ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электронагревателям, которые могут быть использованы для обогрева воздуха в жилых и административных помещениях и поддержания в них комфортной температуры.
Известен электрический обогреватель, содержащий плоский пленочный нагреватель, размещенный на рассеивающей тепло металлической пластине и закрытый кожухом с теплоизоляцией. При этом вся конструкция помещена в вертикальном положении в наружном кожухе коробчатой формы с отверстиями в нижней и верхней его частях для прохождения потока подогреваемого воздуха (См. Заявка на изобретение РФ №95120825/09 по кл. МПК Н05В 3/30, заявл. 09.12.1995 г., опубл. 20.12.1997 г. «Электроконвектор»). Недостаток известного технического решения является то, что в нем находится один мощный пленочный нагреватель, который располагается между рассеивающей пластиной, закрытым кожухом с теплоизоляцией и корпусом электроконвектора. Пленочный нагреватель имеет высокую температуру нагрева, а значит и большое потребление электроэнергии. Нагреватель расположен между рассеивающей тепло металлической пластиной и кожухом с теплоизоляцией, следовательно основной тепловой поток направлен только в одну сторону, в сторону рассеивающей тепло металлической пластины. В другую сторону тепловой поток не проходит, так как он закрыт кожухом с теплоизоляцией. Вся эта конструкция помещена в наружный кожух коробчатой формы с отверстиями в нижней и верхней его частях. Холодный воздух входящий в корпус через нижнее отверстие, которое имеет диаметр равный диаметру верхнего отверстия, не успевает нагреться, так как не создается турбулентность внутри корпуса. Передняя и задняя часть корпуса не выделяет теплового потока, так как передняя стенка отсечена теплоизоляцией, а задняя просто не успевает нагреться, что значительно снижает КПД известного устройства.
Также известен электрический обогреватель, содержащий плоский нагреватель, в виде толстопленочного резистивного элемента описанного в патенте РФ №2054720 по кл. МПК Н01С 7/00, заявл. 12.10.1992 г., опубл. 20.02.1996 г. «Толстопленочный резистивный элемент». Плоский нагреватель жестко соединен с контактной плоскостью узла рассеивания тепла и представляет собой объемный элемент для формирования турбулентного потока воздуха. Плоский нагреватель и узел рассеивания тепла расположены вертикально в наружном корпусе. Между корпусом и плоским нагревателем расположены тепловые экраны. В нижней и верхней части наружного корпуса имеются щели. Ширина нижней щели больше чем ширина верхней.
Недостатком известного технического решения является использование мощных, высокотемпературных плоских нагревателей (до 500 Гр.С). Так же из за высокой температуры нагревателя внутри корпуса между передней и задней стенкой приходится устанавливать защитные тепловые экраны, что снижает прохождение тепловых потоков через корпус и как следствие снижает КПД устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройств и выбранным в качестве наиболее близкого аналога является электрический обогреватель, содержащий кожух, пленочные нагреватели, расположенные параллельно с внутренней части передней и задней стенок кожуха, и плотно прилегающие к вышеуказанным стенкам, узел рассеивания тепла, выполненный в виде объемного элемента с внутренними каналами. (См. патент РФ на полезную модель №132662 по кл. МПК Н05В 3/30, заявл. 14.02.2013 г., опубл. 20.09.2013 г. «Электрический обогреватель»).
Недостатком известного технического решения является использование двух пленочных нагревательных элементов и узла рассеивания тепла в виде радиатора внутри которого при помощи параллельно расположенных пластин (конвекционных ребер) выполнены вертикальные каналы. При изготовлении кожуха с вмонтированными в него конвекционными ребрами используется много металла, так же они сложны в изготовлении, и как следствие достаточно дороги.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции электрического обогревателя, снижение затрат на его изготовление и, как следствие, удешевление электрического обогревателя при одновременном увеличении его эффективности за счет обеспечения максимального отвода тепла от электрического обогревателя в обогреваемое помещение при минимальных энергозатратах.
Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является оптимизация конструкции устройства за счет установки дополнительного металлического кожуха коробчатой формы, передняя и задняя стенки которого примыкают к нагревателям, отличающегося простотой конструкции и обеспечивающего повышение эффективности теплоотдачи.
Кроме того, задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала технических средств, обеспечивающих нагрев помещений и поддержание в них комфортной температуры, следовательно, дополнительный технический результат заключается в реализации этого назначения.
Поставленная задача достигается тем, что в электрическом обогревателе, содержащем кожух, пленочные нагреватели, расположенные параллельно с внутренней части передней и задней стенок кожуха, и плотно прилегающие к вышеуказанным стенкам, согласно полезной модели, между пленочными нагревателями установлен дополнительный металлический кожух коробчатой формы, передняя и задняя стенки которого примыкают к нагревателям.
Дополнительный металлический кожух коробчатой формы может быть выполнен толщиной 30-60 мм.
В нижней и верхней частях кожуха могут быть выполнены отверстия, при этом диаметр отверстий в нижней части кожуха больше диаметра отверстий в верхней части кожуха.
На внутренней стороне дополнительного кожуха в верхней его части может быть выполнена пластина, которая перекрывает верхнюю часть коробчатого кожуха на 18-20% от его толщины.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемое устройство электрического обогревателя не известно т.е. соответствует критерию «новизна».
Предлагаемый электрический обогреватель может быть изготовлен на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.
Таким образом, заявляемый электрический обогреватель соответствует критерию «промышленная применимость».
Установка дополнительного металлического кожуха коробчатой формы между пленочными нагревателями, передняя и задняя стенка которого примыкают к нагревателям позволяет создать дополнительный узел рассеивания тепла простой конструкции, что упрощает конструкцию электрического обогревателя в целом, снижает затраты на его изготовление и одновременно повышает эффективность его работы за счет обеспечения максимального отвода тепла от электрического обогревателя в обогреваемое помещение при минимальных энергозатратах, определяемых применением пленочных нагревателей, при этом дополнительный металлический кожух обеспечивает получение турбулентного потока воздуха, что так же способствует увеличению отвода тепла от электрического обогревателя в обогреваемое помещение и тем самым повышает эффективность его работы.
Выполнение дополнительного металлического кожуха коробчатой формы толщиной 30-60 мм позволяет достичь максимального отвода тепла от электрического обогревателя в обогреваемое помещение при минимальных затратах на его изготовление, что в свою очередь снижает затраты на изготовление электрического обогревателя в целом при одновременном увеличении эффективности его работы.
Выполнение в нижней и верхней частях кожуха отверстий, при этом диаметр отверстий в нижней части кожуха больше диаметра отверстий в верхней части кожуха, обеспечивает увеличения движения воздуха и его перемешивания, что в свою очередь повышает эффективность работы электрического обогревателя за счет обеспечения максимального отвода тепла от него в обогреваемое помещение.
Выполнение на внутренней стороне дополнительного кожуха в верхней его части пластины, которая перекрывает верхнюю часть коробчатого кожуха на 18-20% от его толщины, позволяет обеспечить фиксацию коробчатого кожуха и одновременно служит для формирования турбулентного потока воздуха и увеличения конвекции, что так же повышает отвод тепла от электрического обогревателя в обогреваемое помещение, повышает эффективность его работы.
Кроме того, заявляемая конструкция электрического обогревателя предусматривает выполнение модернизации за счет возможности установки двух и более плоских пленочных нагревателей и установки нескольких дополнительных металлических кожухов при необходимости обогрева помещений большой площади, при этом заявитель рекомендует использование пленочных нагревателей конструкция которых защищена патентом РФ на полезную модель №152927 «Пленочный электронагреватель», которые позволяют при минимальных энергозатратах произвести максимальный отвод тепла в обогреваемое помещение.
Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого электрического обогревателя позволяет достичь заявленного технического результата, а именно оптимизация конструкции устройства за счет установки дополнительного металлического кожуха коробчатой формы, передняя и задняя стенки которого примыкают к нагревателям, отличающегося простотой конструкции, и обеспечивающего повышение эффективности теплоотдачи.
И, следовательно, решить поставленную задачу - упростить конструкцию электрического обогревателя за счет замены узла рассеивания тепла сложной конструкции, большой металлоемкости на дополнительный кожух коробчатой формы, который отличается простотой конструкции и малой металлоемкостью, что снижает затраты на изготовление электрического обогревателя при одновременном увеличении эффективности его работы за счет обеспечения максимального отвода тепла от электрического обогревателя в обогреваемое помещение при минимальных энергозатратах.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами:
На фиг. 1 - изображен вид сверху на электрический обогреватель в разрезе
На фиг. 2 - изображен вид сверху на электрический обогреватель
Электрический обогреватель содержит кожух 1, пленочные нагреватели 2, расположенные параллельно с внутренней части передней и задней стенок кожуха 1, и плотно прилегающие к выше указанным стенкам, между пленочными нагревателями 2, установлен дополнительный металлический кожух 3, передняя и задняя стенки которого примыкают к нагревателям 2.
Дополнительный металлический кожух 3 коробчатой формы может быть выполнен толщиной 30-60 мм.
В нижней и верхней частях кожуха 1 могут быть выполнены отверстия 4,5, при этом диаметр отверстий 5 в нижней части кожуха 1 больше диаметра отверстий 4 в верхней части кожуха 1.
На внутренней стороне дополнительного кожуха 3 в верхней его части может быть выполнена пластина 6, которая перекрывает верхнюю часть коробчатого кожуха на 18-20% от его толщины.
Электрический обогреватель работает следующим образом:
После подключения электрического обогревателя к электросети происходит прогрев передней и задней стенок кожуха 1, одновременно происходит нагревание и дополнительного металлического кожуха 3, холодный воздух попадает в обогреватель через нижние отверстия 5 в кожухе 1, нагревается, увеличивается в объеме и выходит через верхние отверстия 4 меньшего диаметра, при этом нагрев холодного воздуха происходит и за счет тепла исходящего от стенок кожуха 1 и от стенок кожуха 3, который фактически является дополнительным узлом рассеивания тепла, пластина 6 при этом способствует формированию турбулентного потока воздуха и увеличению конвенции, что также увеличивает отвод тепла от электрического нагревателя в обогреваемое помещение и тем самым повышает эффективность работы обогревателя.
В комплект электрического обогревателя входят кронштейны для крепления его к стене и теплоотражающий материал типа «Изолон», «Мегафлекс». При необходимости крепления электрического обогревателя к стене предварительно крепят теплоотражающий материал, который служит экраном, который отражает тепловые лучи и отправляет их обратно в электрообогреватель, тем самым увеличивается температура воздуха внутри дополнительного кожуха 3, далее происходит дополнительный прогрев лицевой стороны кожуха 1 обогревателя от которой тепловое излучение попадает непосредственно в помещение. Происходит как бы двойной эффект. Естественная конвенция и тепловое излучение от лицевой стороны обогревателя работают одновременно и повышают отвод тепла от нагревателя в обогреваемое помещение при минимальных энергозатратах на работу пленочных нагревателей 2, которые потребляют очень мало электроэнергии, но при этом выделяют большое количество тепловой энергии, которая практически без потерь передается на нагрев стенок кожуха 1 и кожуха 3 и от них тепло передается в обогреваемое помещение.
Экспериментально Заявителем определен КПД, который составляет 99,7-99,8%.