ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНВЕКТОР

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электрическим конвективным обогревателям бытовых и офисных помещений.
Электрические конвекторы нашли широкое применение за счет того, что они не обедняют воздух кислородом, безопасны в использовании в том числе за счет малой температуры нагревательного элемента, препятствующей слишком сильному разогреванию конвектора включенного даже на самую большую мощность, максимальная температура поверхности корпуса находится в диапазоне от 60 до 90°С. Кроме того, электрические конвективные обогреватели простоты в монтаже и использовании, т.к. при их установках не требуется вмешательство в существующие инженерные коммуникации.
На данный момент в мире производятся модели электрических конвективных обогревателей, у который датчик температуры установлен: в нижней части корпуса с правой или левой стороны под нагревательным элементом или в нижней части корпуса у воздуховходного сопла или в верхней части корпуса в блоке управления конвекторов с правой или с левой стороны.
В частности, известен обогреватель, который имеет корпус, внутри которого находится нагревательный блок, помещенный в кожух и изолированный от корпуса, блок подачи воздуха, преобразователь постоянного напряжения бортовой сети электротранспорта в переменное напряжение питания асинхронного электродвигателя, последовательно соединенные термодатчики системы защиты. Нагревательный блок выполнен в виде ряда электрически соединенных нагревательных элементов, закрепленных через изоляторы на держателях. Блок подачи воздуха выполнен в виде асинхронного электродвигателя, соединенного с крыльчаткой и формирователем воздушного потока. Термодатчики установлены внутри кожуха нагревательного блока со стороны блока подачи воздуха. В одной из стенок корпуса выполнены вводы высокого и низкого питающего напряжения (патент RU №2343364, 2009).
Известен также конвективный электронагреватель, содержащий корпус с вертикально ориентированными передней и задней панелями, расположенные в нижней части корпуса воздухозаборные решетки и расположенные в верхней части корпуса воздуховыпускные решетки, нагревательный элемент, расположенный с возможностью взаимодействия с потоком воздуха в нижней части корпуса над воздухозаборными решетками, и ионизатор воздуха, расположенный над нагревательным элементом, а также устройство управления, защитный термостат, термопредохранитель, датчик температуры размещен в устройстве управления (патент RU №93943, 2010).
Известно также электрическое устройство для обогрева помещений в виде электрокалорифера, который содержит корпус с входным и выходным отверстиями для воздуха, размещенными на противоположных концах корпуса, вентилятор и электронагревательные элементы, помещенные внутри корпуса и электрически соединенные с блоком управления, установленным на внешней стороне корпуса. Электрокалорифер содержит устройство контроля влажности и температуры, установленное на корпусе и электрически соединенное с блоком управления электрокалорифера (патент RU №124773, 2013).
Все вышеперечисленные конвективные электронагреватели не позволяют датчику температуры точно определять температуру в помещениях, так как датчик температуры во всех вышеперечисленный вариантах его размещения находится рядом с нагревательным элементом, а так же внутри конвективного потока, в том числе в блоке управления.
На данный момент все датчики температуры у всех производителей в электрических конвекторах обогревателей бытового типа в мире имеют погрешность от 5 до 10°С. Иными словами они показывают температуру в 20°С, в то время как реальная температура в помещении 10-15°С. Для того, чтобы скрыть данный дефект производители замеряют среднюю погрешность датчика температуры, а процессор на электронной плате прибора при вычислении температуры в помещении автоматически прибавляет данную среднюю погрешность. В свою очередь это приводит к тому, что электрический конвективный обогреватель некачественно выполняет свою функцию.
Наиболее близким к предлагаемому является конвективный электронагреватель, содержащий конвекционную камеру, образованную лицевой панелью и задним корпусом, имеющим коробчатое строение и образующим боковые стенки, в нижней части размещена воздухозаборная решетка, в верхней части размещены выходные отверстия для прохода воздуха, функциональные элементы, которые зафиксированы внутри конвекционной камеры посредством элементов крепления, в качестве функциональных элементов в нижней части конвекционной камеры размещены нагревательный элемент с токоподводом, блок управления с кнопкой включения, элементы крепления выполнены в виде левого и правого пластиковых корпусов крепления, каждый из которых содержит гнезда для фиксации функциональных элементов и защелки для зацепления с боковыми стенками конвекционной камеры. В качестве функционального элемента содержит термодатчик, установленный в отверстии корпуса крепления (патент RU 141837, 2014).
Известный конвектор обеспечивает возможность размещения термодатчика в месте воздухозабора, т.е. повысить точность измерений температуры воздуха в помещении, а также защитить его от нежелательного перегрева в результате температурного воздействия. Вместе с тем, в зависимости от помещения (типа с точки зрения расположения окон, холодных стен, воздушных потоков и других особенностей) обогреватель поддерживает температуру в помещений, которая отличается на 2-4°С как в большую, так и в меньшую сторону, от заданной потребителем. Кроме того, если помещение имеет высокие потолки и узкое пространство между стенами, то электрический конвективный обогреватель с размещением датчика температуры снизу не нагреет воздух в данном помещении до заданной, так как термодатчик внизу будет отключать нагревательный элемент раньше, чем это необходимо сделать.
Задача полезной модели - повышение эффективности электрического конвектора за счет повышения точности регулирования температуры.
Технический результат - повышение точности регулирования температуры.
Поставленная задача решается тем, что заявляемый электрический конвектор содержит корпус с воздухозаборными отверстиями, размещенными снизу, и воздуховыпускными отверстиями, расположенными в верхней части корпуса, нагревательный элемент, блок управления, токоподвод, блок управления представляет собой электрическую плату, размещенную в боксе, датчик температуры, электрически соединенный с блоком управления, отличается тем, что датчик температуры установлен на токоподводе.
Корпус может быть дополнительно снабжен элементами крепления для крепления на стене, которые размещены на задней стенке корпуса.
Передняя панель корпуса предпочтительно выполнена теплопередающей.
Бокс с блоком управления выполнен с крышкой, на которой может быть размещен дисплей с элементами управления. Бокс с блоком управления размещен в верхней части корпуса электрического конвектора.
Блок управления снабжен кнопкой включения и дополнительно может быть снабжен защитным термостатом.
В качестве электрической платы предпочтительно используют процессор.
В качестве нагревательного элемента используют ТЭНы.
Воздухозаборные и воздуховыпускные отверстия предпочтительно выполнены в виде жалюзи.
В качестве токоподвода используют кабель питания, одним концом соединенный с блоком управления, а другой конец снабжен вилкой для подключения к источнику электроэнергии.
В качестве датчика температуры может использоваться, например, но, не ограничиваясь этим, датчик температуры, например марки Ballu ВЕС/EVE-1500, Electrolux ECH7AG2-1000EF. Датчик температуры снабжен держателем для крепления к токоподводу и механической защиты от повреждений. Держатель выполнен из полимерного материала, предпочтительно из полиэтилена. Держатель может быть выполнен в виде капсулы с перфорационными отверстиями.
Размещение датчика температуры на токоподводе позволяет определять температуру в помещении с погрешностью не более 3°С, так как:
1. датчик температуры удален от корпуса нагревательного элемента более чем на 40-50 см (в зависимости от модели);
2. поскольку датчик температуры находится снаружи конвектора, а не внутри корпуса, то он находится вне активного конвекционного процесса, то есть измеряет температуру в помещении, а не температуру нагретого воздуха, который создается и выходит из корпуса конвектора, за счет аэродинамических свойств.
Это позволяет датчику температуры во всех случаях и во всех типах помещения максимально точно показывать температуру в помещении, а значит, электрический конвективный обогреватель с таким размещением поддерживает именно ту температуру, которая была задана потребителем.
Заявляемый электрический конвектор поясняется примерами конкретного выполнения. В частности, в примере 1 показан электрический конвектор с датчиком температуры с металлическим наконечником на токоподводе и держателем для фиксации датчика температуры и его механической защиты от повреждения. В примере 2 показан электрический конвектор с датчиком температуры без металлического наконечника, где в качестве держателя используют капсулу, в которой размещают датчик температуры, для фиксации датчика температуры на токоподводе и его механической защиты от повреждения.
Примеры конкретного выполнения иллюстрируются следующими чертежами.
На Фиг. 1 изображен общий вид заявляемого конвектора;
На Фиг. 2 тоже, вид спереди
На Фиг. 3 тоже, вид сбоку;
На Фиг. 4 тоже, вид сверху;
На Фиг. 5 - показана электрическая схема заявляемого конвектора;
На Фиг. 6 - показан бокс блока управления с токоподводом по примеру 1;
На Фиг. 7 - показан бокс блока управления с токоподводом по примеру 2;
На Фиг. 8 показана 3D модель токоподвода с датчиком температуры по примеру 1;
На Фиг. 9 показана 3D модель токоподвода с датчиком температуры по примеру 2.
На Фиг. 10 показана 3D модель заявляемого конвектора с датчиком температуры по примеру 2.
Заявляемый электрический конвектор состоит из корпуса коробчатого типа с передней панелью 1, воздухозаборными отверстиями 2, размещенными снизу, и воздуховыпускными отверстиями 3, расположенными в верхней части корпуса, заднюю панель 4, бокс 5 для размещения блока управления с крышкой 6, нагревательный элемент 7, выполненный из электронагревателя (ТЭНа). Блок управления электрически соединен с токоподводом 8, выполненным в виде кабеля питания, снабжен кнопкой 10 двухпозиционного механического включателя (Вкл\Выкл). Токоподвод 8 снабжен зажимом 11 в верхней части, датчиком температуры 12, который электрически соединен с блоком управления и закреплен на токоподводе 8 посредством держателя 9 (пример 1). Датчик температуры 12 закреплен на токоподводе 8 посредством капсулы 17 (пример 2). Бокс 5 блока управления снабжен дисплеем 13, который размещен на крышке 6. Блок управления снабжен защитным термостатом 14, закрепленным на крышке 6 бокса 5 на подставке 15. С корпусом конвектора бокс 5 блока управления соединен посредством элементом крепления 16. Электрическое соединение датчика температуры 12 с электрической платой 19 блока управления осуществляется посредством токопровода 18.
Заявляемый электрический конвектор работает следующим образом. После включения электрического конвектора путем подключения токопровода 8 в бытовую электрическую сеть (вилка токопровода не показана) и включения кнопки 10 двухпозиционного механического включателя (Вкл\Выкл), датчик температуры 12, закрепленный на токопроводе 8 посредством держателя 9 или капсулы 17, определяет температуру окружающей среды в помещении и передает сигнал процессору на электрической плате 19, показания температуры отражаются на дисплее 13. Пользователь посредством элементов управления на крышке 6 бокса 5 блока управления задает желаемую температуру в помещении, например 25С°. После этого процессор электрической платы 19 посредством реле подает ток на нагревательный элемент 7 и происходит нагрев воздуха, входящего через воздухозаборные отверстия 2. Нагретый воздух, выходя через воздуховыпускные отверстия 3, нагревает воздух в помещении. Передача тепла осуществляется также через теплопередающую переднюю панель 1 корпуса. Каждые период времени (у разных датчиков температуры по разному от 10 секунд до 5 минут) датчик температуры замеряет температуру в помещении и передает данные в процессор электрической платы 19. Процессор сверяет данные с выставленной пользователем температурой. При достижении температуры окружающей среды 25С°, сигнал с датчика температуры 12 поступает на процессор электрической платы 19 блока управления, который изменяет величину прохождения электрического тока через нагревательный элемент 7 и отключает его. После этого датчик температуры 12 продолжает измерять и отправлять данные в процессор электрической платы 19. Если показания температуры в помещении опустилась ниже показаний температуры, заданной пользователем, то процессор электрической платы 19 подает сигнал включить нагревательный элемент 7. Защитный термостат 14 подключен параллельно к токоподводу 8 и настроен на температуру, критическую для данного конвектора, работает непрерывно. Соответственно, когда температура внутри конвекционной камеры конвектора начинает превышать критическую температуру, защитный термостат 14 размыкает электрическую цепь, далее после того, как температура внутри корпуса снижается до приемлемой, защитный термостат 14 опять замыкает электрическую цепь (Фиг. 5) и конвектор возобновляет обычный режим работы.
Благодаря заявляемой конструкции электрический конвектор, по сравнению с существующими моделями, обеспечивает более точное поддержание заданной температуры в обогреваемом помещении, т.е. позволяет максимально точно поддерживать заданную температуру помещения путем исключения погрешностей определения показаний температуры, связанных с прохождением конвективного потока воздуха через датчик температуры. Использование заявляемой конструкции электрического конвектора позволит поддерживать постоянный климат-контроль именно с той температурой, которая была задана потребителем.