ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ
Полезная модель относится к средствам нагрева твердых, жидких и газообразных сред и может быть использована в отопительных, сушильных и других теплотехнических системах.
Известен нагреватель воздуха, в котором для нагрева воздуха используется электронагревательная лента, намотанная на каркас с помощью изоляторов в несколько слоев. При этом, в зазорах между слоями ленты установлены диэлектрические пластины, играющие роль вторичных излучателей (Авторское свидетельство СССР N 731212, МКИ F 24 Н 3/10, 1980) 1.
Однако, при такой конструкции каркаса нагревателя воздуха и способе намотки электронагревательной ленты образуются концентрические вертикальные контуры нагрева с дополнительными пластинами, что значительно затрудняет прохождение потока воздуха через щелевые каналы. В результате этого снижается эффективность съема тепла с поверхности электронагревательной ленты. Применение диэлектрических пластин приводит к усложнению конструкции в целом. Неэффективность этой конструкции подтверждается так же и тем, что воздух проходит практически только вдоль одной ширины ленты, которая не может быть достаточно широкой, так как увеличение ее ширины ведет к падению омического сопротивления. В этом случае время прохождения воздуха вдоль ленты настолько мало, что он практически не успевает прогреться. Это значительно увеличивает время нагрева помещения. Кроме того, электронагревательная лента, навитая в несколько слоев, взрывоопасна, так как пыль и осадки, собирающиеся между слоями, практически нельзя удалить.
МКИ: Н 05 В 3/64
Известен электроконвектор, в котором греющие секции установлены в защитном кожухе (вертикально) с образованием между ними зазоров для прохода воздуха. Нагревательные секции выполнены из гибкой нагревательной ленты, закрепленной на решетчатом каркасе. Секции образованы и состыкованы между собой вертикально установленными рамками с закрепленными на них и расположенными на электроизоляционном материале ленточными нагревателями с образованием замкнутых поверхностей, размещенных одна в другой и имеющих переменную высоту, увеличивающуюся от внутренней секции к наружной (Авторское свидетельство СССР N 1749641, МКИ F 24 Н 3/04,1992) 2.
Однако, конструкция этого нагревателя сложна по исполнению и ненадежна в работе, так как расположение нагревательных секций замкнутыми одна в другую ведет к перегреву и, как следствие, к разрушению нагревательной ленты из-за дополнительного ее нагрева со всех сторон. В описании этой конструкции не указано какой применен изоляционный материал, необходимый для защиты корпуса от нагревательной ленты, как и где он расположен. Кроме того, при необходимости изготовления данного электроконвектора с различными мощностями, а так же для однофазной или трехфазной электрической сети, требуется не только электрический перерасчет всех нагревательных секций, но и конструктивная переработка всей конструкции в целом.
Была поставлена задача создания электронагревателя, который позволил бы обеспечить высокую эффективность и надежность работы, а также обладал бы расширенными функциональными возможностями.
Эта задача была решена настоящей полезной моделью.
2fssotfw
В электронагревателе, содержащем греющие секции, установленные в защитном кожухе с образованием между собой зазоров для прохода воздуха и образованные вертикально установленными рамками с закрепленными на них и расположенными на электроизолирующем материале ленточными нагревателями, согласно полезной модели, каркас каждой из секций выполнен в виде жесткой рамки с пружинным компенсатором теплового линейного расширения нагревательной ленты, электроизоляционный материал выполнен из формового термостойкого фарфора или минеральной ваты, поверх которого навита нагревательная лента с зазорами между витками, а между секциями расположены теплоотражающие экраны.
Над секциями предпочтительно размещены водосливные экраны, сверху закрытые решеткой.
В верхней части секций наклонно размещены предпочтительно патрубки для конвективного прохода рабочей среды.
Верхняя часть защитного кожуха предпочтительно выполнена в виде расширяющегося раструба для размещения теплоаккумулирующих элементов.
В предпочтительном варианте выполнения полезной модели электронагреватель снабжен выносным автоматическим электронным пультом управления и дистанционным датчиком температуры.
Рамки предпочтительно выполнены составными с возможностью сборки и разборки.
Минеральная вата, в частности, может быть использована в виде простеганных полотен.
На фиг.1 изображен электронагреватель, общий вид; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.З - то же, поперечный разрез; на фиг.4 - узел фиксации ленты в изоляторах; на фиг.З - тепловые компенсаторы (варианты а и б); на фиг.6 - узел крепления секций между собой; на фиг.7 - водосливной экран для варианта бани- сауны.
Электронагреватель состоит из нагревательных секций 1, защитного кожуха 2, выносного автоматического электронного пульта управления 3 и дистанционного датчика температуры 4.
Каркас каждой секции 1 выполнен в виде жесткой рамки, состоящей из
двух горизонтальных стержней 5, закрепленных по краям в стенках 6. На горизонтальных стержнях 5 расположены изоляторы 7, выполненные из формового термостойкого фарфора. Нагревательная лента 8 навита поверх изоляторов 7 с зазорами, образованными выступающими фланцами изоляторов, которые надежно фиксируют нагревательную ленту от горизонтальных смещений и короткого замыкания между витками. Для компенсации вертикального провиса нагревательной ленты при тепловом линейном расширении, в нижней части стенок 6 сделаны вертикальные пазы, в которых размещаются торцы нижних горизонтальных стержней 5, снабженные ленточным или пружинным компенсатором 9. Между секциями 1 расположены теплоотражающие экраны 10, а над секциями водосливные экраны 11, которые сверху закрыты решеткой 12. В верхней части секции 1 наклонно размещены патрубки 13. В верхней расширяющейся части защитного кожуха 2 размещены термоаккумулирующие элементы 14 (для варианта бани-сауны).
Электронагреватель работает следующим образом. При подаче напряжения на ленту 8, за счет ее электросопротивления, она нагревается до определенной температуры. По всей высоте секции 1 образуются вертикальные нагретые поверхности, соприкасаясь с которыми, воздух, находящийся в зазорах между секциями 1, нагревается и поднимается вверх. На смену нагретому воздуху, выходящему из электронагревателя, снизу , через пространство под нагревательными секциями 1, поступает холодный воздух. Таким образом, создается естественная циркуляция воздуха через электронагреватель.
Конструкция каждой секции унифицированная, что позволяет собирать электронагреватели любых мощностей из N-ro числа секций, причем при включении электронагревателя в трехфазную сеть количество секций должно быть кратное трем, а при включении в однофазную сеть - любое.
Расчет мощности нагревательной ленты 8 в одной унифицированной секции производится по формуле:
где : U2 S Рс  ----- cos ф ; Рс-мощность выделяемая на ленте; U-напряжение подведенное к ленте; S-площадь поперечного сечения ленты; pl / - длина ленты; cos ф - коэффициент мощности. Суммарная мощность электронагревателя, состоящего из N секций: Нагревательные секции в предлагаемом электронагревателе не образуют замкнутого контура, поэтому зазор между ними можно легко регулировать так, чтобы проходящий воздух свободно их охлаждал. Чтобы избежать перекрестного перегрева одной секции от другой, а так же для увеличения скорости конвекционного потока, между секциями расположены теплоотражающие экраны 10. При использовании электронагревателя для нагрева жидких и газообразных сред, в секциях 1 предусмотрены наклонные патрубки 13, у которых при соединении нескольких секций могут объединяться входные и выходные отверстия как внутри защитного кожуха 2, так и снаружи. При использовании электронагревателя для обогрева помещений (в том числе бань и саун), на решетку 12 возможна укладка тегоюаккумулирующих элементов 14, например камней талько-хлоритовых, а в варианте бани поливание камней водой. Для защиты нагревательной ленты от попадания воды предусмотрены водосливные экраны 11, отводящие излишки воды в сторону боковых стенок защитного кожуха 2. Наличие выносного автоматического электронного пульта управления 3 с дистанционным датчиком температуры 4 существенно расширяет функциональные возможности электронагревателя, так как позволяет автоматически поддерживать заданную на пульте температуру в обогреваемом помещении. Ps -N PC
Наиболее эффективно можно использовать данный электронагреватель для обогрева помещения бани или сауны, так как кроме непосредственно обогрева парного помещения бани-сауны и получения пара, возможен подогрев воды через патрубки 13, например для душа.