ПЛОСКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к средствам для обогрева людей, животных, помещений в качестве источника теплоты (RU 57070 U1, МПК Н05В 3/14, 2006.01, Бюл. №27, 2006 г.).
Известен пленочный электронагреватель, содержащий плоский меандровой формы резистивный излучающий элемент из фольги, расположенный между гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети. Резистивный элемент намотан непрерывно без применения перемычек, соединяющих его параллельные полосы, и фольга выполнена из прецизионных токопроводящих материалов.
Известен пленочный электронагреватель (RU 2231188 C1, МПК Н05В 3/36, 2006.01, Бюл. №9, 2008), содержащий плоский меандровой формы резистивный нагревающий и излучающий элемент из фольги в виде непрерывной ленты из прецизионного токопроводящего материала, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети. Электронагреватель снабжен излучающим элементом в виде алюминиевой фольги, установленной между внешней электроизоляционной пленкой и резистивным нагревающим и излучающим элементом и отдельной от резистивного нагревающего и излучающего элемента дополнительно введенной электроизолирующей пленкой толщиной не более 30 мкм, расстояние между соседними краями параллельных полос резистивного нагревающего и излучающего элемента составляет 20-100 мм.
Известен пленочный электронагреватель (RU 76764 U1, МПК Н05В 3/14 2006.01, Бюл. №27, 2008), содержащий резистивный нагревательный элемент меандровой формы, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, и излучательный элемент из тонкой алюминиевой фольги, установленной между внешней электроизоляционной пленкой и резистивным элементом и отделенной от него тончайшей изолирующей пленкой, в качестве нагревательного элемента использован контур, состоящий из натянутых и закрепленных на термостойкой электроизоляционной пленке на одинаковом расстоянии друг от друга стержней из высокоомной проволоки с постоянным сечением по длине, соединенных на концах между собой с помощью контактных пластин.
Известен резистивный электронагреватель (RU 22579 U1, МПК Н01В 3/16, опубл. 10.04.2002), содержащий подложку из диэлектрического материала с нанесенным на нее токопроводящим слоем, токопроводящий слой выполнен в виде параллельных лент из аморфного металла, покрытых с обеих сторон полимерной пленкой. Подложка выполнена из пенополиэтилена, с одной стороны которой нанесена алюминиевая фольга, а внешняя поверхность токопроводящего слоя зафиксирована защитным тканевым полотном, в котором выполнены прорези.
Общим недостатком всех описанных выше нагревателей является то, что во включенном состоянии их поверхности нагреваются с обеих сторон. Вследствие этого инфракрасный тепловой поток, создаваемый нагревателем, излучается в обе стороны.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является теплоизлучающий строительный материал, (RU 87596 U1, МПК Н05В 3/14, 2006.1, Бюл. №28, 2009 г.), содержащий отделочный лист заданного размера, на котором со стороны, противоположной лицевой, закреплен в заводских условиях плоский лучистый нагревательный элемент, при этом на лицевой стороне теплоизлучающего отделочного материала нанесена разметка для крепления его к каркасу потолка.
В теплоизлучающем строительном отделочном материале в качестве плоского лучистого нагревательного элемента использован пленочный электронагреватель с инфракрасным спектром излучения.
Конструкцией данного материала предусмотрены отражатель и теплоизоляция, которые, в некоторой степени, ограничивают распространение теплоты теплопроводностью.
Недостатком является то, что в данном решении не создан механизм отражения лучистого теплового потока. Предусмотренный в конструкции отражатель укладывается непосредственно на электронагреватель и, приобретая ту же температуру, что и нагреватель, сам становится излучателем теплового потока, направляя его вверх через теплоизолятор. Данный строительный материал решает задачу снижения трудоемкости монтажных работ, но распространение инфракрасного теплового потока остается двухсторонним: как вниз, так и вверх.
Цель полезной модели - повышение эффективности использования электрической энергии электронагревателем за счет формирования процесса излучения теплового потока в одну сторону.
Поставленная цель достигается формированием механизма отражения обратного теплового потока используемого ранее известного двухстороннеизлу чающего нагревателя. Таким образом, в плоском электронагревателе, содержащем пленочный электронагреватель с инфракрасным спектром излучения, теплоизолятор, отражатель, в отличие от прототипа теплоизолятор расположен между пленочным электронагревателем и отражателем.
В результате проведенного поиска авторами не обнаружен плоский нагреватель одностороннего излучения, а следовательно, с максимальным использованием электроэнергии, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «новизна».
На фиг. изображено предлагаемое устройство - продольный разрез плоского электронагревателя.
Устройство включает излучающий пленочный электронагреватель 1, теплоизолирующий материал (теплоизолятор) 2, расположенный между пленочным электронагревателем 1 и отражателем 3, представляющим собой лист металлической фольги.
тп1
тп2
1
2
20
Известно [В.П.Исаченко В.А.Осипова А.С.Сукомел «Теплопередача» М., 1978 г. с.5], что передача теплоты от нагретого тела к менее нагретому осуществляется тремя способами: теплопроводностью, излучением и конвекцией. Процесс теплопередачи в данном устройстве использует в основном теплопроводность (q, q) и излучение E, E, E.
тп1
1
Устройство работает следующим образом. Включенный в электрическую сеть пленочный нагреватель 1 нагревается до номинальной температуры и с его поверхности начинает выделяться теплота теплопроводностью и излучением. Теплопроводная составляющая q равномерно нагревает всю площадь пленочного нагревателя, формируя внешнюю температуру излучающей поверхности нагревателя. Под влиянием этой температуры формируется прямая составляющая теплового инфракрасного потока E.
тп2
Теплопроводящая составляющая q направлена от верхней части нагретой поверхности нагревателя 1 вверх в сторону теплоизолятора 2, подогревая его нижнюю часть. Но так как термосопротивление теплоизолятора большое, теплопроводная составляющая уменьшается практически до нуля. За счет этого температура поверхности нагревателя увеличивается.
1
2
1
2
20
Результирующий тепловой поток формируется следующим образом. Нагреватель излучает тепловой поток как вниз E, так и вверх E. Тепловой поток E, формирует прямую составляющую результирующего потока нагревателя. Тепловой поток E проходит через слой теплоизолятора 2 и доходит до поверхности листа металлической фольги 3 и отражается им в обратную сторону, формируя отраженную составляющую теплового потока E.
20
2
п
п
2
20
2
п
2
п
п
Отраженная составляющая E меньше, чем тепловой поток E на величину, поглощенную металлом части теплового потока (E=кE). Таким образом, E=(E-кE), где к - коэффициент поглощения отражателя, E - поглощенная отражателем часть теплового потока.
п
п
2
20
Однако коэффициент поглощения к для металлов составляет весьма малую величину близкую к нулю (к<0,01). Поэтому практически можно считать величину теплового потока E равным потоку E.
Предложенная полезная модель позволяет снизить мощность плоского электронагревателя для формирования теплового потока заданной величины на 30-35% по сравнению с известными пленочными электронагревателями.