ПАНЕЛЬНЫЙ ИНФРАКРАСНЫЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области производства электрических инфракрасных обогревателей и может быть использована для расчета электрических инфракрасных систем, выбора инфракрасного оборудования для обогрева жилых складских и производственных помещений различной площади, объема в качестве как основного, так и дополнительного источника тепла.
Известен инфракрасный обогреватель [1], содержащий трубчатый нагреватель (ТЭН), диаметр которого рассчитывается в зависимости от погонной мощности, длины волны излучения и эмпирического размерного коэффициента.
Известен электронагреватель [2], содержащий теплоизолирующий корпус с внутренней поверхностью в виде ложемента, отражатель, инфракрасные излучатели, число которых выбрано кратным трем, а в качестве излучателей использованы трубчатые нагревательные элементы.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной полезной модели является панельный инфракрасный обогреватель, содержащий металлический корпус с продольными направляющими для установки узла инфракрасного излучения, теплоизолирующую прокладку, отражатель, узел инфракрасного излучения, состоящий из панели излучателя, снабженную трубчатым электронагревателем на внутренней стороне излучателя, размещенным в держателе в виде продольной консоли, и развитую (пилообразного сечения) излучающую поверхность на наружной стороне излучателя, узел крепления и цепь подключения электронагревателя к сети [3].
Недостатком известных обогревателей является сложная взаимосвязь параметров конструктивных элементов, что затрудняет оптимальный выбор типа инфракрасного обогревателя для конкретных условий его эксплуатации с высоким КПД и с низкими затратами электроэнергии, гарантией соблюдения санитарно-гигиенических требований.
В настоящей заявке поставлена задача при сохранении основных принципов использования материалов и технических приемов при разработке электрических инфракрасных систем создать простой многоцветный обогреватель с повышенными технико-экономическими и эксплуатационными характеристиками.
Поставленная задача и сущность полезной модели выражаются тем, что в отличии от известного панельного инфракрасного обогревателя [3], содержащего металлический корпус с продольными направляющими для установки узла инфракрасного излучателя, теплоизолирующую прокладку, отражатель, узел инфракрасного излучения, включающий панель излучателя, снабженную трубчатым электронагревателем на внутренней стороне излучателя, размещенным в держателе в виде продольной консоли, и развитую излучающую пилообразную поверхность на наружной стороне излучателя, в заявленной полезной модели развитая излучающая поверхность выполнена в виде профиля синусоидальной формы с равнозначным радиусом в вершинах и впадинах в интервале значений 0,6-0,8 мм, причем центры радиусов по длине и ширине излучающей поверхности расположены в единой горизонтальной плоскости и на прямых линиях поперечного сечения панели излучателя, лежащих в этой плоскости, при этом внешняя развитая поверхность панели излучателя покрыта твердым анодированным слоем.
Заявленный интервал значений равнозначных радиусов профиля синусоидальной формы поперечного сечения панели излучателя установлен экспериментально.
Профильные панели выпрессовывали из алюминия с помощью методов и оборудования для точного прессования, штамповки. Плоскостность, размерные параметры наружной излучающей поверхности по ширине и длине панели контролировали с помощью современных измерительных приборов, сканеров, шаблонов.
Панели устанавливали в плоский обогреватель. Для каждого типоразмера профиля обеспечивали единый режим нагрева для инфракрасного излучения обогревателя, его размещение по высоте и по отношению к обогреваемой поверхности.
В таблице приведены данные, характеризующие изменение технико-экономических показателей работы инфракрасного обогревателя с развитой излучающей внешней поверхности панели в виде синусоидального профиля в поперечном сечении. Наличие указанного профиля, по сравнению, например с пилообразной развитой поверхностью панели, улучшает показатели работы инфракрасного обогревателя. Причем наиболее высокий комплекс значений показателей, характеризующих работу обогревателя, установлены при равнозначных радиусах в вершинах и впадинах синусоидального профиля поперечного сечения панели в интервале их значений равных 0,60-0,80 мм (табл. позиции 2-6). Кроме этого за счет применения оригинального рельефа предлагаемой развитой поверхности увеличивается площадь отапливаемой поверхности на 15-20%.
Излучающая поверхность металлической панели, особенно из алюминия, в процессе эксплуатации подвергается атмосферной коррозии. В результате чего излучающая поверхность панели теряет чистоту, излучающую способность. Для предотвращения возможных негативных последствий и увеличения срока работы нагревателя в заданном проектном режиме, в заявленном варианте полезной модели на излучающую поверхность наносят покрытие в виде твердого анодированного слоя.
Изготовление наиболее сложного элемента конструкции инфракрасного обогревателя панели, например из алюминия, с развитой поверхностью излучения с поперечным профилем в форме синусоиды с равнозначными радиусами в вершинах и впадинах технических затруднений не вызывает.
На фиг. изображен общий вид в поперечном разрезе пластинчатого инфракрасного обогревателя и сечение развитой поверхности в увеличенном масштабе. Обогреватель состоит из металлического корпуса 1. В нижней части внутри корпуса по боковым стенкам выполнены продольные направляющие 2. В корпусе 1 на его ширину и длину размещены отражатель 3 и теплоизолирующая прокладка 4, а под отражателем 3 помещена панель излучателя 5 со скошенными от центра к краям поверхностями. По длине панели 5 на боковых кромках выполнены продольные пазы 6.
1
2
1
2
В средней части тела панели 5, обращенной к отражателю 3, по ее длине выполнен узел инфракрасного излучения 7, состоящий из трубчатого электронагревателя (ТЭН) 8, помещенного в продольную консоль 9. На противоположной узлу инфракрасного излучения 7 плоской стороне панели 5 имеется развитая поверхность 10 в поперечном профиле в форме синусоиды с равнозначным радиусом в вершинах (R) и впадинах (R). При R=R центры радиусов по длине и ширине развитой поверхности 10 расположены в единой горизонтальной плоскости 11 и на прямых линиях 12 поперечного сечения панели излучателя 5, лежащих в единой горизонтальной плоскости (фиг. по А в увеличенном масштабе). Профильная излучающая поверхность 10 панели 5 покрыта твердым анодированным слоем 13. На верхней поверхности металлического корпуса имеются элементы узла крепления 14 для подвески обогревателя в рабочее положение.
Панельный инфракрасный обогреватель работает следующим образом. Во внутрь корпуса 1 по продольным направляющим 2 укладывают отражатель 3 (например из оцинкованной стали), сверху по контуру отражатель укрывается тепло-изолирующей прокладкой 4 (например, из базальтно-минерального материала).
Формирование панели (из алюминия) излучателя 5 с узлом излучения 7, продольной консолью 9 и пазами 6, а также с развитой синусоидальной поверхностью 10 и нанесение на нее твердого анодированного слоя 13 (толщина ~ 3 мкм) осуществляют по специальной технологии.
В узел инфракрасного излучения 7 сформированной панели 5 в сквозное отверстие продольной консоли 9 с натягом устанавливают ТЭН 8 (из нержавеющей стали). Затем по продольным направляющим 2 корпуса 1 и продольным пазам 6 готовую панель излучателя 5 устанавливают внутри корпуса 1 над отражателем 3, вогнутым в сторону скошенных поверхностей панели 5. По цепи подключения (на фиг. не показана) на ТЭН 8 узла инфракрасного излучения 7 подают электропитание, в работе проверяют достижение проектных характеристик и сертифицируют панельный инфракрасный обогреватель как товарную продукцию.
Форма исполнения корпуса 1 и размещение теплоизолирующей прокладки 4 и отражателя 3 над панелью 5 значительно снижают потери тепловой энергии от
внутренней поверхности панели на нагрев металлического корпуса 1 за счет эффективного возврата теплового потока отражателем 3 в тело панели 5 и как следствие этого увеличивается удельная мощность потока инфракрасного излучения развитой поверхности 10 панели 5.
В целом элементы конструкции панельного инфракрасного обогревателя изготавливают из доступных материалов. Конструкция обогревателя проста в изготовлении и экономически эффективна в эксплуатации. Из панелей могут комплектоваться секции, кассеты, что позволяет расширить область использования предлагаемого обогревателя и реализовать все преимущества инфракрасных систем отопления в первую очередь по сравнению с традиционными конвекторными системами отопления, а именно, уменьшить в 2 раза расход мощности на единицу площади обогрева, снизить сроки проектирования и затраты на изготовление оборудования и монтаж на 20-30%, увеличить срок службы системы отопления до 15-20 лет и существенно улучшить санитарно-гигиеническую и экологическую ситуацию в производственных, офисных и жилых помещениях.
2
Пример выполнения. Изготовлена партия панельных инфракрасных обогревателей с учетом применения синусоидального профиля развитой излучающей поверхности панели излучателя. По специальной технологии изготовлены панели из алюминия с профилем в поперечном сечении в форме синусоиды с радиусами в вершинах и впадинах волны равных 0,75 мм. Поверхность излучения анодировали слоем толщиной 35 мкм. Габаритные размеры панели обогревателя составили: длина, ширина, высота соответственно 1654×414×48 мм. Мощность ТЭНа 4 кВт, площадь обогрева 10 м. Климатическое исполнение соответствует ГОСТ 15150 (УЗЛ4). Степень защиты от поражения электрическим током - 1 класс. Обогреватели сертифицированы, имеют санитарно-эпидемиологическое заключение.
Применение обогревателя осуществляется в соответствии со СНИП 2.04.05-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Номинальный режим работы - продолжительный. Условия эксплуатации - без надзора.
В зависимости от площади обогрева помещения обогреватели комплектуются по нескольку штук в кассеты, секции.
Использование нового панельного инфракрасного обогревателя подтверждает его надежность, экономичность, в частности за счет увеличения площади обогрева одного обогревателя до 30%, что дает возможность использовать меньшее количество обогревателей при обогреве помещений с большими площадями и экономить электроэнергию (20-25%).
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Заявка на изобретение №2002127469/09, БИМП №23, 20.08.2004 г.
2. Полезная модель, патент РФ №44169, БИМП №6, 27.02.2005 г.
3. Полезная модель, патент РФ №29985, БИМП №16, 10.06.2003 г.
ТаблицаТехнико-экономические характеристики заявленного инфракрасного обогревателя<sup>*</sup>)
№ п/п
Радиусы синусоидного профиля поперечного сечения панели излучателя, мм
Увеличение площади излучения, м<sup>2</sup>
Удельная мощность теплового потока, Вт/м<sup>2</sup>
КПД, %
1.
0,55
0,159
70-87
85-87
2.
0,60
0,195
87-96
86-90
3.
0,65
0,200
90-97
87-90
4.
0,70
0,220
90-100
88-92
5.
0,75
0,225
90-100
90-93
6.
0,80
0,220
90-95
90-93
7.
0,85
0,180
70-85
80-85
<sup>*)</sup> При равных условиях испытания, потребляемой мощности, габаритных размерах КПД и удельная мощность теплового потока для известного обогревателя составили соответственно 85-87% и 50-80 Вт/м<sup>2</sup>.