ИНФРАКРАСНЫЙ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЬ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к инфракрасному (ИК) электрообогревателю, который может быть использован при обогреве помещений, систем антиобледенения и в других целях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен электрообогреватель, раскрытый в RU 6489 U1, опубл. 16.04.1998. Электрообогреватель содержит два листа стекла, соединенные между собой слоем герметика. Между стеклами образовано герметичное пространство, при этом на внутренней поверхности одного из стекла нанесен электрообогреваемый слой.
Недостатком указанного электрообогревателя является:
- невысокая долговечность и плохая оптическая прозрачность электрообогреваемого титанового покрытия (так называемая технология И-стекла с мягким покрытием);
- ненадёжность электрического контакта с прижатыми к покрытию токоведущими шинами из латунной фольги;
- низкая излучательная способность в области инфракрасного излучения (температура нагрева стекла не более 60 °С);
- плохая направленность излучения (с тыльной стороны в качестве отражателя установлено обычное стекло).
Отмеченные недостатки влияют на надежность изделия в целом, его технологичность и эффективность в эксплуатации, а также сложность в изготовлении на другие номиналы мощностей.
Кроме того, из уровня техники известен ИК электрообогреватель, раскрытый в RU 2510704 C2, опубл. 10.04.2014, прототип. Инфракрасный электрообогреватель содержит два стекла, герметично соединенных между собой дистанционной рамкой, с образованием герметичного пространства. На внутренней поверхности одного стекла нанесено токопроводящее покрытие, а на внутренней поверхности другого стекла нанесено низкоэммисионное покрытие.
Следует отметить, что указанная запатентованная полезная модель (стеклопакет) является, прежде всего, светопрозрачной конструкцией, которая должна обеспечивать теплоизоляционные и защитные функции. Поэтому здесь стекла с покрытиями ориентированы в разные стороны. Стекло с покрытием (с электрообогревом) со стороны помещения, выполняет функции инфракрасного электрообогревателя, а внешнее стекло, покрытием, ориентированным внутрь, отражает длинноволновое солнечное инфракрасное излучение для защиты от перегрева летом.
Недостатком запатентованной модели (стеклопакета) как ИК электрообогревателя является:
- невысокая интенсивность инфракрасного излучения (разогрев стекла ограничен температурой плавления применяемых герметиков и удобством эксплуатации, как правило, не более 60 градусов);
- низкая направленность излучения (стекла покрытиями ориентированы в разные стороны);
- сложность изготовления изделий с высокими удельными мощностями, являющимися эффективными инфракрасными излучателями.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей заявленной полезной модели является разработка ИК электрообогревателя, имеющего простую конструкцию, повышенную надёжность и долговечность, а также равномерную поверхность нагрева излучающего тела.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эффективности обогрева.
Указанный технический результат достигается за счет того, что ИК электрообогреватель содержит корпус, выполненный из двух закаленных К-стекол, соединенных дистанционной рамкой, с образованием герметичного пространства между стеклами, при этом низкоэммиссионное покрытие первого стекла является токопроводящим покрытием, на поверхность которого нанесено токоведущие шины, причем токопроводящее покрытие первого стекла выполнено на поверхности стекла, расположенной внутри герметичного пространства, а низкоэммиссионное покрытие второго стекла является отражающим покрытием и выполнено на поверхности стекла, расположенной снаружи герметичного пространства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Полезная модель будет более понятной из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фиг. 1 – Продольный разрез ИК электрообогревателя.
Фиг. 2 – Стекло с токопроводящим покрытием в заявленном инфракрасном электрообогревателе.
1 – первое К-стекло; 2 – отражающееся покрытие; 3 – токопроводящее покрытие; 4 – дистанционная рамка; 5 – герметичное пространство; 6 – токоведущие шина; 7 – электрические выводы; 8 – второе К-стекло.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
ИК электрообогреватель содержит корпус, выполненный из двух закаленных К-стекол (1, 8), соединенных дистанционной рамкой (4), с образованием герметичного пространства (5) между стеклами (1, 8). Герметичное пространство (5) заполнено воздухом, либо с целью снижения теплопроводности герметичного пространства (5) заполнено инертным газом, например, аргоном, или вакуумом. Низкоэммиссионное покрытие первого стекла (1) является токопроводящим покрытием (3), на поверхность которого нанесено токоведущие шины с электрическими выводами. При этом токопроводящее покрытие (3) первого стекла (1) выполнено на поверхности стекла, расположенной внутри герметичного пространства (5), а низкоэммиссионное покрытие второго стекла (8) является отражающим покрытием (2) и выполнено на поверхности стекла, расположенной снаружи герметичного пространства (5). Расстояние между К-стеклами (1, 8) в герметичном пространстве (5) составляет 1-30 мм. Заявленный ИК электрообогреватель собирают следующим образом. Два закаленных К-стекла (1, 8) располагают на поверхности дистанционных рамок (4) и соединяют при помощи термостойкого силиконового герметика.
По краям с противоположных сторон первого стекла (1) на токопроводящее покрытие (3) нанесены металлизированные токоведущие шины (6). К токоведущим шинам (6) припаиваются электрические выводы (7).
Металлизированные токоведущие шины (6) наносятся газодинамическим методом, который основывается на эффекте закрепления твердых частиц на поверхности, движущихся со сверхзвуковой скоростью. Технология нанесения шин включает в себя нагрев сжатого воздуха, формирование сверхзвукового воздушного потока, подачу порошкового материала, ускорение сверхзвуковым потоком воздуха и направление его на поверхность обрабатываемого изделия. В качестве порошковых материалов для формирования токоведущих шин могут быть использованы порошки металлов (медь, алюминий, цинк), сплавов или их механические смеси с абразивными фракциями.
Этим самым обеспечивается требуемая надежность электрического соединения между токопроводящим покрытием и токоведущими шинами при высокой рабочей температуре.
При необходимости корпус ИК электрообогревателя размещен в рамке-корпусе из стали или алюминия. Между корпусом ИК электрообогревателя и рамкой-корпусом из стали или алюминия расположен термостойкий уплотнитель, например, из термостойкого силикона.
0
При необходимости для придания заявленному ИК электрообогревателю декоративно-эстетических или защитных свойств на внешнюю поверхность первого К-стекла (1) могут быть нанесены различные термостойкие краски или покрытия, выдерживающие нагрев до температуры до 250С и охлаждение до комнатной температуры без разрушения.
Заявленный ИК электрообогреватель работает следующим образом.
Через электрические выводы (7) и металлизированных токоведущих шин (6) к токопроводящему покрытию (3) ИК электрообогревателя подводится электроэнергия переменного или постоянного напряжения. При прохождении электрического тока через токопроводящее покрытие (3), на нем выделяется тепловая энергия, нагревающая первое стекло (1) по всей его поверхности до 250 °С, которое в свою очередь, как материал с высоким значением коэффициента излучения эффективно излучает инфракрасное излучение (первичное ИК излучение) наружу корпуса ИК электрообогревателя, в результате чего обеспечивается нагрев, например, помещения. Кроме того, первое стекло (1) излучает первичное ИК излучение и внутрь корпуса ИК электрообогревателя, но за счет наличия токопроводящего покрытия (3), являющегося низкоэммиссионным, большая часть первичного ИК излучение отражается низкоэммисионным покрытием вне корпуса ИК электрообогревателя, другая – оставшаяся часть первичного ИК излучение излучается в сторону второго стекла (8). За счёт дошедшего первичного ИК излучения и конвекции, второе стекло (8) нагревается до 110 °С, в результате чего второе стекло (8) излучает инфракрасное излучение (вторичное ИК излучение) внутрь корпуса ИК электрообогревателя. Кроме того, второе стекло (2) излучает вторичное ИК излучение и наружу корпуса ИК электрообогревателя, при этом за счет отражающего покрытия (2), являющегося низкоэммиссионным вторичное ИК излучение отражается от него внутрь корпуса ИК электрообогревателя, при этом вторичное ИК излучение дополнительно к первичному ИК излучению выделяется через первое стекло (1) наружу корпуса.
Наличие двух К-стекол с заявленным расположением (ориентацией) низкоэммисионных покрытий позволяет повысить эффективность обогрева за счет нагрева стекол по всей поверхности, что обеспечивает выделение ИК излучения со всей поверхности стекла, а также за счет создания вторичного ИК излучения, которое эффективно отражается от второго К-стекла, и обеспечения первичного и вторичного ИК излучения в одну и ту же сторону, т.е. обеспечивается направленности ИК излучения в одну сторону.
Уменьшение расстояния между стеклами менее 1 мм приведет к высокому нагреву второго К-стеклами (8), что приведет к снижению эффективности обогрева из-за ухудшения отражения вторичного ИК излучения. Увеличение расстояния не приводит к существенному увеличению эффективности обогрева.
В зависимости от размеров стекол можно обеспечить выделяемую мощность на ИК электробогревателя от 0,2 до 4 кВт. В таблице 1 представлены электрические и массогабаритные параметры ИК обогревателей в зависимости от потребляемой мощности.
Полезная модель была раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать ограниченным по объему только ниже следующей формулой изобретения.
Таблица 1
Мощность, Вт
Напряжение, В
Потребляемый ток, А
Габариты, мм
Габариты стекла, мм
Вес, кг
Высота подвеса, м
Отапливаемая площадь, м<sup>2</sup> (зима / осень, весна)
400
220
1,8
835 х 140 х 23
750 х 100
2,5
2 - 3
4 / 8
600
220
2,7
835 х 180 х 23
750 х 140
3,3
2,2 - 3,5
6 / 12
800
220
3,6
835 х 240 х 23
750 х 200
4,4
2,3 - 3,5
8 / 16
1000
220
4,5
835 х 290 х 23
750 х 250
5,5
2,5 - 3,5
10 / 20
1300
220
5,9
835 х 330 х 23
750 х 290
6,6
2,7 - 3,5
13 / 26
1600
220
7,3
835 х 420 х 23
750 х 380
7,5
2,7 - 3,5
16 / 30
2000
220
9,1
835 х 470 х 23
750 х 430
9
3 – 4
20 / 40
2500
220
11,4
835 х 630 х 23
750 х 570
10,8
3 – 4
25 / 50
2500
380
6,6
1435 x 430 x 23
1350 х 390
11
3 – 4
25 / 50
3000
380
7,9
1435 x 530 x 23
1350 х 490
14
3 – 4
30 / 60
4000
380
10,5
1435 x 630 x 23
1350 х 590
16,5
3 – 4
40 / 80