ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибким электронагревателям на основе материалов, обладающих резистивными свойствами, и может быть использована для обогрева бытовых и производственных помещений [H05B 3/00, H05B 3/34].
2
Из уровня техники известен ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ [RU152927 (U1), опубл. 27.06.2015], содержащий резистивный нагревательный элемент в виде контура меандровой формы, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, отличающийся тем, что контур образован единой токопроводящей проволокой из высоколегированной нержавеющей стали от 0,03 до 0,3 мм в поперечном сечении.
Для производства пленочного электронагревателя используются современные высокотехнологичные материалы, например, полиэтилентерефталат с термоклеевым составом. Резистивный нагревающий и излучающий элемент, выполненный из проволоки высоколегированных нержавеющих марок стали.
Недостатком данного аналога является применение стандартной электроизоляционной термостойкой пленки, следствием чего является высокая степень горючести (Г-4 (сильно горючий) по ГОСТ 30244-94) и более низкая теплопроводность пленки из полиэтилентерефталата, относительно предлагаемого в настоящем документе материала.
Также из уровня техники известен ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ [RU186789 (U1), опубл. 04.02.2019], который состоит из двух слоев электроизоляционной основы, каждый из которых содержит армированную и покрытую с одной стороны защитной диэлектрической пленкой металлическую фольгу, между которыми находится резистивный нагревательный элемент, размещенный равноудаленно от боковых кромок слоев электроизоляционной основы. Резистивный нагревательный элемент выполнен в виде двух отдельных изолированных проводов, соединенных между собой на одном конце соединительной муфтой, а на другом конце подключенных к источнику питания с образованием единой электрической цепи. Провода расположены между двух слоев электроизоляционной основы в виде двух близко расположенных меандров. В вершинах меандров, провода расположены друг от друга на расстоянии S1, где D≤S1≤20·D, D – диаметр внешней изоляции проводов, при этом на остальных участках меандров, провода расположены друг от друга на расстоянии S2, где D≤S2≤30·D.
Недостатком данного аналога является сложность конструкции, вследствие использования дополнительных технических решений (например, применение металлической фольги и армирования).
Наиболее близким по технической сущности является ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ [RU121681 (U1), опубл. 27.10.2012], содержащий резистивный нагревательный элемент в виде контура меандровой формы, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками, выполненными из полиэтилентерефталата, и снабженный выводами для подключения к электрической сети, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде единой токопроводящей нити, при этом меандры образованы изгибами нити.
Основной технической проблемой прототипа является использование пленок полиэтилентерефталата, которые при высоких температурах (примерно 200°С) теряют свои физико-механические свойства и работоспособность.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение высокой теплопроводности пленок при высоких температурах нагревательного элемента.
Указанный технический результат достигается за счет того, электронагреватель пленочный, выполненный в виде плоского изделия, содержащий гибкий резистивный нагревательный элемент, образующий нагревательный контур, который расположен между термостойкими электроизоляционными пленками, при этом нагревательный контур и пленки неразъемно соединены между собой, на периметре электронагревателя между пленками расположены выводы для подключения электрической сети, электрически соединенные с нагревательным элементом, отличающийся тем, что данные термостойкие электроизоляционные пленки выполнены из стеклоткани с тефлоновым покрытием.
В частности, нагревательный контур выполнен по форме меандра.
В частности, нагревательный контур выполнен по форме спирали.
В частности, выводы для подключения электрической сети расположены на одной стороне электронагревателя с одного и другого конца.
В частности, электронагреватель выполнен в форме прямоугольника.
В частности, пленки и нагревательный контур склеены между собой.
В частности, нагревательный элемент выполнен в виде единой токопроводящей нити.
В частности, нагревательный элемент выполнен из нитей высокоомной проволоки.
В частности, пленки могут быть выполнены одинаковой или различной толщины.
В частности, выводы для подключения к электрической сети выполнены из материала с низким электрическим сопротивлением.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показана схема пленочного электронагревателя.
На фиг.2 показан поперечный разрез пленочного электронагревателя.
На фигурах обозначено: 1 – нагревательный элемент, 2 –пленки, 3 – выводы.
Осуществление полезной модели.
Пленочный электронагреватель состоит из резистивного нагревательного элемента 1, представляющего собой единую токопроводящую нить изогнутую таким образом, что образуется контур, например, меандровой формы. Нагревательный элемент 1 расположен между двумя термостойкими электроизоляционными пленками 2, выполненными из стеклоткани с тефлоновым покрытием (PTFE). Размер пленок 2 соответствует габаритам нагревательного контура. На концах нагревательного элемента 1 (на периметре электронагревателя) расположены два вывода 3 для подключения к электрической сети. Соединение выводов 3 и нагревательного элемента 1 может быть осуществлено неразъемным, например, посредством сварки или пайки.
Пленочный электронагреватель работает следующим образом. При подключении к электрической сети на выводы 3 подается электрическое напряжение, под действием которого в нагревательном контуре возникает электрический ток и как следствие объемное тепловыделение. Затем тепловая энергия посредством теплопроводности через пленки 2 передается на наружную поверхность электронагревателя и за счет конвекционного теплообмена нагревает окружающую среду.
Основным материалом для изготовления термостойких электроизоляционных пленок 2 является полиэтилентерефталат (PET), применяются также: полипропилен, полиэтилен, полиамид, полихлорвинил и др. Однако применение стеклоткани с тефлоновым покрытием вместо полиэтилентерефталата позволяет улучшить следующие характеристики электронагревателя:
- температурная стойкость стеклоткани с тефлоновым покрытием обеспечивает работоспособность изготовленных из нее пленок 2, в том числи и высокую теплопроводность, при высоких температурах нагревательного элемента 1;
- в отличие от полиэтилентерефталата стеклоткань с тефлоновым покрытием является негорючим материалом (Г1 у стеклоткани с тефлоновым покрытием против Г4 у полиэтилентерефталата, по ГОСТ 30244-94) результатом является повышение пожарной безопасности электронагревателя и расширения диапазона помещений, где возможно его применение;
- за счет лучшей теплопроводности пленок 2 из стеклоткани с тефлоновым покрытием (0,25 Вт/(м·К) против 0,14 Вт/(м·К) у полиэтилентерефталата) достигается повышение плотности теплового потока с наружной поверхности пленок 2 и как следствие – повышение тепловой эффективности электронагревателя.
Пленочный электронагреватель рассмотренной конструкции может сохранять работоспособность при нагреве до 260°С за счет высокой температурной стойкости применяемого в пленках 2 материала - стеклоткани с тефлоновым покрытием. В то же время за счет высокой теплопроводности пленок 2, выполненных из данного материала, обеспечивается эффективный отвод тепла от нагревательного элемента 1 в окружающую среду в широком диапазоне температур (от низких до высоких). Представленные выше доводы подтверждают достижение заявленного технического результата.
Технический результат полезной модели - обеспечение высокой теплопроводности пленок 2 при высоких температурах нагревательного элемента 1, достигается путем изготовления термостойких электроизоляционных пленок 2 из стеклоткани с тефлоновым покрытием, что приводит к увеличению температурной стойкости пленок 2 и увеличению их теплопроводности при высокой температуре.