ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНВЕКТОР С УВЛАЖНИТЕЛЕМ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к бытовой технике, а именно к бытовым отопительным приборам - электрическим конвекторам.
В основу работы бытового электрического обогревателя - конвектора - положен естественный круговорот воздуха в помещении: движение вниз холодных потоков воздуха и перемещение теплых, нагретых масс в верхние слои.
Существует множество бытовых электрических конвекторов (см. статья «Откуда теплый ветер дует», журнал «Новый дом» №11, 2008), отличающихся конструкцией корпуса, видом нагревательного элемента, наличием системы управления и регулирования мощностью и/или температурой.
Известна конструкция электрического конвектора (RU N 2059167 С1) с установленными внутри корпуса трубчатыми нагревательными элементами.
Известен электрический конвектор «КОМФОРТ-3У» (RU №6605 U1), содержащий корпус, нагревательный элемент, расположенный в корпусе, и устройство управления мощностью.
Основные преимущества электрических конвекторов:
• Безопасность
За счет малой температуры нагревательного элемента, включенный на самую большую мощность, конвектор не разогревается слишком сильно. Максимальная температура поверхности корпуса обычно находится в диапазоне от 60 до 90 градусов С. Конвектор не обедняет воздух кислородом.
• Простота монтажа и использования: при установке не требуется вмешательства в существующие инженерные коммуникации.
Недостатком всех электрических конвекторов является их способность создавать циркулирующие по помещению конвекционные потоки воздуха, которые увлекают за собой пыль, загрязняя и высушивая воздух помещений. Воздух, подвергаясь нагреву, становится теплым и сухим, в результате чего резко снижается его относительная влажность. При вдыхании такого воздуха происходит пересыхание слизистых оболочек, что приводит к снижению защитных функций организма и повышению риска респираторных и инфекционных заболеваний. Поэтому зимой при работе отопительных приборов в условиях сухости воздуха у людей повышается утомляемость, восприимчивость к болезнетворным микробам и вирусам. Осушение воздухом помещения приводит также к растрескиванию древесины и материалов, увеличению статического электричества. От недостатка влажности страдают также мебель и комнатные растения. Сухой климат особенно плохо сказывается на детях. Оптимальная относительная влажность для человека 40-60%, для растений в зимних садах и оранжереях - 55-75%.
Задачей настоящей полезной модели является улучшение экологии бытовых и служебных помещений в профилактических и терапевтических целях за счет создания эффективной системы увлажнения воздуха.
Технический результат, который достигается в результате осуществления настоящей полезной модели, заключается в расширении функциональных возможностей электрического конвектора.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электрический конвектор, содержащий корпус и, по крайней мере, один нагревательный элемент, дополнительно содержит увлажнитель воздуха.
Самые экономичные модели электрических конвекторов оснащены открытыми спиралями накаливания, благодаря чему возрастает скорость прогрева воздуха, но в результате интенсивного разогрева спирали происходит окисление оседающей на нее пыли, неприятный запах, сухость воздуха и т.п. Более комфортные модели оснащены низкотемпературными трубчатыми нагревательными элементами - ТЭНами, состоящими из стальной или алюминиевой трубки, в которую помещена спираль накаливания, и стального или алюминиевого рассеивателя (радиатора).
Увлажнитель воздуха, которым оснащен конвектор, осуществляет восстановление необходимого уровня влажности в помещении и обеспечение здорового и комфортного микроклимата.
С электрическим конвектором может быть использован увлажнитель воздуха с любым принципом действия. По принципу действия увлажнители воздуха бывают трех типов: традиционные, паровые и ультразвуковые.
Традиционные (классические) увлажнители работают по принципу «холодного» испарения, характеризуются экономичным потреблением электроэнергии, низким уровнем шума и безопасностью, имеют ограничение влажности - не более 60%. Вода заливается в бачок прибора, откуда попадает на специальные испарительные элементы, встроенный вентилятор засасывает сухой воздух из помещения и прогоняет его через испаритель. Таким образом, происходит естественное увлажнение воздуха. Циркулирующий от конвектора теплый воздух увеличивает интенсивность испарения.
Паровые увлажнители работают по принципу «горячего» испарения. Вода нагревается при помощи электродов и, достигая максимальной температуры, преобразуется в пар. Паровые увлажнители позволяют увеличить влажность помещения до 60% и выше, обладают наиболее высокой производительностью. Недостаток - большая потребляемая мощность.
Как частный случай комбинации традиционного и парового увлажнителя - увлажнитель, использующий тепло нагревательного элемента нагревательного прибора. При этом в корпус нагревательного прибора (как пример - маслонаполненный радиатор, м.б. также электрический конвектор) встраивается емкость с водой, которая нагревается в процессе работы ТЭНа проходящими мимо емкости горячими/теплыми (нагретыми) воздушными потоками. В процессе нагрева емкости и воды в ней происходит увеличение интенсивности испарения воды. Пар при этом смешивается с нагретым воздухом и рассеивается в помещении.
Ультразвуковые увлажнители работают по принципу преобразования воды в «водяное облако» посредством высокочастотных колебаний. Сухой воздух всасывается вентилятором из помещения, проходит через «облако», состоящее из микроскопических частичек воды и воздуха, и подается в помещение в виде холодного и влажного тумана. Ультразвуковые увлажнители безопасны при эксплуатации, как правило, имеют сменный фильтр - картридж для очистки воды от минералов и примесей, обладают широким диапазоном влажности, характеризуются компактностью, малым потреблением мощности и высокой производительностью.
Электрический конвектор с увлажнителем воздуха, как правило, содержит устройство управления конвектором и регулирования температуры и/или мощности нагревательного элемента. Существует множество разновидностей регуляторов температуры, в том числе: биметаллический (механический термостат) и электронное устройство. Термостаты могут быть усовершенствованы таймерами, которые позволяют программировать время включения и/или выключения прибора. Электронная версия устройства управления и регулирования может иметь дополнительные функции - таймера включения и выключения, часов, программирования разных уровней температуры для разного времени суток и различных дней недели, встроенные варианты программ, и т.д. Кроме того, устройство управления и регулирования может содержать дополнительные элементы в виде датчиков - термоограничителей, датчиков опрокидывания и т.д. Управление может осуществляться непосредственно с панели прибора или при помощи выносного пульта, возможно совмещение электронного управления с визуальным или звуковым контролем работы конвектора. В ряде моделей устройство управления конвектором и регулирования температуры и/или мощности нагревательного элемента может отсутствовать, т.е. конвектор может работать только на включение и выключение (включение - начало нагрева и собственно, сам процесс нагрева воздуха; выключение - единственный способ остановить нагрев).
Увлажнитель может иметь собственное (автономное) управление (в этом случае увлажнитель включается/выключается с помощью собственной отдельной ручки/кнопки выключателя) или не иметь такового вовсе. В общем случае, вне зависимости от места (внутри или снаружи корпуса конвектора) и способа монтажа, увлажнитель имеет автономное или зависимое от конвектора управление, но по заранее определенной схеме или алгоритму, например:
• увлажнитель работает как при включенном (работающем) нагревательном элементе, так и автономно (нагревательный элемент конвектора "выключен" и не греет);
• увлажнитель не имеет собственного автономного управления: увлажнитель работает при работе конвектора (включен в сеть и нажата кнопка POWER), увлажнитель автоматически прекращает свою работу при выключении конвектора;
• увлажнитель включается и выключается одновременно с выключением или включением нагревательного элемента (ТЭНа).
Увлажнитель воздуха может быть автономным и/или входить в комплект поставки вместе с конвектором, т.е. может быть расположен как отдельный блок в одной упаковке с электрическим конвектором.
Электрический конвектор может быть дополнен функцией принудительной вентиляции или принудительной тепловой вентиляции: имеет встроенный в корпус вентилятор или тепловентилятор. Место установки тепловентилятора и/или вентилятора может быть любым.
Электрический конвектор может иметь любое устройство дополнительного теплового излучения, которое может быть как автономным, так и встроенным в корпус прибора, а также дополнительный ряд функций и/или приспособлений, используемых в любой комбинации с электрическим конвектором, в том числе: ионизатор воздуха, ароматизатор, освежитель, осушитель изделий, охладитель воздуха, любые часовые устройства, включая таймер и будильник, музыкальные устройства, любые световые устройства.
На фиг.1 представлена структурная схема электрического конвектора с увлажнителем воздуха, в которой: в которой механические связи указаны сплошной линией, механические необязательные (возможные) связи - линией «тире с точкой», электрические - пунктиром, электрические необязательные (возможные) связи - точечными линиями.
На фиг.2 - принципиальная электрическая схема электрического конвектора с увлажнителем воздуха, имеющим автономное включение: включение увлажнителя зависит от общего выключателя электрического конвектора
На фиг.3 - принципиальная электрическая схема электрического конвектора с увлажнителем воздуха, имеющим полностью автономное включение (включение увлажнителя независимо от включения конвектора).
На фиг.4 - принципиальная электрическая схема электрического конвектора с увлажнителем воздуха, имеющим полностью зависимое включение (увлажнитель включен и работает только при включенном конвекторе).
Ниже, на конкретных примерах приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления заявляемой полезной модели с получением вышеуказанного технического результата.
Пример 1
Электрический конвектор с традиционным (классическим) увлажнителем
Бытовой электрический конвектор с увлажнителем воздуха комбинированного типа (комбинация традиционного и парового увлажнителя) содержит корпус 1, нагревательный элемент (источник теплового излучения) 2, устройство управления конвектором и регулирования температуры нагрева воздуха (термостат) 3 и установленный снаружи корпуса конвектора увлажнитель 4 воздуха, который не имеет устройства управления и регулирования интенсивностью процесса увлажнения, а также включением и/или отключением питания.
Посредством устройства управления и регулирования температуры - регулятора температуры (термостат), - осуществляется климат-контроль в помещении. Регулятор температуры позволяет программировать температуру в достаточно широком диапазоне. Прибор работает в режиме кратковременных включений: конвекторная панель автоматически включается и выключается, когда температура воздуха достигает заданных величин.
Подвесной корпус коробчатой формы имеет лицевую и заднюю панели, на задней панели корпуса с наружной стороны предусмотрены элементы крепления конвектора к стене. При напольном варианте исполнения в нижней части корпуса располагаются откидные или стационарные опоры.
Алюминиевый нагревательный элемент трубчатого типа с оребрением размещается в корпусе конвектора и является основной его составляющей.
Проникая в отверстия конвективной обогревательной панели корпуса, холодный воздух контактирует с нагревательным элементом, поднимается и выходит, как правило, сквозь специальные вентиляционные решетки, расположенные обычно на фронтальной, либо верхней панели корпуса, которые могут быть оснащены жалюзями, предназначенными для направленного выпуска нагретого воздуха. На место нагретого воздуха приходит новая порция остывшего воздуха, и так далее. В зависимости от показаний температурного датчика (в механической системе - термостата, в электронной - электрический датчик) и установленной пользователем температуры, устройство управления и регулирования температуры (в мех. системе - термостат, в электронной - электронная схема-плата) производит включение или выключение нагревательного элемента. Т.е., при температуре окружающего воздуха ниже установленной пользователем - включает нагрев, при температуре выше - выключает.
Процесс увлажнения воздуха происходит следующим образом: увлажнитель воздуха, представляющий собой установленную в верхней части задней панели конвектора емкость с водой, нагревается в процессе работы ТЭНа проходящими мимо емкости горячими/теплыми (нагретыми) воздушными потоками, в процессе нагрева емкости и воды происходит увеличение интенсивности испарения. Пар при этом смешивается с нагретым воздухом и рассеивается в помещении. Процесс испарения воды из емкости увлажнителя происходит постоянно (даже при неработающем конвекторе), но, во время нагрева ТЭНа конвектора интенсивность испарения увеличивается за счет увеличения температуры воды внутри увлажнителя.
Пример 2
Принцип работы установленного в электрическом конвекторе увлажнителя воздуха ультразвукового типа
Увлажнитель воздуха ультразвукового типа установлен снаружи корпуса электрического конвектора (на боковой стороне корпуса) с помощью специальных кронштейнов. В том месте, где установлен увлажнитель воздуха, предусмотрен специальный разъем для подведения электропитания к увлажнителю. В самом увлажнителе предусмотрена ответная часть этого разъема. Увлажнитель воздуха работает только при условии подсоединения разъема; увлажнитель имеет собственный включатель/выключатель, позволяющий увлажнителю работать даже при выключенном конвекторе - полностью автономное управление увлажнителем воздуха. Единственным условием работы увлажнителя воздуха является подключение электрического конвектора к электрической сети.