Комбинированный радиационно-конвективный теплоаккумуляционный электроотопительный прибор

Полезная модель относится к области электрооборудования для отопления помещений, в частности сельскохозяйственного назначения для животноводческих и производственных помещений ферм.
Использование вечернего или ночного льготных тарифов на электроэнергию, позволяет эффективно применять теплоаккумулирующие устройства (ТАУ), которые включают в сеть только в часы «провалов» графиков суточных нагрузок энергосистемы. За время включения к электрической сети тепловой аккумулятор, входящий в конструкцию теплоаккумулирующего устройства, сердечник которого выполнен, как правило, из шамота (керамики, чугуна) заряжается (накапливает тепло), а в часы максимальной нагрузки в энергосистеме – разряжается (отдает накопленное тепло в нужное помещение).
Известны электрические теплоаккумулирующие устройства сельскохозяйственного назначения, для подогрева приточного холодного воздуха в системах вентиляции и обеспечения микроклимата коровников, выполненные из жаропрочного бетона с магнезитовой крошкой или магнезитовых кирпичей (Каган Н.Б., Кауфман В.Г., Пронько М.Г. «Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства» М.: Энергия, 1980).
Недостатком известных теплоаккумулирующих устройств, имеющих большая мощность и расход воздуха, является то, что они не соответствуют по своим параметрам для обогрева помещения.
Известен электроотопительный прибор с аккумуляцией тепла, у которого «разрядка» теплового аккумулятора статическая, а теплоотдача – регулируемая (Ерошенко Г.П., Спиридонов А.А., Глубокий Ю.П.«Результаты эксплуатации распределенных аккумулирующих электроотопителей» – Труды Саратовского института механизации сельского хозяйства 1979 г., вып. 124, с. 18…28). Теплоотдача электроотопительного прибора осуществляется за счет вертикальных каналов в массиве сердечника теплоаккумулятора выполненного из керамики (магнезита), через которые проходит нагреваемый воздух. Кроме этого электроотопительный прибор с аккумуляцией тепла имеет защитный теплоизолированный кожух, в котором имеется два отверстия: внизу входное и вверху выходное. В выходном отверстии имеется регулируемая вручную  или автоматически заслонка, с помощью которой осуществляется регулирование потока нагреваемого воздуха и соответственно теплоотдачи электроотопительного прибора с аккумуляцией тепла.
Недостатками данного прибора являются ограниченные возможности по аккумулированию тепловой энергии и качеству регулирования температурного режима помещения, неудовлетворительные аэродинамические характеристики электроотопительного прибора с аккумуляцией тепла, поскольку центр нагрева  и центр охлаждения в данной конструкции, практически совпадают. Кроме того в этом приборе нет нагревательных элементов, работающих на обогрев помещений во время «зарядки» сердечника, что делает его пригодным  только для отопления помещений, с периодическим использованием.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является электроотопительный прибор с аккумуляцией тепла, содержащий теплоизолированный корпус с  теплоизолированной стенкой, образующей две камеры, соединенных между собой воздушным каналом, в одной из камер  расположен теплоаккумулирующий сердечник с электрическими нагревательными элементами, а в другой камере, имеющей входное отверстие для подачи холодного воздуха и выходное отверстие для выхода заданного воздушного потока нужной температуры для отапливаемого помещения установлен электроконвектор прямого нагрева с электрическими нагревательными элементами, в камере с теплоаккумулирующим сердечником входное отверстие содержит регулируемую воздушную заслонку, а в воздушном канале установлена регулируемая заслонка, регулирование которой зависит от температуры воздуха в отапливаемом помещении (патент РФ № 151036, опубл.20.03.2015г.).
Недостатком известного электроотопительного прибора является невозможность отражать радиационную составляющую теплового излучения теплоаккумулирующего сердечника и концентрировать это излучения на теплоаккумулирующем сердечнике, что приводит к перегреву теплоизоляции и  отражается на режиме работы, габаритах, толщине изоляции, и КПД комбинированного теплоаккумуляционного прибора.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание комбинированного радиационно-конвективного теплоаккумуляционного электроотопительного прибора с возможностью отражать радиационную составляющую теплового излучения теплоаккумулирующего сердечника и концентрировать это излучения на теплоаккумулирующем сердечнике с улучшенными параметрами и режимом работы, обладающим более высоким тепловым КПД.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность эффективного нагрева теплоаккумулирующего сердечника за счет установки дополнительно к основной теплоизоляции отражательного экрана сферической формы, который отражает радиационную составляющую теплового излучения теплоаккумулирующего сердечника и концентрирует это излучение на теплоаккумулирующем сердечнике, что позволяет снизить тепловые потери, уменьшить габариты и повысить КПД прибора.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом комбинированном радиационно-конвективном теплоаккумуляционном электроотопительном приборе, содержащем теплоизолированный корпус с  теплоизолированной стенкой, образующей две камеры, соединенных между собой воздушным каналом, в одной из камер  расположен теплоаккумулирующий сердечник с электрическими нагревательными элементами, а в другой камере, имеющей входное отверстие для подачи холодного воздуха и выходное отверстие для выхода заданного воздушного потока нужной температуры для отапливаемого помещения установлен электроконвектор прямого нагрева с электрическими нагревательными элементами, в камере с теплоаккумулирующим сердечником входное отверстие содержит регулируемую воздушную заслонку, а в воздушном канале установлена регулируемая заслонка, регулирование которой зависит от температуры воздуха в отапливаемом помещении, согласно полезной модели, в камере с теплоаккумулирующим сердечником на внутренней стороне теплоизоляционного корпуса дополнительно к основной теплоизоляции установлен отражательный экран сферической формы, отражающий радиационную составляющую теплового излучения теплоаккумулирующего сердечника и концентрирующего это излучение на теплоаккумулирующем сердечнике.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема комбинированного радиационно-конвективного теплоаккумуляционного электроотопительного прибора.
Комбинированный радиационно-конвективный теплоаккумуляционный электроотопительный прибор содержит теплоизолированный корпус 1 с теплоизоляцией 2 и теплоизолированной стенкой 3, образующей две камеры 4 и 5, камеры 4 и 5 соединены между собой воздушным каналом 6, в воздушном канале 6 имеется регулируемая воздушная заслонка 7 в зависимости от температуры воздуха в отапливаемом помещении, в камере 4 на внутренней стороне теплоизоляционного корпуса 1 дополнительно к основной теплоизоляции 2 установлен отражающий экран сферической формы 10, отражающий радиационную составляющую теплового излучения установленного в этой камере теплоаккумулирующего сердечника 8 и концентрируя это излучения на этом же теплоаккумулирующем сердечнике 8, с электрическими нагревательными элементами 9, для циркуляции воздуха в камере 4 имеется входное отверстие 11, с регулируемой воздушной заслонкой 12, в камере 5 установлен электроконвектор прямого нагрева 13, с электрическими нагревательными элементами 14, так же в камере 5 имеется входное отверстие для входа холодного воздуха 15 и выходное отверстие для выхода нагретого теплого воздуха 16.
Работает комбинированный радиационно-конвективный теплоаккумуляционный электроотопительный прибор следующим образом.
При включении электрических нагревательных элементов 9 в период действия льготного ночного тарифа на электроэнергию нагревается  теплоаккумулирующий сердечник 8, в котором происходит накопление тепловой энергии (зарядка). Отражающий экран 10, установленный дополнительно к основной теплоизоляции 2 в камере 4 осуществляет отражение радиационной составляющей теплового излучения сердечника 8 и направляет это излучение на теплоаккумулирующий сердечник 8. Отражающий экран сферической формы 10 может быть выполнен из металлической жаропрочной стали. Воздушная заслонка 12 закрывает входное отверстие 11, а воздушная заслонка 7 закрывает воздушный канал 6, прекращая циркуляцию воздуха в камере 4.
Установка металлического из жаропрочной стали экрана сферической формы 10 в камере 4 позволяет снизить потери тепловой энергии прибора через теплоизоляцию 2 и повысить КПД на 15-20%.