поддержания оптимальной температуры для животных. Часто такие нагреватели используются на свинофермах. Однако в связи с непредсказуемым поведением животных, продавливанием, прогрызанием панели, сдвиганием и замыканием провода, электронагреватели выходят из строя. Электронагревательная панель для обогрева животноводческих помещений должна быть прочной, надежной в эксплуатации, в том числе не иметь внутренних отслоений, пустот в многослойной изоляции и должна быть надежно закреплена.
Широко известны электронагреватели, в которых нагревательный элемент помещен между слоями электроизоляционного материала, состоящего из нескольких композиционных слоев.
Например, известна электрическая нагревательная панель (см. патент Украины на полезную модель №45867, опубл. 2009 г.), содержащая корпус, резистивный нагревательный элемент, который расположен между слоями электроизолирующего полимерного материала, и слой теплоизоляции, расположенный на электроизолирующием слое с двух сторон панели. Поверхность корпуса армирована, например, стеклотканью.
Известен электронагреватель (см. патент РФ на изобретение №2286032, опубл. 2006 г.), состоящий из двух слоев электроизоляционного материала, размещенного между ними резистивного слоя, состоящего из токопроводящих резистивных элементов и электрически связанных с ними сваркой токоподводов, дополнительно содержит с обеих сторон от резистивного слоя термопластичный пленочный материал.
Известен электронагреватель для животноводческих помещений (см.патент РФ на полезную модель №138196, опубл. 2014 г.), содержащий резистивный элемент из аморфного металла или сплава и покрытие из электроизоляционного материала, при этом покрытие выполнено из материала, имеющего температуру термической деструкции и начала газовыделения выше, чем температура перекристаллизации резистивного элемента.
В известных решениях возможно образование пустот между слоями изоляции и, кроме этого, не предусмотрено устройство для надежного жесткого закрепления нагревателя на опоре.
2
2
3
3
2
2
Наиболее близким техническим решением, прототипом, является композиционное греющее электрическое устройство (см. патент РФ на полезную модель №147183, опубл. 2014 г.), содержащее изоляционный слой и резистивный нагревательный элемент, который посредством токопроводящих выводов подключается к источнику питания, при этом резистивный нагревательный элемент выполнен в виде гибкого листового резистивного нагревательного элемента, заключенного в изоляционный слой, выполненный в виде оболочки, состоящей, как минимум, из одного композиционного слоя на основе пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора тканого или нетканого армирующего материала плотностью от 0,01 кг/м до 2 кг/м; содержит теплоизоляционный слой толщиной от 3 мм до 100 мм и плотностью от 20 кг/мдо 900 кг/м, контактирующий с изоляционным слоем и расположенный с одной стороны от гибкого листового резистивного нагревательного элемента, причем на наружную поверхность теплоизоляционного слоя нанесена синтетическая смола с добавлением катализатора и композиционный слой на основе пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора тканого или нетканого армирующего материала плотностью от 0,01 кг/м до 2 кг/м .
2
2
2
В прототипе в изоляционном слое использован тканый или нетканый армирующий материал плотностью от 0,01 кг/м, что является недостаточно прочным материалом для животноводческих ферм. Один слой материала с плотностью 0,01 кг/м, пропитанный смолой с добавлением катализатора не будет являться изолирующим слоем, это изделие опасно в применении по назначению для животноводческих ферм. Изделие под нагрузкой сломается или согнется. При изготовлении изделия размером, указанным в указанном патенте, 0,5 м×1,2 м, используя, например, материал с поверхностной плотностью 0,01 кг/мв один слой, пропитанный смолой с добавлением катализатора, и используя все остальные признаки первого независимого пункта формулы, получим изделие, которое под собственным весом прогнется, а возможно, и переломится.  Если животное будет наступать, ходить, не исключено и прыгать на таком изделии, изоляционный слой нарушится, и животное попадет под напряжение 220В.
Кроме этого в прототипе также не предусмотрено устройство для надежного жесткого закрепления нагревателя на опоре.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений можно сделать вывод, что создание электронагревательной панели, имеющей более широкие функциональные возможности, является актуальной на сегодняшний день.
Техническим результатом предложенного технического решения электронагревательной панели является повышение прочности и возможность надежного жесткого закрепления нагревателя на опоре.
Технический результат достигается тем, что электронагревательная панель, содержащая листовой резистивный нагревательный элемент, который посредством токопроводящих выводов подключается к источнику питания, при этом нагревательный элемент заключен в изоляционный слой, состоящий из армирующего материала, пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора, на одной из сторон листового резистивного нагревательного элемента расположен теплоизоляционный слой, выполненный из базальтовой ваты, пропитанной синтетической смолой с добавлением катализатора, при этом электронагревательная панель содержит с двух сторон дополнительный внешний слой синтетической смолы, армированной стекломатериалом,  а в слое базальтовой ваты, расположенной на верхней стороне нагревательного элемента,  выполнены отверстия с шагом по всей площади и вырезы по краям, в которых расположен слой полимерного сотового материала, размещённый между слоями армирующего нетканого материала.
Выполнение электронагревательной панели с дополнительными внешними слоями из синтетической смолы и стекломатерилов позволяет достичь прочности конструкции, выполнение отверстий в слое базальтовой ваты по всей площади позволяет избежать образования пустот и «бухтения» изделия, а вырезы по краям, в которых расположен слой полимерного сотового материала, размещённый между слоями нетканого армирующего материала, позволяет закреплять и зафиксировать устройство на опоре.
Предлагаемое устройство поясняется нижеследующим описанием и чертежом, где на фиг.1 представлена схема вида сверху с послойным разрезом.
2
Электронагревательная панель содержит листовой резистивный нагревательный элемент 4 с токопроводящими выводами 11, подключаемыми к источнику питания, теплоизоляционный слой базальтовой ваты 5, изоляционные слои 2,3,10 на основе пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора тканого армирующего материала, предпочтительной плотности 150-750 г/м, внешний защитный слой 1, выполненный из колерованной синтетической смолы с добавлением катализатора. В слое базальтовой ваты 5, расположенной на нижней стороне нагревательного элемента 4, выполнены отверстия 6 с шагом, например, 150 мм по всей площади теплоизоляционного слоя и вырезы по краям, в которых расположен слой полимерного сотового материала 8, размещённый между слоями нетканого армирующего материала 7 и 9, на внешней поверхности электронагревательной панели рельефом отмечены места для крепежных отверстий 12.
Пример изготовления предлагаемого устройства и его работы
3
На матрицу наносится антиадгезионный слой, после его высыхания  наносится защитный слой полиэфирной смолы с добавлением красителя, после его отверждения укладываются 2 слоя армирующего стекловолокнистого полотна с достаточным  нахлёстом  на матрицу, пропитывается синтетической смолой, в которую предварительно добавлен микрокальцит (CaCO) с добавлением катализатора, укладывается листовой резистивный нагревательный элемент с токопроводящими выводами и прикатывается к пропитанному стекловолокнистому полотну. Затем укладывается базальтовая вата, в которой заранее по всей площади выполняются отверстия с шагом, например, 15 см, по углам делаются вырезы размером, например, 5х5 см, делаются каналы для прокладки кабеля, пропитываются торцы базальтовой ваты связующей смесью, готовятся предварительно пропитанные связующей смесью отрезки веревки, например, по 2 см. На листовой резистивный нагревательный элемент наносится связующая смесь, укладывается теплоизоляционный слой из базальтовой ваты, в отверстия вставляются отрезки веревки, по углам вставляют слой полимерного сотового материала, например, известного под товарным знаком «Nidoplast», размещая его между слоями нетканого армирующего материала, например, известного нетканого полиэфирного материала, выпускаемого под товарным знаком «Coremat». Поверхность теплоизоляционного слоя пропитывается связующей смесью, слой армирующего стекловолокнистого полотна, предварительно уложенный на матрицу, помещается на слой базальтовой ваты и пропитывается связующей смесью, изделие покрывается полиэтиленовой пленкой, прокатывается валиками, прессуется и высушивается.
Электронагревательная панель работает следующим образом. Через места для крепежных отверстий 12 панель просверливается и жестко закрепляется на опору. Токопроводящие выводы 11 листового резистивного нагревательного элемента 4 подключаются к источнику питания, после чего листовой резистивный нагревательный элемент 4 нагревается и выделяет тепло. Изоляционный слой 2,3 прогревается быстро и равномерно, передавая тепло нагреваемой среде. Теплоизоляционный слой 5 препятствует распространению тепла в нерабочую зону нагревательной панели, тем самым минимизируются теплопотери и увеличивается КПД нагревательной панели. Температуру нагревания листового резистивного нагревательного элемента 4 регулируют, подключив его к источнику питания через терморегулятор.
Таким образом, изготовив электронагревательную панель с дополнительными внешними укрепляющими слоями из синтетической смолы, армированной ткаными стекломатериалами, повышается прочность устройства; выполнение в слое базальтовой ваты отверстий приводит к равномерному пропитыванию слоя смолой и препятствует образованию пустот в панели; а изготовление панели с предварительной установкой по углам слоя полимерного сотового материала в слое нетканого армирующего материала дает возможность надежного жесткого закрепления нагревателя на опоре.