ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ БЫТОВОЙ

Полезная модель относится к электронагревательным устройствам и предназначена для обогрева жилых и бытовых помещений при использовании электроэнергии от возобновляемых источников [F24H 3/04, Н05В 3/12].
В зимнее время года при массовом использовании электронагревательных приборов возможны кратковременные до 10 мин. падения напряжения питающей сети, при этом нагревательные элементы остывают пропорционально падению напряжения, и тем самым снижается общее тепловое излучение электронагревательных приборов, что ведет к существенному снижению температуры воздуха в обогреваемом помещении. Также данный эффект наблюдается при использовании в качестве источника электрической энергии питающей сети ветрогенераторов, выходное напряжение которых пропорционально скорости ветра, при этом падение скорости ветра влечет снижение напряжения питающей сети и понижение температуры в отапливаемом помещении.
Из уровня техники известна ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ [патент Украины на полезную модель №73933], выполненная в виде установленного на опорах каркаса из реек, между которыми размещен проволочный электронагревательный элемент с воздухопроницаемым экраном.
Недостатком аналога является малая тепловая инертность электронагревательной панели, следствием, которого при падении напряжения питающей сети является резкое падение теплового излучения в отапливаемое помещение и снижение температуры окружающего воздуха.
Также из уровня техники известна ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ [патент РФ на полезную модель №19986], содержащая металлический корпус, внутри которого расположен электронагревательный элемент.
Недостатком данного аналога также является малая тепловая инертность тонкостенного металлического корпуса, следствием которого при падении напряжения питающей сети является резкое падение теплового излучения в отапливаемое помещение и снижение температуры окружающего воздуха.
Наиболее близкой по технической сущности является ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ [патент Германии на полезную модель №3711035], состоящая из теплоемкой панели с закрепленными на ее внутренней стороне электронагревательным элементом и отражающей панели с зеркальной внутренней поверхностью, соединенных между собой, при этом теплоемкая панель выполнена из природного камня, а на поверхности обеих панелей выполнены смещенные сквозные отверстия для крепления их болтами.
Недостатком прототипа является большое время, необходимое для нагрева теплоемкой панели, которая обладает большой тепловой инертностью, и как следствие требуется длительное время для нагрева при включении электроприбора, а также после падения напряжения питающей сети.
Техническим результатом полезной модели является снижение времени нагрева при включении электроприбора и после падения напряжения питающей сети.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электронагреватель бытовой, содержащий каменную панель и нагревательный элемент, отличается тем, что каменная панель выполнена из керамогранита, с одной стороны которой установлен металлический корпус, образованный задней, верхней, нижней и боковыми стенками, с внутренней стороны на задней стенке корпуса расположен нагревательный элемент, который выполнен в виде металлического кабеля в кремнийорганической термостойкой изоляции, с внешней стороны на корпусе расположен блок регулирования температуры, который подключен к биметаллическому терморегулятору и термостату, которые последовательно соединены через нагревательный элемент и к которым присоединен кабель питания.
В частности, корпус выполнен с возможностью крепления к стене, при этом в задней стенке корпуса выполнены отверстия, снабженные гайками, к которым с помощью винтов установлены подвесные кронштейны, в которых выполнены отверстия для крепления к вертикальной поверхности.
В частности, корпус выполнен с возможностью установки на полу, при этом в нижней стенке корпуса выполнена пара отверстий, снабженных гайками, к которым с помощью винтов установлены горизонтальные опоры с установленными на них роликами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен вид сбоку бытового электронагревателя в настенном исполнении.
На фиг. 2 представлен вид сбоку бытового электронагревателя в напольном исполнении.
На фиг. 3 представлен вид сзади бытового электронагревателя в настенном исполнении.
На фиг. 4 представлен вид спереди бытового электронагревателя в напольном исполнении.
На фиг. 5 представлена электрическая схема бытового электронагревателя.
На фиг. 6 представлена электрическая схема системы обогрева из нескольких бытовых электронагревателей.
На фиг. 7 приведены эпюры питающего напряжения, тепловыделения металлическим корпусом - тонкая линия и керамогранитной панелью - толстая линия.
На фигурах обозначено: 1 - корпус, 2 - керамогранитная панель, 3 - блок регулирования температуры, 4 - подвесные кронштейны, 5 - горизонтальные опоры, 6 - ролики, 7 - терморегулятор, 8 - термостат, 9 - винты, 10 - отверстия, 11 - нагревательный элемент, 12 - настенный регулятор температуры.
Осуществление полезной модели
Бытовой электронагреватель состоит из полого металлического корпуса 1 (см. Фиг. 1), образованного задней, верхней, нижней и боковыми стенками. Внутри корпуса 1 на внутренней поверхности задней стенки установлен электрический нагревательный элемент 11, который соединен с блоком регулирования температуры 3, при этом блок регулирования температуры 3 установлен на внешней стороне задней стенки корпуса 1 (см. Фиг. 3) и включает биметаллический терморегулятор 7 и термостат 8, которые последовательно соединены через нагревательный элемент 11 (см. Фиг. 5). К терморегулятору 7 и термостату 8 присоединен кабель питания с электрическим штепселем.
В настенном варианте реализации в задней стенке корпуса 1 выполнены два ряда отверстий (на фигурах не показаны), снабженные с внутренней стороны гайками (на фигурах не показаны), к которым с помощью винтов 9 прикреплены подвесные кронштейны 4, в которых выполнены двойные отверстия 10 для крепления к вертикальной поверхности.
В напольном варианте реализации в нижней стенке корпуса 1 выполнены отверстия (на фигурах не показаны), снабженные с внутренней стороны гайками (на фигурах не показаны), к которым, в напольном варианте реализации обогревателя, с помощью винтов (на фигурах не показаны) присоединены горизонтальные опоры 5 с роликами 6 (см. Фиг. 2).
Электронагреватель содержит две теплоизлучающие поверхности с малой и большой тепловой инертностью - металлический корпус 1, который быстро нагревается и быстро остывает при включении/выключении или падении напряжения питающей сети, а также керамогранитная панель 2, которая достаточно долго нагревается и медленно остывает при включении/выключении или падении напряжения питающей сети.
Для больших обогреваемых площадей объединяют несколько настенных электронагревателей в систему обогрева под управлением настенного регулятора температуры 12 (см. Фиг. 6), при этом количество электронагревателей подбирают исходя из объема и теплоизоляции помещения.
Бытовой электронагреватель используется следующим образом.
Первоначально бытовой электронагреватель в соответствии с вариантом исполнения располагают в отапливаемом помещении.
Для настенного варианта исполнения электронагреватель с помощью подвесных кронштейнов 4 через отверстия 10 прикрепляют к стене обогреваемого помещения.
Для напольного варианта исполнения к нижней стенке корпуса 1 прикручивают горизонтальные опоры 5 с установленными на них роликами 6 и размещают электронагреватель на полу обогреваемого помещения.
После этого на терморегуляторе 7 устанавливают температуру нагрева и подключают электронагреватель к электрической сети.
0
1
0
1
Первоначально в момент времени t-t нагревательный элемент 11 нагревает заднюю стенку корпуса 1 и воздух, находящийся в объеме корпуса 1, при этом задняя стенка корпуса 1 за промежуток времени t-t достигает заданной температуры нагрева и мощности теплового излучения.
0
2
2
В промежуток времени t-t нагревается керамогранитная панель 2, которая к моменту времени t достигает номинальной температуры и мощности излечения.
2
2
3
3
4
2
4
Пусть в момент времени t происходит падение напряжения питающей сети, при этом в промежуток времени t-t металлический корпус 1 остывает до максимально возможной температуры при данном уровне напряжения питающей сети, при этом пропорционально снижению температуры снижается тепловой поток от металлического корпуса 1 в обогреваемое помещение. В промежуток времени t-t напряжение питающей сети стабильно низкое, при этом тепловой поток от металлического корпуса 1 имеет минимальное значение. Также в промежуток времени t-t керамогранитная панель 2 постепенно остывает, при этом тепловой поток от нее незначительно уменьшается.
4
4
5
Пусть в момент времени t начинается повышение напряжения питающей сети, при этом в промежуток времени t-t вслед за повышением напряжения увеличивается тепловой поток от металлического корпуса 1, а тепловой поток от керамогранитной панели 1 продолжает кратковременно снижаться.
6
В момент времени t тепловые потоки от металлического корпуса 1 и керамогранитной панели 2 принимают номинальное значение.
При стабилизации напряжения питающей сети в случае перегреве нагревательного элемента 11 срабатывает термостат 7, который отключает подачу напряжения на нагревательный элемент 11, тем самым защищает его от перегорания.
Использование двух тепло излучающих поверхностей - керамогранитной панели 2 и металлического корпуса 1 с разными инертностями нагрева и остывания, а также расположение нагревательного элемента на задней стенке корпуса 1 позволяют быстро разогреваться при включении прибора, а также обеспечивать достаточно большую суммарную мощность теплового излучения при падении напряжения питающей сети.
Технический результат полезной модели - снижение времени нагрева при включении электроприбора и после падения напряжения питающей сети, достигается за счет того, что металлический корпус 1 образованный задней, верхней, нижней и боковыми стенками, с внутренней стороны на задней стенке корпуса 1 расположен нагревательный элемент 11, который выполнен в виде металлического кабеля в кремнийорганической термостойкой изоляции, с внешней стороны на корпусе 1 расположен блок регулирования температуры 3, который включает биметаллический терморегулятор 7 и термостат 8, которые последовательно соединены через нагревательный элемент 11 и к которым присоединен кабель питания.
Также снижение времени нагрева при включении электроприбора и после падения напряжения питающей сети, достигается за счет стабилизации теплового излучения при кратковременных падениях напряжения питающей сети. Обеспечивается это тем, что электронагревательный прибор содержит две теплоизлучающие поверхности с большой и малой тепловой инертностью нагрева и остывания - керамогранитную панель 2, с одной стороны которой расположен металлический корпус 1 образованный задней, верхней, нижней и боковыми стенками.