Плоский электронагреватель

Плоский электронагреватель относится к электротехнике, в частности к средствам для обогрева людей, животных, помещений в качестве источника теплоты. Плоский электронагреватель, содержит пленочный электронагреватель с инфракрасным спектром излучения, теплоизолятор, отражатель. Теплоизолятор расположен между отражателем и пленочным электронагревателем. Предложенная полезная модель плоского электронагревателя нагревателя позволяет снизить мощность нагревателя для формирования теплового потока заданной величины на 30-35% по сравнению с известными пленочными электронагревателями.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к средствам для обогрева людей, животных, помещений в качестве источника теплоты (RU 57070 U1, МПК Н05В 3/14, 2006.01, Бюл. 27, 2006 г.).

Известен пленочный электронагреватель, содержащий плоский меандровой формы резистивный излучающий элемент из фольги, расположенный между гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети. Резистивный элемент намотан непрерывно без применения перемычек, соединяющих его параллельные полосы, и фольга выполнена из прецизионных токопроводящих материалов.

Известен пленочный электронагреватель (RU 2231188 C1, МПК Н05В 3/36, 2006.01, Бюл. 9, 2008), содержащий плоский меандровой формы резистивный нагревающий и излучающий элемент из фольги в виде непрерывной ленты из прецизионного токопроводящего материала, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети. Электронагреватель снабжен излучающим элементом в виде алюминиевой фольги, установленной между внешней электроизоляционной пленкой и резистивным нагревающим и излучающим элементом и отдельной от резистивного нагревающего и излучающего элемента дополнительно введенной электроизолирующей пленкой толщиной не более 30 мкм, расстояние между соседними краями параллельных полос резистивного нагревающего и излучающего элемента составляет 20-100 мм.

Известен пленочный электронагреватель (RU 76764 U1, МПК Н05В 3/14 2006.01, Бюл. 27, 2008), содержащий резистивный нагревательный элемент меандровой формы, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, и излучательный элемент из тонкой алюминиевой фольги, установленной между внешней электроизоляционной пленкой и резистивным элементом и отделенной от него тончайшей изолирующей пленкой, в качестве нагревательного элемента использован контур, состоящий из натянутых и закрепленных на термостойкой электроизоляционной пленке на одинаковом расстоянии друг от друга стержней из высокоомной проволоки с постоянным сечением по длине, соединенных на концах между собой с помощью контактных пластин.

Известен резистивный электронагреватель (RU 22579 U1, МПК Н01В 3/16, опубл. 10.04.2002), содержащий подложку из диэлектрического материала с нанесенным на нее токопроводящим слоем, токопроводящий слой выполнен в виде параллельных лент из аморфного металла, покрытых с обеих сторон полимерной пленкой. Подложка выполнена из пенополиэтилена, с одной стороны которой нанесена алюминиевая фольга, а внешняя поверхность токопроводящего слоя зафиксирована защитным тканевым полотном, в котором выполнены прорези.

Общим недостатком всех описанных выше нагревателей является то, что во включенном состоянии их поверхности нагреваются с обеих сторон. Вследствие этого инфракрасный тепловой поток, создаваемый нагревателем, излучается в обе стороны.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является теплоизлучающий строительный материал, (RU 87596 U1, МПК Н05В 3/14, 2006.1, Бюл. 28, 2009 г.), содержащий отделочный лист заданного размера, на котором со стороны, противоположной лицевой, закреплен в заводских условиях плоский лучистый нагревательный элемент, при этом на лицевой стороне теплоизлучающего отделочного материала нанесена разметка для крепления его к каркасу потолка.

В теплоизлучающем строительном отделочном материале в качестве плоского лучистого нагревательного элемента использован пленочный электронагреватель с инфракрасным спектром излучения.

Конструкцией данного материала предусмотрены отражатель и теплоизоляция, которые, в некоторой степени, ограничивают распространение теплоты теплопроводностью.

Недостатком является то, что в данном решении не создан механизм отражения лучистого теплового потока. Предусмотренный в конструкции отражатель укладывается непосредственно на электронагреватель и, приобретая ту же температуру, что и нагреватель, сам становится излучателем теплового потока, направляя его вверх через теплоизолятор. Данный строительный материал решает задачу снижения трудоемкости монтажных работ, но распространение инфракрасного теплового потока остается двухсторонним: как вниз, так и вверх.

Цель полезной модели - повышение эффективности использования электрической энергии электронагревателем за счет формирования процесса излучения теплового потока в одну сторону.

Поставленная цель достигается формированием механизма отражения обратного теплового потока используемого ранее известного двухстороннеизлу чающего нагревателя. Таким образом, в плоском электронагревателе, содержащем пленочный электронагреватель с инфракрасным спектром излучения, теплоизолятор, отражатель, в отличие от прототипа теплоизолятор расположен между пленочным электронагревателем и отражателем.

В результате проведенного поиска авторами не обнаружен плоский нагреватель одностороннего излучения, а следовательно, с максимальным использованием электроэнергии, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «новизна».

На фиг. изображено предлагаемое устройство - продольный разрез плоского электронагревателя.

Устройство включает излучающий пленочный электронагреватель 1, теплоизолирующий материал (теплоизолятор) 2, расположенный между пленочным электронагревателем 1 и отражателем 3, представляющим собой лист металлической фольги.

Известно [В.П.Исаченко В.А.Осипова А.С.Сукомел «Теплопередача» М., 1978 г. с.5], что передача теплоты от нагретого тела к менее нагретому осуществляется тремя способами: теплопроводностью, излучением и конвекцией. Процесс теплопередачи в данном устройстве использует в основном теплопроводность (q_тп1, q_тп2 ) и излучение E₁, E₂, E₂₀.

Устройство работает следующим образом. Включенный в электрическую сеть пленочный нагреватель 1 нагревается до номинальной температуры и с его поверхности начинает выделяться теплота теплопроводностью и излучением. Теплопроводная составляющая q_тп1 равномерно нагревает всю площадь пленочного нагревателя, формируя внешнюю температуру излучающей поверхности нагревателя. Под влиянием этой температуры формируется прямая составляющая теплового инфракрасного потока E₁.

Теплопроводящая составляющая q_тп2 направлена от верхней части нагретой поверхности нагревателя 1 вверх в сторону теплоизолятора 2, подогревая его нижнюю часть. Но так как термосопротивление теплоизолятора большое, теплопроводная составляющая уменьшается практически до нуля. За счет этого температура поверхности нагревателя увеличивается.

Результирующий тепловой поток формируется следующим образом. Нагреватель излучает тепловой поток как вниз E₁ , так и вверх E₂. Тепловой поток E₁, формирует прямую составляющую результирующего потока нагревателя. Тепловой поток E₂ проходит через слой теплоизолятора 2 и доходит до поверхности листа металлической фольги 3 и отражается им в обратную сторону, формируя отраженную составляющую теплового потока E₂₀.

Отраженная составляющая E₂₀ меньше, чем тепловой поток E₂ на величину, поглощенную металлом части теплового потока (E_п=к _пE₂). Таким образом, E₂₀=(E₂ -к_пE₂), где к_п - коэффициент поглощения отражателя, E_п - поглощенная отражателем часть теплового потока.

Однако коэффициент поглощения к_п для металлов составляет весьма малую величину близкую к нулю (к_п<0,01). Поэтому практически можно считать величину теплового потока E₂ равным потоку E₂₀ .

Предложенная полезная модель позволяет снизить мощность плоского электронагревателя для формирования теплового потока заданной величины на 30-35% по сравнению с известными пленочными электронагревателями.

Плоский электронагреватель, содержащий пленочный электронагреватель с инфракрасным спектром излучения, теплоизолятор, отражатель, отличающийся тем, что теплоизолятор расположен между пленочным электронагревателем и отражателем.