ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электронагревательному устройству, предназначенному для отдачи нагретого теплового потока, в частности для обогрева воздуха внутри закрытых объемов, например, в технических и специальных помещениях пассажирских вагонах поездов или вагонов моторвагонного подвижного состава.
Уровень техники
Из уровня техники известно устройство для обогрева воздуха кабины водителя электротранспорта, содержащее корпус, внутри которого образован воздушный канал, в котором установлены вентилятор для создания воздушного потока и нагревательный элемент для нагрева воздушного потока (Патент №RU 73455, МПК F24H 3/04, опубл. 20.05.2008).
Недостатком известного нагревательного устройства является сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность.
Наиболее близким по технической сущности является электронагревательное устройство, содержащее корпус с воздушным каналом. Внутри корпуса размещены вентилятор, нагревательный элемент и элементы защиты от перегрева, включающие температурные датчики (Патент №RU 176364, МПК В60Н 1/22, опубл. 17.01.2018).
Недостатком известного нагревательного устройства является отсутствие возможности использования всей площади нагревательных элементов (каждый следующий виток нагревателя закрыт от воздушного потока предыдущим витком), как следствие снижается эффективность теплоотдачи нагревательного устройства. Еще один из недостатков данного нагревательного устройства, это необходимость установки непосредственно в отапливаемое помещение, что влечет снижение полезной площади технических помещений.
Раскрытие сущности полезной модели
Электронагревательное устройство является устройством обогрева и поддержания необходимой температуры воздуха в специальных и технических помещениях для пассажирских железнодорожных вагонов и моторвагонного подвижного состава, которые, как правило, имеют ограниченную полезную площадь.
Основная задача, которая решалась при создании полезной модели - создание электронагревательного устройства с хорошими эксплуатационными характеристиками, а именно получение максимальной тепловой мощности при минимальных габаритах, а также возможности установки устройства за пределы внутреннего полезного пространства помещения.
Технический результат - повышение эффективности работы нагревательного устройства за счет повышения теплоотдачи, увеличения площади обдува нагревательного элемента, экономного потребления электроэнергии.
Указанный технический результат достигается тем, что вдоль воздушного канала корпуса размещен трубчатый нагревательный элемент, предназначенный для нагрева воздушного потока, причем, согласно полезной модели, нагревательный элемент выполнен в форме спирали и размещен под углом к потоку воздуха.
При этом, согласно полезной модели, корпус выполнен коробчатой формы с крышкой и на нем может быть зафиксировано покрытие с уменьшенным коэффициентом теплопередачи. Предпочтительно использование в качестве покрытия корпуса материала НОЛ-1А с фольгой.
При этом, согласно полезной модели, крышка выполнена с возможностью быстрого демонтажа.
При этом, согласно полезной модели, при демонтаже крышки обеспечивается доступ ко всем расположенным внутри нагревателя комплектующим.
При этом, согласно полезной модели, в устройстве предусмотрены реверсивные температурные датчики безопасности, обеспечивающие контроль температуры корпуса и контроль температуры воздуха.
При этом, согласно полезной модели, в корпусе на входе и выходе воздушного канала предусмотрены отводы, выполненные с возможностью монтажа в воздуховоды оборудования вагона для обеспечения циркуляции нагреваемого воздуха помещения.
Благодаря размещению нагревательного элемента под углом к потоку воздуха обдувается максимальная площадь нагревательного элемента. Кроме того, обеспечивается снижение габаритных размеров за счет установки нагревательного элемента под углом к потоку воздуха. Уменьшение габаритных размеров позволяет компактно установить устройство за облицовку помещения вагона. Тем самым увеличивается КПД, определяемый соотношением габаритов и тепловой мощности.
Кроме того, для защиты устройства от перегрева, а также экономного расхода электроэнергии, применены реверсивные датчики контроля температуры корпуса и датчик температуры нагретого потока воздуха, позволяющие регулировать температуру нагрева.
Поддержание заданной температуры является одной из важнейших характеристик нагревательного устройства. При снижении температуры воздуха, автоматически происходит включение нагревательного устройства в требуемом помещении.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется графическими материалами конкретного примера ее осуществления, где на:
фиг. 1 - электронагревательное устройство с демонтированной крышкой;
фиг. 2 - общий вид электронагревательного устройства;
фиг. 3 - вид сбоку в сечении (площадь нагрева, образованная витками спирали).
Осуществление полезной модели
Электронагревательное устройство для отдачи нагретого теплового потока содержит корпус 1 коробчатой формы, выполненный с крышкой 2 для удобства обслуживания, закрепленной известным способом (фиг. 1, 2). Во внутреннем пространстве корпуса 1 образован воздушный канал 3 для свободного прохода воздуха. При демонтаже крышки 2 обеспечивается доступ по всем комплектующим расположенным внутри устройства и тем самым ремонт (замена комплектующих) выполняется без демонтажа самого электронагревателя.
Корпус 1 выполнен из металла. Для снижения теплопотерь при нагреве предпочтительно использовать для корпуса 1 покрытие с уменьшенным коэффициентом теплопередачи, которое не только улучшает эффективность нагрева воздуха, но и обеспечивает шумопоглощение при работе вентилятора.
Внутри корпуса 1 вдоль воздушного канала 3 установлен трубчатый нагревательный элемент 4, выполненный в форме спирали (фиг. 1, 2). Трубка нагревательного элемента 4 выполнена из стали.
Нагревательный элемент 4 установлен под углом к потоку воздуха таким образом, чтобы витки спирали обдувались потоком воздуха с использованием для нагрева наибольшей общей площади активной поверхности нагревательного элемента 4.
На корпусе 1 на входе и выходе воздушного канала 3 предусмотрены отводы 5 для подключения воздуховодов. На корпусе 1 также выполнены заземление 6 и элементы для крепления к оборудованию вагона 7.
Для обеспечения безопасности и снижения энергопотребления устройство содержит элементы температурной защиты, выполненные в виде реверсивных температурных датчиков 8 и 9, установленных на корпусе 1 и внутри воздушного канала 3, регистрирующих температуру корпуса и воздуха в воздушном канале 3 соответственно, и передающих сигнал на отключение нагревательного элемента 4.
В воздушном канале 3 корпуса 1 установлен вентилятор 10, задающий направление течения воздушного потока вдоль воздушного канала 3.
Электронагревательное устройство устанавливается в техническое помещение за облицовку, где предусмотрены два отверстия - для забора и подачи нагретого воздуха. Отверстия для забора и подачи воздуха соединяются с фланцами корпуса 1 устройства. Включение электронагревательного устройства осуществляется в зависимости от температуры воздуха в помещениях вагонах с пульта управления на основании температурных датчиков. При включении электронагревательного устройства происходит нагрев воздуха в помещении за счет циркуляции воздуха через воздушный канал 3 устройства.
При включении электронагревательное устройство работает следующим образом. При подаче питания на нагревательный элемент 4 одновременно происходит включение вентилятора 10, обеспечивающего циркуляцию воздуха вдоль воздушного канала 3 корпуса 1. Воздух, омывая поверхность разогретых трубок нагревательного элемента 4, быстро нагревается до заданной температуры и подается в помещения пассажирского вагона или вагона электропоезда.
При превышении температуры датчики 8 и 9 разрывают цепь питания нагревательного элемента 4, при снижении температуры на корпусе 1 или воздуха в воздушном канале 3 соответствующий температурный датчик 8 или 9 замыкает цепь питания нагревательного элемента 4, тем самым возобновляется нагрев.
Предлагаемое электронагревательное устройство может быть использовано на железнодорожном транспорте, в частности на вновь разрабатываемых и на модифицируемых вагонах.