ИНФРАКРАСНЫЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники, в частности к электрическим инфракрасным обогревателям, и предназначена для обогрева и отопления жилых или других помещений, зданий.
В настоящее время для обогрева помещений используются различные разновидности инфракрасных обогревателей.
Известен инфракрасный обогреватель по патенту РФ на ПМ №178637, МПК Н05В 3/20, содержащий корпус, с закрепленными в нем элементами инфракрасного излучения, выполненными в виде, по крайней мере, двух прямоугольных излучающих пластин с электрическими излучающими элементами, каждый из которых расположен в середине излучающей пластины, а также отражатель. При этом каждая из излучающих пластин выполнена из листового металла.
Данный обогреватель имеет корпус с размещенными в нем нагревательными элементами и излучающими пластинами, что обеспечивает его достаточно высокую надежность и безопасность эксплуатации, но он при этом имеет достаточно сложную конструкцию, а также достаточно низкую теплоэффективность.
Известен также электрический обогреватель, содержащий кожух, пленочные нагреватели, расположенные параллельно передней и задней стенкам кожуха, при этом передняя стенка кожуха выполнена из материала с высокими теплофизическими свойствами, в частности из закаленного стекла или керамики (патент России на ПМ №181313, МПК Н05 В 3/00).
Данный обогреватель обеспечивает достаточно высокую теплоэффективность, но он не обладает необходимой надежностью и безопасностью эксплуатации, так как в нем не предусмотрено наличие корпуса, надежно защищающего данный обогреватель от внешних воздействий, а также предохраняющего от локального нагрева места установки обогревателя от его прямого теплового воздействия.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является плоский электрический нагреватель по патенту России на ПМ №6489, МПК Н05В 3/26, содержащий две стеклянные и электроизолированные в торцах по контуру пластины из силикатного стекла, установленные параллельно друг другу, при этом на внутренней поверхности первой из стеклянных пластин выполнено токопроводящее нагреваемое покрытие, на котором сформированы низкоомные токоведущие дорожки, с установленными на них контактными площадками электропитания, которые соединены проводами электропитания с источником питания.
Данный плоский электрический нагреватель выбран в качестве прототипа.
Данный плоский электрический нагреватель имеет достаточно высокую теплоэффективность, но он не обладает необходимой надежностью и безопасностью эксплуатации, так как в нем используются обычные стеклянные пластины из силикатного стекла, которые не обладают достаточной прочностью, а также не предусмотрено наличие корпуса, надежно защищающего данный обогреватель от внешних воздействий, а также предохраняющего от локального нагрева места установки обогревателя от его прямого теплового воздействия.
Задачей предложенной полезной модели является создание инфракрасного обогревателя, обладающего повышенной прочностью и надежностью его эксплуатации, при одновременном обеспечении его высокой теплоэффективности.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение прочности и надежности эксплуатации обогревателя.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в инфракрасном обогревателе, содержащим нагревательную панель с инфракрасным спектром излучения, состоящую, по меньшей мере, из двух стеклянных пластин, установленных параллельно друг другу, а на внутренней поверхности первой из стеклянных пластин выполнено токопроводящее нагреваемое покрытие, на котором сформированы низкоомные токоведущие дорожки, с установленными на них контактными площадками электропитания, которые соединены проводами электропитания с источником питания, содержится также корпус, в котором закреплена нагревательная панель, а стеклянные пластины нагревательной панели выполнены из закаленного стекла, и склеены между собой склеивающим слоем, при этом корпус обогревателя выполнен в виде горизонтально ориентированной треугольной призмы со срезанным верхним основанием, по всей длине которого расположена направляющая для размещения и закрепления в ней нагревательной панели, а нижнее основание было выполнено вогнутым внутрь, с образованием двух протяженных по всей длине призмы опор.
В предпочтительном варианте выполнения инфракрасного обогревателя на внутренней поверхности второй из стеклянных пластин размещено селективное теплоотражающее покрытие, выполненное с возможностью отражения от его поверхности теплового излучения в сторону первой стеклянной пластины.
Желательно, чтобы в инфракрасном обогревателе токопроводящее нагреваемое покрытие на внутренней поверхности первого закаленного стекла было выполнено в виде светопрозрачного нанопокрытия толщиной 3-400 нм.
Целесообразно, чтобы в инфракрасном обогревателе стеклянные пластины нагревательной панели были выполнены из закаленного стекла толщиной 2-10 мм.
Предпочтительно, чтобы в инфракрасном обогревателе токопроводящее нагреваемое покрытие содержало, по меньшей мере, один слой, выполненный из материала, выбранного из группы, содержащей серебро, олово, медь, никель, алюминий, магний, ванадий, кремний, а также из всевозможных соединений данных металлов с другими веществами.
Желательно, чтобы в инфракрасном обогревателе склеивающий слой представлял собой отвержденный склеивающий слой раствора высокомолекулярного полиэфирного олигомера в метилметакрилате в виде фотоотверждаемой композиции.
Целесообразно, чтобы в инфракрасном обогревателе склеивающий слой представлял собой поливинилбутиральную пленку.
Предпочтительно, чтобы в инфракрасном обогревателе по склеивающий слой представлял собой этилвинилацетатную пленку.
Желательно, чтобы в инфракрасном обогревателе низкоомные токоведущие дорожки были сформированы на поверхности токопроводящего нагреваемого покрытия путем нанесения на поверхность покрытия сплава на основе окиси олова или серебра.
Целесообразно, чтобы инфракрасный обогреватель содержал, по меньшей мере, один датчик температуры и электронную систему управления режимом подогрева, которая была связана с контактными площадками электропитания и датчиками температуры.
Предпочтительно, чтобы в инфракрасном обогревателе в нижней части корпуса были размещены провода электропитания, электронная система управления режимом подогрева, а также датчики температуры.
Предпочтительно, чтобы в инфракрасном обогревателе селективное теплоотражающее покрытие было выполнено из материала, выбранного из группы, содержащей оксид кобальта, оксид олова, оксид меди, или материалов с аналогичными свойствами.
Желательно, чтобы в инфракрасном обогревателе закаленные стекла имели фаску, выполненную на их краях по всему их периметру.
Предпочтительно, чтобы в инфракрасном обогревателе на внутренней поверхности второй из стеклянных пластин было размещено токопроводящее нагреваемое покрытие, на котором были сформированы низкоомные токоведущие дорожки, с установленными на них контактными площадками электропитания, которые соединены проводами электропитания с источником питания.
Целесообразно, чтобы в инфракрасном обогревателе на внешние стеклянные пластины нагревательной панели было нанесено декоративное покрытие.
Для более полного раскрытия полезной модели далее приводится описание конкретных возможных вариантов ее исполнения, которые поясняются соответствующими чертежами.
Фиг. 1 - внешний вид напольного инфракрасного обогревателя.
Фиг. 2 - внешний вид настенного или потолочного инфракрасного обогревателя.
Фиг. 3 - поперечный разрез нагревательной панели.
Фиг. 4 - поперечный разрез нагревательной панели с селективным теплоотражающим покрытием.
Фиг. 5 - поперечный разрез нагревательной панели со вторым токопроводящим нагреваемым покрытием.
В предпочтительном варианте выполнения инфракрасный обогреватель содержит нагревательную панель 1, установленную в корпусе 2 обогревателя (Фиг. 1-2).
При этом корпус 2 напольного варианта инфракрасного обогревателя выполнен в виде горизонтально ориентированной треугольной призмы со срезанным верхним основанием 3, по всей длине которого расположена направляющая для размещения и закрепления в ней нагревательной панели 1, а нижнее основание 4 выполнено вогнутым внутрь, с образованием двух протяженных по всей длине призмы опор (Фиг. 1).
Корпус 2 для настенного или потолочного варианта инфракрасного обогревателя предпочтительно может быть выполнен в виде рамы 5, в которую установлена нагревательная панель 1 (Фиг. 2). При этом на раме 5 могут быть выполнены элементы 6 для крепления ее к потолку или стене в виде кронштейнов, рейлингов, цепей, или других аналогичных приспособлений.
Нагревательная панель 1 инфракрасного обогревателя содержит, по меньшей мере, две стеклянные пластины 7 из закаленного стекла, предпочтительно толщиной 5-10 мм, установленные параллельно друг другу, при этом на внутренней поверхности первой из стеклянных пластин 7 выполнено токопроводящее нагреваемое покрытие 8, на котором сформированы низкоомные токоведущие дорожки 9, с установленными на них контактными площадками электропитания 10, которые соединены проводами электропитания 11 с источником питания. При этом стеклянные пластины 7 склеены между собой склеивающим слоем 12 (Фиг. 3-4).
Выполнение нагревательной панели 1 из склеенных между собой закаленных стеклянных пластин 7 обеспечивает не только высокую прочность нагревательной панели 1, но также и безопасность ее использования при ее разрушении, так как при разрушении закаленных стеклянных пластин 7 они распадаются на осколки стекла с тупыми гранями.
Процесс получения закаленных стеклянных пластин 7 из силикатного стекла, заключается в закалке силикатного стекла, который заключается в его нагревании до температуры 650-680°С с последующим быстрым его охлаждением воздухом.
В результате такого процесса происходит неравномерное распределение температуры по толщине стеклянных пластин 7, и в них образуются остаточные поверхностные напряжения сжатия, которые обеспечивают повышенную механическую прочность и термостойкость, которые особенно необходимы при использовании данной конструкции из склеенных между собой стеклянных пластин 7, в качестве нагревательной панели 1 инфракрасного обогревателя.
Токопроводящее нагреваемое покрытие 8 на внутренней поверхности первой стеклянной пластины 7 выполнено в виде светопрозрачного нанопокрытия толщиной 3-400 нм, и содержит, по меньшей мере, один слой, выполненный из материала, выбранного из группы, содержащей серебро, олово, медь, никель, алюминий, магний, кремний, а также из всевозможных соединений данных металлов с другими веществами.
А склеивающий слой 12 может представлять собой отвержденный склеивающий слой раствора высокомолекулярного полиэфирного олигомера в метилметакрилате в виде фотоотверждаемой композиции, или поливинилбутиральную пленку, или этилвинилацетатную пленку.
Низкоомные токоведущие дорожки 9 сформированы на поверхности токопроводящего нагреваемого покрытия 8 путем нанесения на поверхность покрытия сплава на основе окиси олова или серебра.
Также обогреватель может содержать, по меньшей мере, один датчик температуры 13 и электронную систему управления 14 режимом подогрева, которая связана с контактными площадками электропитания 10 и датчиками температуры 13. При этом датчики температуры 13 и электронная система управления 14 режимом подогрева размещены в корпусе 2 обогревателя.
Стеклянные пластины 7 из закаленного стекла могут иметь фаску 15 (обычно 1×45°), выполненную на их краях по всему периметру данных стеклянных пластин 7, что обеспечивает повышение прочности. Это делается для того, чтобы убрать концентраторы напряжений перед закалкой каждого силикатного стекла.
На внутренней поверхности второй стеклянной пластины 7 может быть размещено селективное теплоотражающее покрытие 16, выполненное из материала, выбранного из группы, содержащей оксид кобальта, оксид олова, оксид меди (Фиг. 4).
Использование селективного теплоотражающего покрытия 16 позволяет увеличить степень отражения теплового излучения от внутренней поверхности второй стеклянной пластины 7, и направить его в сторону первой стеклянной пластины 7.
Особенно это целесообразно для настенных и потолочных обогревателей, где необходимо направить тепловое излучение в сторону токопроводящего нагреваемого покрытия 8, чтобы не греть поверхность стены или потолка.
Кроме того, в нагревательной панели 1, на внутренней поверхности второй из стеклянных пластин 7 может быть размещено токопроводящее нагреваемое покрытие 8, на котором сформированы низкоомные токоведущие дорожки 9, с установленными на них контактными площадками электропитания 10, которые соединены проводами электропитания 11 с источником питания (Фиг. 5).
Этот вариант выполнения обогревателя особенно целесообразен для напольного обогревателя, у которого обе внешние стеклянные пластины 7 являются нагревательными.
Также в инфракрасном обогревателе нагревательная панель может быть выполнена с нанесением декоративного покрытия на внешние стеклянные пластины в виде рисунка или тонировки.
Работает инфракрасный обогреватель следующим образом.
При подключении данного инфракрасного обогревателя к электрической сети, токопроводящее нагреваемое покрытие 8 начинает активно излучать тепловое инфракрасное излучение, обогревая поверхности стеклянных пластин 7, которые долго сохраняют и рассеивают тепло в помещение, в котором установлен обогреватель.
Таким образом, в представленном инфракрасном обогревателе удалось значительно повысить его прочность за счет выполнения его нагревательной панели 1 из многослойного стекла, из нескольких стеклянных пластин 7, склеенных между собой склеивающим слоем. При этом крайние стеклянные пластины 7 выполнены из закаленного стекла, что также значительно повышает прочность нагревательной панели 1, а также обеспечивает безопасность ее эксплуатации, так как при ее повреждении внешние стеклянные пластины 7 из закаленного стекла распадаются на осколки стекла с тупыми гранями.
Также за счет наличия в данном инфракрасном обогревателе корпуса 2 оригинальной конструкции удалось значительно повысить надежность эксплуатации обогревателя, так как данный корпус 2 защищает поверхность нагревательной панели 1 от различных загрязнений, обеспечивает безопасность эксплуатации нагревательной панели 1 и повышенный срок ее эксплуатации.
Кроме того, наличие в данном инфракрасном обогревателе корпуса 2 оригинальной конструкции, с нижними протяженными опорами, обеспечивает надежную установку обогревателя на полу, а также его крепление на стене и потолке за счет размещения на данном корпусе 2 различных приспособлений для его крепления.
Также за счет использования в инфракрасном обогревателе селективного теплоотражающего покрытия на внутренней стенке второй внешней стеклянной пластины 7 удалось обеспечить отражение теплового излучения от поверхности второй внешней стеклянной пластины 7 во внутрь помещения, что позволило решить проблему локального нагрева стены или потолка при работе обогревателя.
Как очевидно специалистам в данной области техники, данную полезную модель легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данной полезной модели.
При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем полезной модели представлен ее формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данной полезной модели.