Батарея энергосберегающего нагревателя воздуха
Полезная модель относится к области электронагревательных приборов, которые применяются для обогрева бытовых и производственных помещений в холодное время года. В данных приборах используется физическое явление естественной конвекции воздуха. Технический результат - создание энергосберегающей батареи конвекторов, имеющих низкое потребление электроэнергии при высоком значении выделяемой тепловой энергии. Технический результат достигается тем, что батарея энергосберегающего нагревателя воздуха содержит нагревательные элементы, по меньшей мере, два вертикальных ряда радиаторов и, по меньшей мере, один горизонтальный ряд радиаторов, при этом радиаторы состоят из двух симметричных частей, между которыми установлены нагревательные элементы, выполненные в виде полупроводниковых керамические терморезисторов, причем вертикальные ряды радиаторов установлены с образованием теплонакопительной камеры. 4 з.п. ф-лы; 2 ил.
Полезная модель относится к области нагревательных приборов, которые применяются для обогрева бытовых и производственных помещений в холодное время года. В данных приборах используется физическое явление естественной конвекции воздуха.
Известен нагреватель воздуха, содержащий нагревательные элементы и ряды радиаторов (прототип, WO 2011041600 A1, 07.04.2011).
Недостатком известного нагревателя является высокое потребление электроэнергии.
Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств - нагревателей.
Технический результат - создание энергосберегающей батареи конвекторов, имеющих низкое потребление электроэнергии при высоком значении выделяемой тепловой энергии. В качестве нагревательных элементов в батарее используются полупроводниковые керамические терморезисторы с положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления (PTC - резисторы).
Технический результат достигается тем, что батарея энергосберегающего нагревателя воздуха содержит нагревательные элементы, по меньшей мере, два вертикальных ряда радиаторов и, по меньшей мере, один горизонтальный ряд радиаторов, при этом радиаторы состоят из двух симметричных частей, между которыми установлены нагревательные элементы, выполненные в виде полупроводниковых керамические терморезисторов, причем вертикальные ряды радиаторов установлены с образованием теплонакопительной камеры.
Терморезисторы выполнены с положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления, имеющие разницу номинального сопротивления от 1 до 2 кОм.
Камера может быть выполнена шириной от 10 до 50 мм.
Радиаторы могут быть выполнены из элементов в виде несимметричных двутавровых балок, у которых в соединяющей полки перемычке имеются отверстия, обеспечивающие естественную конвекцию воздуха.
Радиаторы могут быть выполнены из элементов с ребрами, имеющими прорези шириной от 2 до 20 мм, перпендикулярные ребрам.
Терморезисторы защищены от воздействия окружающей среды с помощью высокотемпературного электроизоляционного герметика или компаунда.
Технический результат достигается, как конструкцией теплоотдающих радиаторов, так и конструктивным исполнением их расположения в батареи. Радиаторы изготовлены из металла (алюминия, меди, стали или их сплавов) и состоят из двух симметричных частей, между которыми находятся терморезисторы. По форме, радиатор имеет два вида исполнения.
На фиг.1 и фиг.2 представлен вариант выполнения радиатора из элементов в виде несимметричных двутавровых балок.
На фиг.3 и фиг.3 - вариант выполнения радиатора из элементов с ребрами.
Каждая из частей радиатора (фиг.1) имеет форму несимметричной двутавровой балки 1, между балками находится четное количество терморезисторов 2. В перемычках между полками балок, для прохождения воздуха при конвекции, выполнены отверстия 3, которые могут иметь как круглую, так и продолговатую эллиптическую форму, полученные с помощью штамповки. Для снижения величины электрического тока при включении, каждая пара терморезисторов имеет значение номинального электрического сопротивления, отличающиеся на (1-2) кОм. Для защиты от окружающей среды, терморезисторы герметизированы с помощью высокотемпературного электроизоляционного материала 4 (герметика или компаунда). В данном случае, батарея состоит как минимум из двух радиаторов, расстояние между которыми составляет от 10 до 50 мм. В зависимости от требований, предъявляемых к конвектору по теплоотдаче, батарея выполняется из нескольких вертикальных и горизонтальных рядов радиаторов необходимой длины. В воздушном промежутке между радиаторами происходит снижение скорости движения воздуха при конвекции и, таким образом, он служит в качестве теплонакопителя, что увеличивает тепловую эффективность батареи.
У второго вида радиаторов (фиг.2), каждая из его частей 5, имеет ребристую форму, широко применяемую для охлаждения диодов и транзисторов. Для уменьшения энергопотребления, перпендикулярно ребрам до основания конструкции на них, через (10-40) мм сделаны прорези 6 шириной от 2 до 6 мм. Терморезисторы 7 расположены между основаниями двух частей радиатора. Также как в первом случае, количество терморезисторов - четное, они подобраны по величине номинального сопротивления и изолированы от окружающей среды электроизоляционным слоем 8. Батарея состоит из нескольких рядов, соединенных между собой радиаторов. Между рядами радиаторов имеется промежуток величиной от 10 до 50 мм.
Например, конвектор, батарея которого состоит из двух вертикальных и двух горизонтальных рядов радиаторов первого вида и имеющих длину 320 мм, в установившемся режиме (через 10 минут после включения), имеет потребляемую электрическую мощность до 450 Вт. При этом, его тепловая мощность превышает аналогичную характеристику конвектора с традиционными нагревательными элементами, использующими спирали их высокоомных металлов, и имеющего потребление электроэнергии около 1500 Вт.
1. Батарея энергосберегающего нагревателя воздуха, характеризующаяся тем, что содержит нагревательные элементы, по меньшей мере, два вертикальных ряда радиаторов и, по меньшей мере, один горизонтальный ряд радиаторов, при этом радиаторы состоят из двух симметричных частей, между которыми установлены нагревательные элементы, выполненные в виде полупроводниковых керамические терморезисторов, причем вертикальные ряды радиаторов установлены с образованием теплонакопительной камеры.
2. Батарея по п.1, характеризующаяся тем, что терморезисторы выполнены с положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления, имеющим разницу номинального сопротивления от 1 до 2 кОм.
2. Батарея по п.1 или 2, характеризующаяся тем, что камера выполнена шириной от 10 до 50 мм.
3. Батарея по п.1 или 2, характеризующаяся тем, что радиаторы выполнены из элементов в виде несимметричных двутавровых балок, у которых в соединяющей полки перемычке имеются отверстия, обеспечивающие естественную конвекцию воздуха.
4. Батарея по п.1 или 2, характеризующаяся тем, что радиаторы выполнены из элементов с ребрами, имеющими прорези шириной от 2 до 20 мм, перпендикулярные ребрам.
5. Батарея по п.1 или 2, характеризующаяся тем, что терморезисторы защищены от воздействия окружающей среды с помощью высокотемпературного электроизоляционного герметика или компаунда.
