ВСТРОЕННЫЙ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЬ

Встроенный электрообогреватель.
Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для использования в монолитных устройствах, предназначенных для электрообогрева помещений, домов, покрытий различного типа.
Известна электрообогревательная система, расположенная внутри строительной панели, выполненной в виде монолитной несущей части на основе бетона. Электронагреватели имеют форму электродов (см. патент Франции № 2511485, 5 МПК F 24 D 13/02, опубл. 1983 г.). При обогреве используется принцип активного нагрева.
Однако, известное устройство имеет низкую эффективность нафева и малую долговечность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является электрообогреватель встроенный в строительную панель (см. патент РФ № 2014414, МПК Е 04С 2/00, опуб. 15.06.94 г.) содержащий размещенные внутри несущей монолитной части, из бетонной смеси, проводящие электроды, и токоподводящий элемент. Электроды выполнены в виде спирали, расположенной снаружи токоподводящего элемента. Спираль и токоподводящий элемент изолированы друг от друга. Токопроводящий элемент может быть выполнен в виде стержня, или в виде трубы, или в виде продольной разрезанной трубы, или в виде продольно разрезанной трубы с расположенной внутри арматуры из токопроводящего материала, причем труба и арматура изолированы друг от друга бетоном.
Кроме ТОГО, имеется внешний токопроводящий элемент в виде трубы, при этом спираль расположена между токопроводящим элементом и внешним токопроводящим элементом и изолирована от элементов бетоном. Спираль соединена с электрической сетью так, что по катушке течет ток. Этот ток за счет индукции наводит ток в токопроводящем элементе, который за счет этих
вихревых токов нагревается. Выделяющееся тепло передается монолитной несущей части.
Однако такая конструкция электрообогревателя имеет низкую эффективность передачи тепла на обогрев помещения и не обеспечивает электробезопасность их применения.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности нагрева и электробезопасности.
Это достигается тем, что известный встроенный электрообогреватель, содержащий монолитную несущую часть и встроенные внутри неё электронагревательные элементы, соединенные межу собой последовательно и параллельно, снабжен секционированной теплоотражательной оболочкой, охватывающей с внутренней стороны электронагревательные элементы, выполненные в виде индукторных блоков, состоящих из цилиндрических катушек намотанных электрически изолированным проводом на токопроводящие и теплоаккумулирующие сердечники.
Кроме того, электронагревательные элементы выполнены в виде токопроводящих и теплоаккумулирующих экранов, охватывающих цилиндр катушки снаружи.
Дополнительно секции теплоотражательной оболочки выполнены в виде параболических цилиндров с нанесённым отражательным слоем, в фокусе которых расположены катушки.
Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана предлагаемая встроенный электронагреватель; на фиг 2, 3, 4 приведены различные конструкции выполнения индукторного блока; на фиг. 5 показано сечение по В-В индукторного блока фиг. 4, на фиг. 6 изображен индукторный блок с встроенным сердечником; на фиг. 7 приведена конструкция индукторного блока, помещенного внутри экрана; на фиг. 8 показано расположение индукторного блока внутри теплоотражательной оболочки, на фиг. 9 и 10 приведены сечения по А-А фиг. 8 при разных конфигурациях
22с л ie( (.-.дО
теплоотражательной оболочки, на фиг. 11 изображена электрическая схема электропитания.
Встроенный электрообогреватель содержит электронагревательные элементы, в виде индукторных блоков 1, расположенных внутри монолитной несущей части 2 и соединённые между собой последовательно и параллельно. Каждый индукторный блок 1 состоит из цилиндрической однослойной индукторной цилиндрической катушки 3 и теплоаккумулирующего сердечника 4, выполненного, например, в виде трубы 5, или сплошного цилиндра 6, или продольно разрезанной трубы 7, или в виде трубы 8 с встроенным металлическим сердечником 9. Индукторная катушка 3 намотана проводом 10 с электрической изоляцией И непосредственно на теплопроводящие и теплоаккумулируюш:ие сердечники 4.
Монолитная несущая часть 2 имеет секционированную теплоотражательную оболочку 12, охватывающую с внутренней стороны 13 электронагревательные элементы.
Индукторный блок 1 может быть расположен внутри токопроводящего трубчатого экрана 14 и заполнен твердеющим наполнителем 15.
Секции теплоотражательной оболочки 12 может быть выполнена в виде параболического цилиндра 16 с нанесенным отражательным слоем 17, в фокусе которого расположена индукторная цилиндрическая катушка 3 с сердечником 4 и экраном 14. Оболочка 12 может устанавливаться на стенах, потолке, полу или одновременно на всей внутренней поверхности помещения.
Индукторные цилиндрические катушки 3 соединены между собой последовательно 19 и параллельно 20 и подключены через преобразователь 21 к сети 50 Гц, который содержит понижающий трансформатор 22, переменный конденсатор 23, включенный параллельно вторичной обмотке трансформатора и датчик температуры 24, подключенный к регулятору режима 25.
Встроенный электронагреватель работает следующим образом.
Электронагреватель реализует совмещённый электромагнитный и тепловой процесс на основе двух явлений термической и электромагнитной индукции.
После включения преобразователя 21, устанавливается заданный режим обогрева с помощью регулятора 25. Индукторные цилиндрические катущки 3, соединенные последовательно и параллельно 19 и 20формируют
индукционные поля, которые возбуждают в сердечниках 4 вихревые токи, обеспечивающие их нагрев до заданной температуры.
Нагрев внешней поверхности проводящего сердечника 4, выполняющего также функции нагревательного элемента, осуществляется за счет трансформации тока протекающего по цилиндрической катушке 3.
Выполнение токопроводящего сердечника 4 в виде трубы с радиальным разрезом обеспечивает увеличение пути тока в нагревательном элементе, при этом ток наведенный на внещней поверхности сердечника, затем замыкается по его внутренней поверхности.
Расположение сплошного цилиндрического сердечника 6 внутри индукторной катушки 3 является еще одним способом формирования теплового потока.
При расположении индукторного блока 1 внутри токопроводящего трубчатого экрана 14 заполненного твердеющим наполнителем 15 обеспечивается дополнительный нафев и экранируется электрическое поле. Оболочка 12 выполняет функции отражения и фокусировки теплового излучения, генерируемого электронагревательным элементом блока 1.
Для того чтобы тепловое излучение отражалось под углом полного внутреннего отражения необходимо подбирать материалы с разными показателями преломления и оптимальную геометрию границы раздела. Например, при использовании материала ZrO2 с высоким коэффициентом преломлением П2 граница раздела между материалом несущей части и материалом стены с показателем преломления HI будет поверхностью полного внутреннего отражения и все тепловое излучение индукторного блока 1 будет
отражаться и внутрь помещения. Тепло индукционно генерируется, накапливается в генерирующих элементах и в виде тепла выводится секциями теплоотражательной оболочки, которые выполняют функции рефлекторов.
Наличие отражательного слоя 17 на цилиндре позволяет увеличить тепловое излучение.
Использование в электронагревателе индукторного блока 1 с цилиндрическим экраном 14 целесообразно использовать для обогрева лестниц, крыльца, карнизов, предохраняя их от обледенения или инея, что, в свою очередь, обеспечивает электробезопасность эксплуатации таких встроенных электрообогревателей.
Встроенные электронагреватели соединяют открытой проводкой параллельно и последовательно в соответствии с номинальным напряжением каждой панели. Электропитание осуществляется от электрической сети или любого другого источника электрического тока различного напряжения, например с использованием понижающего трансформатора 22. Регулировка нагрева производится блоком 25 по сигналу с датчика температуры 24 в интервале 30 ч- 100° С. Блок 25 регулирует подачу мощности на электронагреватели в зависимости от установочной температуры.
Использование переменного конденсатора 23, подключенного параллельно индукторным блокам 1 позволяет формировать резонансный режим обогрева. Емкость конденсатора 23 и суммарная индуктивность электронагревателей на частоте питающей сети образуют колебательный контур. Изменением емкости конденсатора 23 дополнительно регулируется электрическая мощность индукторных блоков 1.