ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротермии, в частности к плоским гибким электронагревателям излучающего типа, используемым для обогрева бытовых, хозяйственных и производственных помещений, а также как элементы системы удаления влаги, антиобледенения и сушки различных покрытий.
Известно обогревающее устройство инфракрасного излучения (RU 2075837, кл. Н05В 3/30, опубл. 20.03.1997 г.), выполненное в виде, по крайней мере, одной композитной ленты, состоящей из резистивного элемента, к одной стороне которого прикреплен электроизоляционный слой и рефлектор в виде металлического или металлизированного листа, обращенного в сторону потолочного перекрытия или стены, с другой стороны он покрыт слоем с высокой излучательной способностью. Соединенные композитные ленты в плане образуют меандровую форму, крайние полосы лент соединены с клеммами, подключенными к сети электропитания.
Недостатками обогревающего устройства являются жесткость конструкции, обусловленная выполнением рефлектора, отражающего инфракрасное излучение, в виде металлического или металлизированного листа, трудоемкость изготовления и монтажа, снижающие его потребительские свойства.
В качестве прототипа принят пленочный электронагреватель (RU 84660, кл. Н05В 3/36, опубл. 10.07.2009 г.), содержащий резистивный нагревающий элемент в виде непрерывной ленты из фольги токопроводящего материала и излучающий элемент, разделенные электроизоляционной гибкой пленкой. К внешним сторонам резистивного нагревающего элемента и излучающего элемента присоединена электроизоляционная гибкая пленка. Резистивный нагревающий элемент снабжен выводами для подключения к электрической сети.
Наличие внешней электроизоляционной пленки, покрывающей излучающий элемент, являющейся отчасти теплоизолятором, снижает интенсивность инфракрасного излучения пленочного электронагревателя.
В соответствии с Правилами устройства электроустановок пленочный электронагреватель не содержит необходимую защиту от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции - защитное заземление.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении электробезопасности пленочного электронагревателя и снижение его себестоимости.
Решение поставленной задачи в пленочном электронагревателе, содержащем два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий элемент, имеющий в плане меандровую форму, и снабженный выводами для подключения к электрической сети или другому электронагревателю, к внешней стороне одной из электроизоляционных пленок присоединен излучающий элемент в виде металлической фольги, достигается тем, что к излучающему элементу присоединен заземляющий контур.
Введение в устройство электронагревателя заземляющего контура, соединяющего излучающий элемент и электрическую сеть, осуществляющего защиту от поражения электрическим током при случайном пробое изоляции и коротком замыкании резистивного нагревающего элемента на излучающий элемент, повышает электробезопасность установки. В прототипе защитное заземление отсутствует, что не соответствует нормам ПУЭ (Правила устройства электроустановок).
Инфракрасный тепловой поток от излучающего элемента, покрытого с одной стороны электроизоляционной пленкой, обладающей теплоизоляционным свойством, излучается по пути наименьшего сопротивления, т.е. большая часть инфракрасного теплового потока излучается со стороны не закрытой электроизоляционной пленкой и направляется в пространство помещения, в прототипе же, где излучающий элемент покрыт с обеих сторон электроизоляционной пленкой, инфракрасный тепловой поток разделяется на две части и излучается практически в одинаковой степени в обоих направлениях и в пространство помещения излучается поток меньшей интенсивности, что отражается на эффективности работы пленочного электронагревателя.
В результате меньшего использования дорогостоящей электроизоляционной пленки снижается себестоимость пленочного электронагревателя.
Монтаж предложенного электронагревателя прост и не трудоемок, поэтому механические повреждения излучающего элемента сведены к минимуму; возможные небольшие повреждения (царапины, затертости и т.д.), как показывает практика, не значительно влияют на излучающую способность пленочного электронагревателя и не могут привести к порче пленочного электронагревателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 - общий вид пленочного электронагревателя, на фиг.2 - поперечный разрез полотна пленочного электронагревателя (вид Б-Б).
Пленочный электронагреватель содержит две гибкие электроизоляционные пленки 1 и 2 из термостойкого полимерного материла, между которыми размещен резистивный нагревающий элемент 3. К внешней стороне любой из двух электроизоляционных пленок 1 и 2 присоединен излучающий элемент 4. Резистивный нагревающий элемент 3 выполнен в виде параллельных полос из токопроводящего материала, например, из алюминиевой фольги, соединенных с образованием в плане меандровой формы или синусоиды. Излучающий элемент 4 выполнен в виде тонкой металлической фольги, например, алюминиевой.
Полосы резистивного нагревающего элемента 3 могут быть соединены точечной сваркой, осуществляемой на молекулярном уровне, при этом они занимают 15-70% полотна пленочного электронагревателя.
К крайним, полосам резистивного нагревающего элемента 3 припаяны выводы 5 для подключения к сети электропитания или другому пленочному электронагревателю.
Толщина каждого слоя электроизоляционного пленок 1 и 2 варьируется в пределах 30 мкм - 3 мм, в зависимости от требований по эксплуатации, предъявляемых к электронагревателю. Применяемая толщина электроизоляционных пленок 1 и 2 обеспечивает защиту электронагревателя от пробоя электрическим током при перегрузках сети и от механических повреждений резистивного нагревающего элемента 3. Толщина резистивного нагревающего элемента 3, как правило, находится в диапазоне от 100 нм до 200 мкм.
К излучающему элементу 4 присоединен заземляющий контур 6, соединяющий его с трехпроводной электрической сетью, обеспечивающий «стекание» потенциала при коротком замыкании резистивного нагревающего элемента 3 на излучающий элемент 4. Один из возможных вариантов выполнения заземляющего контура 6 представляет собой винт 7, снабженный шайбой 8 и заземляющим проводом 9, вкрученный насквозь в полотно пленочного электронагревателя в месте с отсутствующим резистивным нагревающим элементом 3. Шайба 8 прижимает заземляющий провод 9 к излучающему элементу 4, образуя заземляющий экран по всей площади излучающего элемента 4.
2
Проведенными испытаниями установлено, удельная мощность электронагревателя находится в диапазоне 70-250 Вт/м, при этом рабочий ток, протекающий по резистивному нагревающему элементу 3 не превышает 1 А. Рабочая температура на поверхности электронагревателя при температуре воздуха в обогреваемом жилом помещении +20°С находится в диапазоне +30…+70°С.
Величина тока в пределах 1 А, протекающего по резистивному нагревающему элементу 3, создает электромагнитное поле, не превышающее магнитное поле земли и не оказывающее вредного влияния на организм человека.
Работа пленочного электронагревателя осуществляется следующим образом.
Выводы 5 пленочного электронагревателя подключают к электрической сети через понижающий элемент напряжения или через соединенный последовательно или параллельно другой пленочный электронагреватель. По резистивному нагревающему элементу 3 протекает ток, вызывая его нагревание. Резистивный нагревающий элемент 3 подогревает излучающий элемент 4, с поверхности которого равномерно излучается инфракрасный тепловой поток, обеспечивающий прогрев предметов и пола помещения, выделяющих тепло внутрь помещения.
В случае короткого замыкания резистивного нагревающего элемента 3 на излучающий элемент 4, например, при повреждении электроизоляционной пленки 2, размещенной между элементами, скапливаемый на излучающем элементе 4 заряд «стекает» по заземляющему контуру 6 через заземляющее стационарное устройство, тем самым, исключая поражение электрическим током при случайном соприкосновении с излучающим элементом 4.