ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к электронагревателям, и предназначено для отопления жилых зданий, загородных домов, коттеджей, производственных помещений и других объектов.
Известен гибкий электронагреватель, содержащий два изоляционных тканых основания, пропитанных материалом расположенных между ними токопроводящих слоев, выполненных из смеси термообработанных термореактивного полимерного связующего и графитового наполнителя, токопроводы и наружное изоляционное покрытие (патент РФ №2006187, H05B 3/28, опубл. 1994 г.).
Недостатком электронагревателя является нежесткая конструкция, а тканые основания ограничивают надежность и срок использования данного электронагревателя.
Известен электронагреватель по патенту РФ №2074522, H05B 3/28, опубл. 27.02.1997 г., содержащий монолитный прямоугольный электроизоляционный корпус, в который заделаны один или более нагревательных элемента зигзагообразной формы с числом секций не менее двух, установленные на равном расстоянии от поверхностей корпуса. Одни концы нагревательных элементов соединены между собой, а противоположные концы соединены с выводами. Корпус выполнен из бетона, в состав которого введены ароматические и лекарственно лечебные добавки.
Недостатками данного устройства являются трудоемкость изготовления нагревательных элементов из-за их конструктивного исполнения, трудоемкость сборки из-за необходимости изолировать нагревательные элементы при заделке их в песочно-цементную смесь.
Известен электронагреватель по патенту РФ №106479, H05B 3/28, опубл. 10.07.2011 г., содержащий монолитный прямоугольный корпус из изоляционного бетонного материала на основе кварцевого песка и цемента, в который равноудалено от нагреваемых поверхностей заделан нагревательный элемент с числом секций не менее двух и выполненный в виде зигзага, в качестве песка использован очищенный от органических примесей кварцевый песок, а нагревательный элемент выполнен в два яруса и заделан без зазоров в песчано-цементную смесь, которая после затвердевания служит корпусом, на торцевой части которого расположена окантовка из алюминиевого таврового профиля в виде рамки с установленной в нем втулкой в месте выводов жил питающего провода, два из которых соединены с концами нагревательного элемента внутри рамки, а третий приклепан к рамке с внутренней стороны.
К недостаткам известного устройства следует отнести недостаточную теплоотдачу электронагревателя, дополнительные затраты на обработку нагреваемых поверхностей, а также снижение потребительских свойств устройства в связи с возникающим в помещении стойким неприятным запахом растворителя краски при повышении температуры окрашенных поверхностей.
Наиболее близким к предлагаемому является электронагреватель по патенту РФ №132661, H05B 3/28, опубл. 20.09.2013 г., содержащий монолитный прямоугольный корпус из изоляционного материала, в котором зигзагообразно и равноудалено от нагреваемых плоскостей размещен нагревательный элемент. В качестве изоляционного материала использована примерно в равных пропорциях смесь кварцевого песка и мраморной крошки, скрепленная цементным раствором, при этом подсоединяемый провод заключен в оболочку из кремнийорганической резины.
Недостатком известного устройства является неравномерная теплоотдача от монолитного корпуса электронагревателя.
Задачей предлагаемого решения является расширение арсенала технических средств данного назначения, а технический результат заключается в реализации данной задачи.
Это достигается тем, что электронагреватель, содержащий монолитный прямоугольный корпус из изоляционного материала, в котором зигзагообразно размещен нагревательный элемент и питающий электрический провод, заключенный в оболочку из кремнийорганической резины, отличается тем, что изоляционный материал представляет собой смесь очищенного кварцевого песка, углеволокна, кальция порошкообразного, гипса и белого цементного раствора при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:
очищенный кварцевый песок - 55-60,
углеволокно - 2-5,
кальций порошковидный - 5-10,
гипс - 10-15,
белый цементный раствор - 10-20. Указанные компоненты известны, но применение их в указанном количестве дает новый эффект, позволяющий получить более равномерное распределение тепла по монолитному прямоугольному корпусу. Очищенный кварцевый песок обладает большей теплоемкостью и равномерностью распределения тепла по монолиту. Также указанный состав благодаря углеволокну дает минимальную вероятность возникновения трещин в монолитном корпусе.
Оптимальное количество компонентов получено экспериментально (таблица).
Суть заявляемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 - общий вид электронагревателя;
На фиг. 2 - конструкция устройства.
Электронагреватель содержит монолитный прямоугольный корпус 1, изготовленный из смеси очищенного кварцевого песка, углеволокна, кальция порошковидного и гипса, скрепленной белым цементным раствором. Корпус 1 по торцовым поверхностям обрамлен алюминиевой рамкой таврового профиля, покрытой термостойкой краской изнутри и снаружи для электроизоляции. Нагревательный элемент 3 в виде нихромовой проволоки расположен зигзагообразно в плоскости, параллельной нагреваемым поверхностям корпуса 1 на расстоянии 1,5 см от лицевой и 1 см от внутренней поверхности, в результате задняя стенка нагревается на 10°C больше, чем лицевая сторона корпуса. Благодаря такой конструкции достигается более эффективная конвекция. Концы нагревательного элемента 3 подсоединены к питающему проводу 4, пропущенному внутрь корпуса 1 через втулку 5, закрепленную в отверстии рамки 2.
Электронагреватель изготавливается следующим образом. На рабочем столе устанавливается плашмя алюминиевая прямоугольная рамка таврового профиля, в одной из сторон которой предварительно заделана изолирующая втулка с закрепленным концом питающего трехжильного провода. Одна из жил провода приклепана к рамке изнутри. Вблизи длинных сторон рамки вертикально устанавливают необходимое количество стержней для натягивания нагревательного элемента. Затем образованный объем заполняют готовой изолирующей смесью до 1,5 см полки таврового профиля и уплотняют его посредством специального вибратора. После этого натягивают нихромовую проволоку зигзагообразно на установленные стержни, концы проволоки жестко соединяют с двумя жилами питающего провода. Далее заполняют готовой изолирующей смесью весь объем до уровня высоты полки тавра и снова подвергают вибрации для уплотнения застывающей смеси. По мере затвердевания смеси убирают стержни и продолжают уплотнять заполненный объем. По желанию пользователей в изоляционный материал могут быть дополнительно введены лекарственные и ароматические добавки, например, на основе масла кедровых орехов, что дополнительно обеспечит бактерицидный эффект в помещении, где используется электронагреватель.
После подключения электронагревателя к электросети нихромовая проволока нагревается, нагревается изолирующая смесь, которой заполнен весь объем, и выделяется тепло в окружающее пространство с нагревательных поверхностей устройства.
Предлагаемый электронагреватель использует естественные свойства кварцевого песка накапливать, а затем излучать тепло (эффект «горячего кирпича»), которое сохраняется до 1,5 ч после отключения. Новый уникальный состав изолирующей смеси позволяет еще лучше сохранить аккумулированную тепловую энергию, а затем отдавать ее длительное время без потребления электроэнергии, а, следовательно, уменьшить затраты на отопление помещения. За счет оригинальной конструкции электронагревателя достигается эффект естественной конвекции.
На основе предлагаемого электронагревателя возможно создать автоматизированную систему отопления любой сложности и для любой области применения, которая в паре с термореле различного типа будет поддерживать заданную температуру в помещении и потреблять минимум энергии.
Предлагаемый электронагреватель изготавливается и выпускается под маркой ТЕПЛЭКО.
Размеры устройства
600 мм ×350 мм ×25 мм
Масса
11 кг
Мощность
400 Вт
Максимальная температура
98°C
Разогрев до 95°C
20 мин
Остывание на 1°C
2 мин
Объем отапливаемого помещения
18-20 м<sup>3</sup>
Компактность электронагревателя позволяет широко использовать его в различных видах монтажа - на полу, стене, в автоматизированных системах отопления. На лицевую часть электронагревателя можно нанести любой цвет или рисунок, учитывая пожелания пользователей.