ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕР

Заявляемая полезная модель электрокалорифера относится к области отопительной техники и может быть использована для обогрева воздуха в необогреваемых помещениях (гаражи, склады и т.д.).
Известен аналог заявляемого технического решения, описанный в патенте РФ №2008574 на изобретение, МПК 7 F 24 H 3/04, опубликовано 28.02.1994 г. Электрокалорифер содержит корпус, четыре воздуховода, электродвигатель вентилятора с лопастями, который расположен в кожухе, образующем полость с электродвигателем, в которой нагревается воздух, поднимается и охлаждает электродвигатель, лопасти вентилятора размещены в асбестовой обечайке, внутри которой крепятся две металлические решетки. Верхняя решетка жестко соединена с корпусом обечайки, а нижняя решетка размещена в пазах. При нагревании электрических спиралей, которые навиты на стекло-волокнистые нити и закреплены на решетке болтами, решетка перемещается по пазам вниз. Электрические спирали закреплены на стекловолокнистой нити узелками. К недостаткам данного аналога следует отнести его относительно большую металлоемкость, наличие экологически опасной асбестовой ткани и ограниченные функциональные возможности (используется для нагрева бетонной смеси).
Известен также центробежный вентилятор, описанный в патенте РФ на изобретение №2050473, МПК 7 F 04 D 17/08, F 24 H 3/06, опубликовано 20.12.1995 г., используемый для подогрева воздуха в помещениях, содержащий корпус с нагнетательным патрубком, установленное в корпусе рабочее колесо с лопатками, электронагревательные элементы, выполненные в виде пластин, установленных пакетами вдоль потока в выходном воздуховоде, причем первый пакет пластин расположен на расстоянии от нагнетательного
патрубка не более 0,25 ширины патрубка, пластины имеют длину не менее двух хорд лопаток рабочего колеса, а расстояние между пластинами в пакете не менее 0,1 длины пластины. Недостатком данного устройства является то, что применяемые в нем электронагревательные пластины имеют высокую температуру, что приводит к уменьшению содержания кислорода в помещении. Кроме того, применение звукопоглощающих материалов приводит к появлению в воздухе микрочастиц звукопоглощающего волокна, опасного для здоровья людей (звукопоглощающие материалы со временем и в условиях повышенных температур и вибрации разрушаются).
В качестве прототипа, как наиболее близкого к заявляемому техническому решению, выбран воздухонагреватель по патенту РФ на изобретение №2112182, МПК 7 F 24 H 3/02 (опубликовано 27.05.1998 г.), содержащий корпус, нагнетатель воздуха, помещенный в корпус нагревательный элемент, состоящий из патрубка, заполненного материалом, пропускающим воздух, и ограниченного по краям решетками. Патрубок и нагнетатель соединяет кольцевой соединительный теплоизолятор. Недостатком устройства - прототипа является относительно высокое давление в нагнетателе воздуха, необходимое для того, чтобы нагреть до достаточной температуры нагревательный элемент. Кроме того, нагревательный элемент имеет высокое сопротивление продуваемому через него воздуху, что ограничивает срок службы вентилятора.
Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является увеличение тепловой эффективности электрокалорифера и упрощение его конструкции.
Достигается это тем, что:
- внутри корпуса соосно жестко установлен стабилизатор воздушного потока, выполненный в виде полой трубы, отстоящей от плоскости вращения лопастей вентилятора на расстоянии, определяемом из условия ,
где d - диаметр полой трубы стабилизатора, мм,
L - расстояние от стабилизатора до плоскости вращения лопастей вентилятора, мм;
- на противоположном конце стабилизатора в радиальных направлениях жестко установлены крепящиеся к стабилизатору и корпусу направляющие элементы, выполненные в виде пластин, ориентированных параллельно воздушному потоку;
- электронагревательные элементы расположены в зазоре между корпусом и стабилизатором потока.
Кроме того, форма электронагревательных элементов представляет собой плоскую спираль.
Суть заявляемого технического решения приводится на фиг.1, на которой изображен продольный разрез электрокалорифера и его поперечные разрезы (вид А и вид Б).
Электрокалорифер содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндрической трубы с открытыми концами, электродвигатель 2, на валу которого установлен вентилятор с лопастями 3. Электродвигатель 2 жестко крепится внутри корпуса 1 с помощью кронштейна 9. Внутри корпуса 1 расположены электронагревательные элементы 4 в нескольких поперечных сечениях корпуса (на фиг.1 показаны электронагревательные элементы в двух поперечных сечениях), форма которых представляет собой плоскую спираль (см. вид Б). Электрические выводы 5 элементов 4 выходят через корпус 1 в монтажный короб 6, из которого выходит кабель электропитания (не показан). Внутри корпуса 1 соосно жестко установлен стабилизатор воздушного потока, выполненный в виде полой трубы 7 с жестко установленными на ней направляющими элементами 8, выполненными в виде пластин, крепящихся к трубе 7 и корпусу 1 и ориентированных параллельно воздушному потоку (поток показан стрелками). Расстояние L, мм, от среза трубы 7 стабилизатора до плоскости вращения лопастей 3 вентилятора определяется из условия , где d - диаметр трубы 7, мм.
Работает заявляемое устройство следующим образом. При подаче напряжения на электронагревательные элементы 4 и электродвигатель 2, лопасти 3 вентилятора начинают вращаться и формируют воздушный поток, который проходя через нагретые элементы 4, нагревается и через направляющие элементы 8 (пластины) выбрасывается наружу в виде струи теплого воздуха. Наличие направляющих элементов 8 способствует формированию малого угла раскрыва струи за срезом корпуса 1, что существенно увеличивает ее «дальнобойность». Выбор расстояния от среза трубы стабилизатора до плоскости вращения лопастей вентилятора в диапазоне  позволяет минимизировать подсос холодного воздуха внутрь трубы 7, что улучшает температурные характеристики струи теплого воздуха. При этом за счет эффективного съема тепла с электронагревательных элементов 4 не происходит уменьшения содержания кислорода в воздухе обогреваемого помещения.
Разработан опытный образец заявляемого электрокалорифера по результатам испытаний которого развернуто его серийное производство. Электрокалорифер имеет следующие характеристики:
- мощность электродвигателя вентилятора - 350 Вт;
- количество электронагревательных элементов - от 3 до 6;
- мощность одного электронагревательного элемента - 4 кВт;
- относительное расстояние ;
- при температуре окружающего воздуха 0°С температура воздуха на выходе из электрокалорифера составляет от 50 до 90°С (в зависимости от количества нагревательных элементов);
- «дальнобойность» струи теплого воздуха составляет от 4 до 6 метров (в зависимости от количества электронагревательных элементов).
Таким образом, разработанный электрокалорифер обладает высокими техническими характеристиками, имеет новизну и промышленную применимость и, по мнению авторов, может быть защищен патентом на полезную модель.