ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к пленочным электронагревателям, которые могут найти широкое применение для обогрева жилых и служебных помещений, бань, коттеджей, садовых домиков, спортивных и торговых сооружений и т.д.
Известно, что в случае установки пленочного электронагревателя в местах, где не хватает напряжения, подводимого к дому, особенно характерного для сельской местности, рекомендуют устанавливать реле приоритета, которое распределяет нагрузку. При включении, например, чайника, стиральной машины, утюга и других бытовых приборов, такое реле отключает необходимо количество элементов пленочного электронагревателя. После отключения бытовых приборов, отключенные элементы пленочного электронагревателя опять включаются данным реле (см. ).
При явных преимуществах данных реле приоритета, они все-таки в период работы бытовых приборов отключают элементы пленочного электронагревателя, что в итоге приводит к снижению температуры, обогреваемого помещения, которое не всегда допустимо.
Известен электрообогреватель, состоящий из двух слоев электроизоляционного материала, размещенного между ними резистивного слоя, состоящего из токопроводящих резистивных элементов, в том числе в виде ленты, электрически связанных с ними сваркой токопроводов и с обоих сторон от резистивного слоя термопластичного пленочного материала толщиной 0,1-1 мм, токопроводы при этом снабжены тоководами, обеспечивающими коммутацию токопроводов между собой по требуемой электросхеме. Токопроводы могут быть размещены на концах и в промежуточных областях резистивного элемента, разделяя их на участки, имеющие расчетное сопротивление (см. патент RU №2286032, М. кл. Н05В 3/34, опубл. 20.10.2006 г.).
Задачей известного изобретения является создание конструкции электронагревателя, способного работать от различных источников и с возможностью регулирования температуры или необходимой мощности без дополнительных регулирующих устройств.
Однако известное устройство имеет достаточно сложную схему изготовления, в том числе, требует для каждого изготавливаемого нагревателя выполнение отдельного электрического расчета исходя из требований к данному конкретному электронагревателю. Сборка каждого отдельного электронагревателя осуществляется отдельно по слоям, после чего заготовка нагревается в течение 0,3-30 секунд, например с помощью утюга. И только после этого к нагревательному элементу присоединяются электроизоляционные слои.
Известен пленочный электронагреватель, содержащий резистивный излучающий элемент, размещенный между двумя слоями гибкой электроизоляционной пленки, имеющий в плане меандровую форму и снабженный выводами для подключения к электрической сети или другому электронагревателю, подсоединенными к двум крайним резистивным элементам (см. патент RU №2389161, М. Кл. Н05В 3/36; опубл. 10.05.2010 г.).
Задача, на решение которой направлено известное техническое решение, является снижение себестоимости и обеспечение возможности осуществления непрерывности его крупносерийного производства.
Однако, данная известная конструкция пленочного электронагревателя в случае падения напряжения в сети не имеет возможности его компенсировать данное падение напряжения, в результате чего снижается температура нагревателя и, как следствие окружающей среды, что в не желательно.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции нагревателя, позволяющего компенсировать падение напряжения в сети, сохраняя при этом температуру нагревателя и, как следствие, обогреваемого пространства.
Указанный технический результат достигается тем, что в пленочном электронагревателе, содержащем два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий и излучающий элемент и снабженный выводы для подключения к электрической сети или другому электронагревателю, подсоединенные к резистивным элементам, согласно полезной модели он содержит, расположенный в промежутке между имеющимися выводами, по меньшей мере, один, дополнительный вывод для подключения к электрической сети или другому электронагревателю, подсоединенный, по меньшей мере, к одному из резистивных элементов, расположенному в промежутке между имеющимися выводами.
Наличие в заявляемой конструкции нагревателя, по меньшей мере, одного дополнительного вывода, подсоединенного, по меньшей мере, к одному из резистивных элементов, расположенному в промежутке между имеющимися выводами, позволяет компенсировать падение напряжения в сети. Это обеспечивается за счет того, что дополнительный вывод, подсоединенный, по меньшей мере, к одному из резистивных элементов, расположенному в промежутке между основными выводами, создает цепь с более короткой длиной резистива и, при падении напряжения в сети, переключением питания с основного вывода или с предыдущей точки подключения, на дополнительный вывод, позволяет компенсировать падение напряжения за счет укорочения длины резистива и, как следствие, сохранить заданную температуру на нагревателе.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 - представлена принципиальная схема заявляемого пленочного электронагревателя по формуле и поперечный разрез полотна; на фиг.2 - поперечный разрез пленочного электронагревателя с излучающим элементом и дополнительно электроизоляционной пленкой.
Пленочный электронагреватель содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 электроизоляционные пленки, выполненные из термостойкого полимерного материала, между которыми размещен резистивный нагревающий и излучающий элемент 3. Резистивный нагревающий и излучающий элемент 3 выполнен в виде параллельных полос, из токопроводящего материала, например, из алюминиевой фольги, соединенных с образованием в плане меандровой (волнообразной, зигзагообразной и т.п.) формы.
Электронагреватель может содержать дополнительный излучающий элемент 4, например, в виде металлической тонкой, например, алюминиевой фольги или в виде металлического слоя, расположенный между внешней электроизоляционной пленкой 2 и резистивным нагревающим и излучающим элементом 3 и отделенный от резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 дополнительной электроизоляционной пленкой 5 (фиг.2).
Получение резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 меандровой (волнообразной, зигзагообразной и т.п.) формы может быть реализовано последовательным соединением полос, при котором край предыдущей полосы загнут Г-образно в сторону следующей полосы, как правило, на всю ее ширину, другой край которой, в свою очередь, Г-образно загнут в сторону последующей полосы. Места сопряжения Г-образных загибов и параллельных полос соединены точечной сваркой, осуществляемой на молекулярном уровне, например, термокрмпрессионной сваркой.
Получение резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 меандровой (волнообразной, зигзагообразной и т.п.) формы также может быть реализовано последовательным соединением полос, при котором полосы соединены последовательно перемычками поочередно с одной и с другой стороны. Места сопряжения перемычек с параллельными полосами также соединены точечной сваркой, осуществляемой на молекулярном уровне, например, термокрмпрессионной сваркой.
Меандровая (волнообразной, зигзагообразной и т.п.) форма резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 может быть получена выполнением ее из непрерывной полосы токопроводящего материала, без использования перемычек.
Полосы резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 занимают 15-70% полотна пленочного электронагревателя. К полосам резистивного нагревающего и излучающего элемента 3, например к крайним, припаяны выводы 6 и 7 для подключения к сети электропитания или другому пленочному электронагревателю. В промежутке между двумя имеющимися основными выводами 6 и 7 расположен, по меньшей мере, один дополнительный вывод 8, подсоединенный по меньшей мере к одному из резистивных элементов 3, расположенному в промежутке между имеющимися основными выводами 6 и 7.
Количество дополнительных выводов 8 может быть более одного, например два и более, и зависит от величин падения напряжения в сети, для которой производится заявляемый нагреватель.
Края верхней 1 и нижней 2 электроизоляционных пленок электронагревателя могут быть соединены с внутренней стороны лентой с самоклеящейся основой или заламинированы (не показано).
Толщина каждого слоя электроизоляционного пленок 1 и 2 варьируется в пределах 125-250 мкм, в зависимости от требований, предъявляемых к электронагревателю. Толщина всех пленок может быть выбранная как одинаковой, так и не одинаковой. Применяемая толщина электроизоляционных пленок 1 и 2 обеспечивает защиту электронагревателя от пробоя электрическим током при перегрузках сети и от механических повреждений резистивного нагревающего и излучающего элемента.
Толщина электроизоляционной пленки 5, размещенной между резистивным нагревающим и излучающим элементом 3 и излучающим элементом 4, находится в диапазоне от 35 мкм до 3 мм, обеспечивая изоляцию между резистивным излучающим и нагревающим элементом 3 и излучающим элементом 4, исключая их замыкание друг на друга.
Проведенными испытаниями установлено, удельная мощность электронагревателя находится в диапазоне 70-250 Вт/м2, при этом рабочий ток, протекающий по резистивному излучающему и нагревающему элементу 3 не превышает 1 А. Рабочая температура на поверхности электронагревателя при температуре воздуха в обогреваемом помещении +20°C находится в диапазоне +30 +70°C.
Величина тока в пределах 1 А, протекающего по резистивному излучающему и 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.
Имеющиеся основные выводы 6 и 7 пленочного электронагревателя подключаются к электрической сети через понижающий элемент напряжения или через соединенный последовательно или параллельно другой пленочный электронагреватель. По резистивному излучающему и нагревающему элементу 3 протекает ток, вызывая его нагревание. Резистивный нагревающий и излучающий элемент 3 подогревает излучающий элемент 4, с поверхности которого равномерно излучается инфракрасный тепловой поток, обеспечивающий прогрев предметов и пола помещения, выделяющих тепло внутрь помещения. Резистивный элемент 3 при нагреве также осуществляет функцию дополнительного излучающего элемента, излучая инфракрасный тепловой поток.
При падении напряжения в сети, переключив вручную или автоматически питание с основного вывода 6 на дополнительный вывод 8 за счет более короткой длины резистива в данной схеме, температура нагревателя достигает прежней требуемой величины.
Например, напряжение сети упало с 220 вольт до 190 вольт. Температура нагревателя при таком падении снижается с +45°C до +32°C. Переключив вручную или автоматически питание с точки «С» на «В» обеспечивается температура на нагревателе +45°C.
Нагреватель может быть снабжен большим количеством выводов, что позволит компенсировать другие интервалы падения напряжения сети.