Способ изготовления обогревательной панели, обогревательная панель и электропроводящий тепловыделяющий состав
HEATING PANEL MANUFACTURING METHOD, HEATING PANEL AND ELECTRICALLY CONDUCTIVE FUEL COMPOSITION

Изобретение относится к области строительства и электротермии и может быть использовано для нагрева жилых и бытовых помещений. Более конкретно изобретение относится к электропроводящей композиции.
Известны различные обогревательные панели.
Например, известна обогревательная панель по изобретению «Обогреватель» по патенту РФ №2692086 от 19.04.2017 (МПК H05B 3/26). Данная обогревательная панель включает нагревательный элемент, изолирующий слой, отражатель тепла, выполненный из керамогранита и расположенный перед нагревательным элементом, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из нихромовой нити, толщиной 2-3,5 мм, прикреплен к тыльной стороне керамогранитной стенки, залит термо-влагостойким клеем толщиной до 5 мм, позади которого размещена металлическая гнутая пластина, имеющая форму «профнастила» с высотой волны 6-25 мм, и расположенная за ней металлическая стенка с креплениями, причем нагрев керамической стенки не более 85°C. Недостатками данного аналога являются сложность конструкции обогревательной панели, высокое электропотребление. Нагрев обогревательной панели при помощи нихромовой нити слишком сушит воздух и требует значительных временных затрат.
Наиболее близким по совокупности существующих признаков аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является обогревательная панель по полезной модели «Двухсторонний керамический электрообогреватель» по патенту РФ №204030 от 09.02.2021 (МПК F24H 3/00). Данная обогревательная панель включает две теплоаккумулирующие плиты с электронагревательным элементом между ними, соединенные клеящим теплопроводящим составом в единое целое, отличающийся тем, что обе стороны электрообогревателя являются идентичными по материалу и характеристикам, торцы электрообогревателя по всему периметру закрыты торцевой планкой, а для вывода питающего провода выполнено отверстие в торцевой планке. Недостатками данного аналога являются сложность конструкции обогревательной панели, высокое электропотребление. Нагрев обогревательной панели при помощи нихромовой нити слишком сушит воздух и требует значительных временных затрат.
Задача, которую поставил перед собой разработчик нового способа изготовления обогревательной панели, обогревательной панели и электропроводящего тепловыделяющего состава является устранение недостатков известных аналогов. Технический результат заключается в повышение технико-эксплуатационных показателей, увеличении теплоотдачи при уменьшении электропотребление, а также расширение функциональных возможностей за счет упрощения конструкции. Технический результат за счет всей совокупности существенных признаков.
Сущность изобретения состоит в том, что способ изготовления обогревательной панели заключается в том, что основу предварительно подготавливают, для этого размечают заднюю сторону под нанесение электропроводящего тепловыделяющего состава таким образом, чтобы электропроводящий тепловыделяющий состав в процессе нанесения не соприкасался с металлическим корпусом основы, затем по периметру основы крепят медную самоклеящуюся фольгу, далее соединяют керамический клеммник с основой, а также с медной самоклеящейся фольгой при помощи термостойкого кабеля, затем на подготовленную поверхность основы наносят электропроводящий тепловыделяющий состав и равномерно распределяют по подготовленной поверхности основы, далее основу сушат и ставят на прокалку электрическим током от 200v до 250v временем прокалывания от 1 до 4 часов, затем четыре края основы и открытый слой медной самоклеящейся фольги изолируют, далее основу вставляют в металлический корпус и фиксируют. Причем в качестве основы применяют керамогранитную плиту либо ламинам. А керамический клеммник соединяют с основой при помощи клеящего состава марки «Soudal». Вместе с тем ширина медной самоклеящейся фольги предусмотрена в диапазоне от 5 до 30 мм. В то же время в качестве термостойкого кабеля применяют кабель марки ПРКС или ПРКТ. Причем электропроводящий тепловыделяющий состав наносят при помощи малярного валика, пуливизатора, либо промышленным принтером. Вместе с тем, основу сушат промышленным феном или в сушильной камере. А четыре края основы и открытый слой медной самоклеящейся фольги изолируют слоем термоустойчивой ленты. Причем через отверстие в металлическом корпусе выводят термостойкий и заземляют металлический корпус. Обогревательная панель, включает основу, выполненную из керамогранитной плиты либо ламинама, на тыльную сторону которой нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав, с закрепленным на ней керамическим клеммником и медной самоклеящейся фольгой по периметру основы, образуя область для электропроводящего тепловыделяющего состава, причем электропроводящий тепловыделяющий полимеризован в состав основы путем прокалки электрическим током, основа вставлена в металлический корпус, а керамический клеммник через термостойкий кабель соединен с медной самоклеящейся фольгой и с выводами для подключения к источнику питания через отверстие в металлическом корпусе. Электропроводящий тепловыделяющий состав состоящий из виниловой смолы либо акрил-стирольной дисперсии с не менее чем 50% твердых частиц, диамагнитного коллоидного графита сухого экстракта фракцией не более 5 микрон, сухого экстракта биоцида и дистиллированной воды при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:
виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия
20-50
диамагнитный коллоидный графит
20-50
биоцид
5-10
дистиллированная вода
Причем использована виниловая смола марки UM62. Кроме того, применен диамагнитный коллоидный графит марки СВГ 75.
Изобретение поясняется графически, где:
на фиг. 1 - изображена обогревательная панель;
на фиг. 2 - показан вырез А;
на фиг. 3 - показан металлический корпус для обогревательной панели.
Способ изготовления обогревательной панели включает в себя подготовку основы 1. В качестве основы 1 применяют керамогранитную плиту либо ламинам. Подготовка основы 1 включает: разметку задней стороны основы 1 под нанесение электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Размечают границы двух областей для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4, таким образом, чтобы электропроводящий тепловыделяющий состав 4 в процессе нанесения не соприкасался с металлическим корпусом основы 1 и при этом занимал максимальную ее площадь. Далее керамический клеммник 2 соединяют с основой 1, например, при помощи клеящего состава (в качестве клеящего состава используют, например, клей «Soudal»). Затем керамический клеммник 2 соединяют с медной самоклеящейся фольгой 3 при помощи термостойкого кабеля. Ширина медной самоклеящейся фольги 3 в предусмотрена диапазоне от 5 до 30 мм. Далее к медной самоклеящейся фольге 3 припаивают термостойкий кабель и соединяют его с керамическим клеммником 2. В качестве термостойкого кабеля применяют кабель марки ПРКС или ПРКТ. Затем на подготовленную поверхность основы 1 наносят электропроводящий тепловыделяющий состав 4. Электропроводящий тепловыделяющий состав 4 равномерно распределяют по подготовленной поверхности основы 1 при помощи малярного валика, пулевизатора либо промышленным принтером. Перед нанесением электропроводящий тепловыделяющий состав 4 во избежание захода валика за подготовленную поверхность на края основы 1, все края и пространство между двумя границами областей с электропроводящим тепловыделяющим составом 4, вручную заклеивают, например, малярным скотчем от 1.9 мм до 3 мм. Для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4 на подготовленную поверхность основы 1, отмеряют, например, при помощи сверхточных ювелирных весов, необходимое количество электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Электропроводящий тепловыделяющий состав 4 наносят в следующих пропорциях: для маленькой плиты (595×595 мм) от 4 до 10 грамм на одну сторону; для средней плиты (445×895 мм) от 4 до 10 грамм на одну сторону; для большой плиты (1195×595 мм) от 11 до 40 грамм на одну сторону. Далее основу 1 сушат промышленным феном или в сушильной камере. После сушки электропроводящего тепловыделяющего состава 4 на основе 1 замеряют сопротивление ОМ для достижения нужной температуры и потребления обогревателя Необходимое сопротивление ОМ составляет 60-125, что соответствует температуре 85-90°. Если сопротивления недостаточно, то электропроводящий тепловыделяющий состав 4 наносят на основу 1 дополнительно. Далее основу 1 ставят на прокалку электрическим током от 200v до 250v время прокалывания составляет от 1 до 4 часов. Во время прокалывания основы 1 происходит полимеризация электропроводящего тепловыделяющего состава 4 в состав керамогранитной плиты либо ламинама. Путем резонанса электронов электропроводящего тепловыделяющего состава 4 с частицами кварца, находящимися в составе основы 1, происходят короткие колебания, которые и создают нагрев основы 1 и передачу тепла на расстояние, и при этом электромагнитное излучение составляет 0,294 Микротесла (мкТл). Физическая сущность нагрева заключается в следующем. В твердых телах и жидких средах с плохой электрической проводимостью (диэлектриках), помещенных в электрическое поле, электрическая энергия превращается в тепловую. В любом диэлектрике имеются электрические заряды, связанные межмолекулярными силами. Эти заряды называются связанными, в отличие от свободных зарядов в проводниковых материалах. Под действием электрического поля связанные заряды ориентируются или смещаются в направлении поля. Смещение связанных зарядов под действием внешнего электрического поля называется поляризацией. В переменном электрическом поле происходит непрерывное перемещение зарядов, а, следовательно, и связанных с ними межмолекулярными силами молекул. Энергия, затрачиваемая источником на поляризацию молекул непроводниковых материалов, выделяется в виде тепла. Далее вставляют основу 1 в металлический корпус и фиксируют. Затем от керамического клеммника выводят термостойкий кабель через отверстие в металлическом корпусе, где вставлено в крышке корпуса термостойкое уплотнительное кольцо и через нее выводят термостойкий и заземляют металлический корпус. Металлический корпус выполнен с отверстиями для крепления на вертикальной либо горизонтальной поверхности. Металлический корпус несет защитную функцию IP 20.
Обогревательная панель включает основу 1 выполненную из керамогранитной плиты либо ламинама, на тыльную сторону которой нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав 4, с приклеенным керамическим клеммником 2 и приклеенной по периметру основы 1 медной самоклеящейся фольгой 3, образуя область для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Причем электропроводящий тепловыделяющий состав 4 после нанесения прокален электрическим током от 200v до 250v со временем прокалывания от 1 до 4 часов. Основа 1 вставлена в металлический корпус. А керамический клеммник 2 через термостойкий кабель соединен с медной самоклеящейся фольгой 3 и с выводами для подключения к источнику питания через отверстие в металлическом корпусе. Причем медная самоклеящаяся лента 3 расположена по периметру основы 1 образуя область для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Медная самоклеящаяся фольга 3 предназначена для передачи электрического тока от источника питания к электропроводящему тепловыделяющему составу 4. На основу 1 нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав 4, на который подают через медную самоклеящуюся фольгу3 электроэнергию. Под действием электроэнергии электроны движутся, резонируя с кварцем основы 1 и выделяют тепло, нагревая основу 1. То есть основа 1 является нагревательным элементом, теплоносителем и излучателем одновременно. Металлический корпус выполнен из оцинкованного и холоднокатаного металлов и выкрашен термостойкой порошковой краской. Минимальная и максимальная мощность потребления от 200 до 1000 ватт. Обогревательная панель в конкретных примерах исполнения имеет следующие характеристики: 1 вариант: Длина 600 мм, Высота 600 мм, Глубина 60 мм, номинальная мощность 400 ватт, номинальный ток 1.6-1.8 (А); 2 вариант: Длина 900 мм, Высота 450 мм, Глубина 60 мм - номинальная мощность 400 ватт, номинальный ток 1.6-1.8 (А), 3 вариант: Длина 1200 мм, Высота 600 мм, Глубина 60 мм - номинальная мощность 600 ватт, номинальный ток 2.4-2.6 (А).
Электропроводящий тепловыделяющий состав, состоящий из, объем в %:
виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия(с не менее чем 50 % твердых частиц)
20-50 %
диамагнитный коллоидный графит(100% сухого экстракта фракцией не более 5 микрон)
20-50 %
биоцида (100% сухого экстракта)
5-10 %
дистиллированная вода.
10-40 %
Виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия применяются в качестве связующего. В конкретном примере выполнения применяется виниловая смола (сополимер виниловый) марки UM62 представляет собой высокомолекулярный сополимер винилхлорида и винилацетата. Данный сополимер обладает превосходными балансом химической устойчивости пленки, терм стабильностью сформированной пленки, растворимостью в различных сольвентах и прочностью. Диамагнитный коллоидный графит (100% сухого экстракта фракцией не более 5 микрон) применяется в качестве проводящего электричество вещества. В конкретном примере исполнения использован диамагнитный коллоидный графит марки СВГ 75. Биоцид химическое вещество или микроорганизм, предназначенные для борьбы с вредными (в том числе болезнетворными) организмами. Применяется для борьбы с грибком и увеличения срока хранения состава.
По сравнению с другими керамическими и традиционными видами приборов обогревательная панель имеет следующие преимущества: 1) Практически отсутствует электромагнитное излучение; 2) Нагрев происходит в 3-4 раза быстрее, чем у любых керамических обогревателей; 3) За счет уникальной волны и отсутствия нагревательных элементов мы не сушим воздух; 4) Теплоотдача в два раза выше любого другого керамического обогревателя; 5) Отсутствие «посредника» при преобразовании электроэнергии в тепло и передаче тепла от непосредственного источника до теплоносителя.