Электрообогреватель

 

Полезная модель относится к области электротермии, в частности к пленочным потолочным нагревателям излучающего типа, и может быть использована для обогрева бытовых, производственных, административных помещений. Устройство состоит из основного несущего элемента - термостойкого (закаленного) стекла (1), гибкого нагревательного резистивного элемента (2), электроизоляции (3), теплоизоляции (4), внешнего изоляционного кожуха (5), коробки ввода электросети (6), со встроенным термовыключателем, и присоединительного провода в двойной изоляции (7), токовводов (9), электроконтактов (10). Гибкий нагревательный резистивный элемент (2) приклеен к несущему элементу - термостойкому (закаленному) стеклу (1) при помощи клея термостойкого, термопластичного (8) термокомпрессионным способом. Электрическая изоляция (3) в виде термостойкой электроизоляционной пленки, приклеена на гибкий нагревательный резистивный элемент (2) и к несущему элементу (стеклу) (1), так же при помощи термостойкого, термопластичного клея (8) термокомпрессионным способом (причем приклеивание гибкого нагревательного элемента, электроконтактов и электроизоляции осуществляют одновременно, за одну технологическую операцию). Теплоизоляция (4) зафиксирована на месте внешним изоляционным кожухом (5), который приклеен к несущему элементу - термостойкому (закаленному) стеклу (1) по контуру. Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении его функциональных возможностей, упрощении монтажа, обслуживания и ремонта, снижении эксплуатационных и производственных затрат, повышении надежности и срока его эксплуатации, за счет использования новых резистивных углерод-полимерных композиционных материалов, а также термостойких термоформуемых полимерных материалов. 10 з.п. ф-лы. 4 ил.

Полезная модель относится к области электротермии, в частности к пленочным потолочным нагревателям излучающего типа, и может быть использована для обогрева бытовых, производственных, административных помещений.

Известны плоские электрообогреватели на основе углепластиков. Такие электрообогреватели обладают хорошей механической прочностью, химически стойки, легкие, характеризуются высокой теплостойкостью.

Однако при удельной мощности нагрева выше 1,0-1,5 кВт/м2 углепластик в дефектных местах под воздействием кислорода воздуха быстро прогорают, что ограничивает срок работы электронагревателя.

Известны потолочные инфракрасные обогреватели ПИОН THERMO GLASS (Интернет: http://klimatdon.ru/pion.htm), основой нагревательного элемента для потолочных инфракрасных обогревателей серии ПИОН THERMO GLASS является закаленное термическое стекло с покрытием NANO Energy, отличаются принципиально новым видом нагревательного элемента, что позволяет ему стать не только инфракрасным обогревателем, но и деталью интерьера.

К недостаткам известного технического решения можно отнести следующее. Примененное в приборе резистивное покрытие NANO Energy требует обеспечения надежной защиты его от внешней среды, что привело к необходимости применения двойного остекления и соответственно, к значительному увеличению веса электрообогревателя, критичному или недопустимому для потолочных обогревателей.

Известны обогреватели «ТЕРМИК П-0,5» (Интернет: climatis.ru>Производители>element.php), состоящие из греющей плоской панели, расположенной с лицевой стороны обогревателя, защитного вкладыша с обратной стороны обогревателя, коробки ввода, установленной на вкладыше. Электрический нагревательный элемент, выполнен из хромоникелевой проволоки, равномерно уложенной по всей площади электроизолированой панели. Все элементы корпуса выполнены из тонкой листовой стали. Защитно-декоративное трехслойное матовое покрытие обеспечивает высокую теплоизлучающую способность греющих поверхностей и не создает блики. Обогреватели могут крепиться на потолке или вкладываться в подвесные потолки типа Армстронг. Габаритные размеры этой модели 595×595×20 мм, что совпадает с размерами плитки для подвесных потолков, поэтому такой обогреватель может быть вложен в каркас подвесного потолка вместо самой плитки. Безопасность обеспечит холодная монтажная кромка толщиной 2 см.

Недостатком известного технического решения является то, что выполнение электрического нагревательного элемента из хромоникелевой проволоки, для равномерной укладки проволоки по всей площади электроизоляционной панели и с учетом необходимости согласования температурных коэффициентов расширения материалов, требует уникального технологического оборудования, либо ручного труда.

Известен электрообогреватель потолочный "РЭССИ" (Интернет: otoplenie-novogo-pokoleniya.tiu.ru>potolochnyj), который представляет собой металлический кассетный модуль размером 595×595×15 мм. Состоит из трех слоев. Первый слой - утеплитель. Представляет собой отражающий материал ПЕНОФОЛ 5 мм. Это пористый материал на основе вспененного полиэтилена покрытого алюминиевой фольгой толщиной 14 мкм. работает как отражатель ИК лучей, так и утеплитель. Коэффициент теплопроводности 0,049 Вт/мК. Он выдерживает температуру +120 Гр. Второй слой, это пленочный нагревательный элемент, состоящий из двух слоев высокотемпературного пластика и встроенными между ними электродами из сложнолегированной резистивной стали. Третий слой - декоративный. Обычно используется потолочная плита «Армстронг». На тыльной поверхности обогревателя имеются вывода для подключения в электросеть 220-240 В. Устанавливается обогреватель в штатное 600×600 мм посадочное место для плиты типа «Армстронг». В качестве нагревательного элемента используется пленочный инфракрасный электронагреватель.

Недостатком известного технического решения является следующее.

Примененный в электрообогревателе в качестве нагревательного элемента пленочный инфракрасный электронагреватель допускает температуру нагрева не более 60-65 C° и соответственно, ограниченной установленной мощности не превышающей 150 Вт на один электрообогреватель, что в свою очередь требует покрытия площади поверхности потолков помещений до 60-65% и является избыточно затратным при организации систем обогрева объектов.

Известен электрообогреватель (патент РФ 2248504, МПК F24D 13/02, H05B 3/26, оп. 20.03.2005), который включает плиту в качестве корпуса, закрепленный на ней с помощью термостойкого слоя пластиковый непроволочный нагревательный элемент, с тыльной стороны которого установлена защитная панель, выводы коммутации, размещенные в поперечном просвете между двумя частями резистивного слоя нагревательного элемента, термовыключатель и крепежные элементы. Указанная плита выполнена мраморной, защитная панель - гипсоволоконной, в качестве термостойкого слоя использован силиконовый слой. Выводы коммутации и термовыключатель размещены в поперечном просвете между двумя частями нагревательного элемента по центру электрообогревателя и установлены в распределительной коробке. Крепежные элементы, не имеющие сквозного выхода своих частей на лицевую сторону мраморной плиты, размещены в просветах гипсоволоконной плиты и нагревательного элемента электрообогревателя.

Недостатком известного технического решения являются значительные весовые и габаритные параметры электрообогревателя, которые позволяют применять электрообогреватель только для размещения на стационарных потолках и не позволяют применять их в легких подвесных потолках типа «Армстронг».

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, прототипом, является техническое решение «Электронагреватель» (патент на полезную модель 130374, МПК F24C 7/00, оп. 20.07.2013), содержит тонкослойный нагревательный элемент, подключенный к электропитанию, теплоизоляционный элемент и средство для крепления электронагревателя к стене, полу или потолку, и содержит монолитно собранные слои, включающие внешнюю металлическую оболочку по всей поверхности электронагревателя, последовательно размещенные в ней теплоизолятор, предварительно изолированный гибкий неметаллический нагревательный элемент на основе углеродного резистива и стеклоткань.

К недостаткам известного технического решения можно отнести то, что примененные для изготовления угольного резистивного элемента серийно выпускаемые углеродные полотна, ленты, жгуты, нити - не термопластичные, не термоформуемые, не имеют возможности растягиваться при нанесении их на криволинейные и пространственно конфигурированные поверхности.

Укладка предлагаемых углеродных материалов по криволинейным и пространственным поверхностям представляется затруднительной т.к. требует уникального технологического оборудования, либо ручного труда.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание электрообогревателя инфракрасного действия, основанием которого могут быть закаленное стекло, гранит, керамогранит, мрамор и другие термостойкие диэлектрические материалы различных плоских и пространственных криволинейных форм в широком диапазоне температур эксплуатации, при значительном снижении габаритно-весовых параметров.

Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении его функциональных возможностей, упрощении монтажа, обслуживания и ремонта, снижении эксплуатационных и производственных затрат, повышении надежности и срока его эксплуатации, за счет использования новых резистивных углерод-полимерных композиционных материалов, а также термостойких термоформуемых полимерных материалов, позволяющих организацию автоматизированного либо роботизированного производства электрообогревателей при высоком качестве.

Дополнительным преимуществом предлагаемого электрообогревателя является его экологичность, проявляющаяся в том, что при его использовании в окружающем пространстве уменьшение кислородной составляющей воздуха сводится к минимуму.

Это достигается за счет того, что электрообогреватель, содержащий тонкослойный нагревательный элемент, подключенный к электропитанию, теплоизоляцию, при этом содержит монолитно собранные слои, включающие внешний изоляционный кожух, последовательно размещенные теплоизоляцию и предварительно изолированный гибкий неметаллический нагревательный элемент на основе углеродного резистива, согласно полезной модели, содержит элемент нагревательный инфракрасного действия, коробку ввода электросети, со встроенным термовыключателем, и присоединительный провод в двойной изоляции; при этом элемент нагревательный инфракрасного действия состоит из несущего элемента, передняя часть которого является тепловым источником инфракрасного действия; при этом на обратную поверхность несущего элемента нанесен слой клея термостойкого, термопластичного, при помощи которого закреплен гибкий нагревательный резистивный элемент; при этом на противоположных краях гибкого нагревательного резистивного элемента закреплены два электроконтакта, к которым при помощи припоя или токопроводящей углерод - полимерной композиции присоединен токоввод; при этом вся обратная поверхность несущего элемента, гибкий нагревательный резистивный элемент и электроконтакты покрыты электроизоляцией для предотвращения поражения электрическим током; при этом гибкий нагревательный резистивный элемент содержит тканевую подложку и токопроводящий резистивный слой, сформированный на основе резистивного углеродного композиционного материала, включающего токопроводящую фазу на основе технического углерода и полимерное связующее, при этом резистивный углеродный композиционный материал содержит технический углерод с высокоразвитой удельной площадью поверхности 300÷600 м2/г и выше, с размером частиц от 10 до 50 нм в сочетании с коллоидными графитовыми препаратами с размерами частиц графита менее 4 мкм и раствор термостойкого полимерного связующего; при этом в гибком нагревательном резистивном элементе тканевая подложка пропитана резистивным углеродным композиционным материалом; при этом теплоизоляция зафиксирована на месте внешним изоляционным кожухом, который приклеен к несущему элементу по контуру. Кроме этого в качестве несущего элемента может быть применено термостойкое (закаленное) стекло, или гранит, или керамогранит, или мрамор. Кроме этого обратная поверхность несущего элемента покрыта электроизоляцией - пленкой лавсановой ПЭТ. Кроме этого применен провод многожильный, медный, в термостойкой изоляции. Кроме этого в качестве технического углерода использован технический углерод марки OMCARB CH210, и/или CH220, и/или CH230 и/или OMCARB CH600. Кроме этого в резистивном углеродном композиционном материале использованы коллоидные графитовые препараты C-0 и/или C-1 и размолотые до размера частиц менее 4 мкм природные графиты. Кроме этого в качестве связующего использован термостойкий полимер в виде сложного полиэфира на основе или терефталевой кислоты, или себациновой кислоты, или адипиновой кислоты, или этиленгликоля, или диэтиленгликоля. Кроме этого в качестве связующего использована смола ТФ-60. Кроме этого в качестве растворителей применяются или хлороформ, или хлористый метилен, или дихлорэтан и/или другие, эффективно растворяющие полимерные связующие. Кроме этого в качестве электроизоляционного покрытия могут быть применены или эпоксидные, или полиэфирные, или полиуретановые, или фенольные, или фенолокаучуковые, или акрилатные, или кремнийорганические, или фторорганические полимерные композиции, а также композиции минерального состава или на жидком стекле, или фосфатном, или алюмохромофосфатном связующем. Кроме этого гибкий нагревательный резистивный элемент, электроконтакты и электроизоляция склеены одновременно, за одну технологическую операцию. Кроме этого электрообогреватель является не разборным, отделение гибкого нагревательного резистивного элемента и электрической изоляции от основного несущего элемента невозможно.

Полезная модель поясняется рисунками.

На фиг. 1 представлен электрообогреватель, общий вид.

На фиг. 2 - то же, вид сверху.

На фиг. 3 - то же, разрез -A на фиг. 1.

На фиг. 4 - то же, структура элемента нагревательного инфракрасного действия.

Позиции на рисунках обозначают: несущий элемент (1); гибкий нагревательный резистивный элемент (2); электроизоляция (3); теплоизоляция (4); внешний изоляционный кожух (5); коробка ввода электросети (6) с термовыключателем; присоединительный провод двойной изоляции (7); клей термостойкий, термопластичный (8); токоввод (9) электроконтакт (10).

Устройство состоит из элемента нагревательного инфракрасного действия, теплоизоляции (4), внешнего изоляционного кожуха (5), коробки ввода электросети (6), со встроенным термовыключателем, и присоединительного провода в двойной изоляции (7), токовводов (9), электроконтактов (10).

Элемент нагревательный инфракрасного действия состоит из несущего элемента (1), который может быть выполнено, например, из закаленного стекла, гранита, керамогранита, мрамора. Передняя часть несущего элемента (1) служит тепловым источником инфракрасного действия. На обратную поверхность несущего элемента (1) нанесен клей термостойкий, термопластичный (8), при помощи которого закреплен гибкий нагревательный резистивный элемент (2). По противоположным краям гибкого нагревательного резистивного элемента закреплены два электроконтакта из медной шины (10), покрытой термоклеевой токопроводящей углерод-полимерной композицией по составу резистивного слоя нагревательного элемента, к которым при помощи припоя или токопроводящей углерод-полимерной композиции присоединен токоввод - провод многожильный, медный, в термостойкой изоляции (9). Для предотвращения поражения электрическим током вся обратная поверхность несущего элемента (1), гибкий нагревательный резистивный элемент (2) и электроконтакты (10) покрыты электроизоляцией - пленкой лавсановой ПЭТ (3). При этом гибкий нагревательный резистивный элемент содержит тканевую подложку и токопроводящий резистивный слой (на рисунках не показано), сформированный на основе резистивного углеродного композиционного материала, включающего токопроводящую фазу на основе технического углерода и полимерное связующее, при этом резистивный углеродный композиционный материал содержит технический углерод с высокоразвитой удельной площадью поверхности 300÷600 м2/г и выше, с размером частиц от 10 до 50 нм в сочетании с коллоидными графитовыми препаратами с размерами частиц графита менее 4 мкм и раствор термостойкого полимерного связующего; при этом в качестве связующего использован термостойкий полимер в виде раствора. При этом в гибком нагревательном резистивном элементе тканевая подложка пропитана резистивным углеродным композиционным материалом. При этом в гибком нагревательном резистивном элементе в качестве технического углерода использован технический углерод марки OMCARB CH210, и/или CH220, и/или CH230 и OMCARB CH600.

Теплоизоляция (4) зафиксирована на месте внешним изоляционным кожухом (5), который приклеен к несущему элементу - термостойкому (закаленному) стеклу (1) по контуру.

Особенности полезной модели.

Электрообогреватель является не разборным, отделение гибкого нагревательного резистивного элемента (2) и электрической изоляции от стеклянной панели невозможно.

Электрообогреватель предназначен для установки в подвесной потолок "Армстронг", имеет размеры 595×595×25 мм.

Электрообогреватель отличается тем, что в качестве теплоотдающей поверхности используется стекло, которое имеет не только привлекательный внешний вид, но и эффективную теплоотдачу.

Электрообогреватель отличается тем, что лицевой стороной является плоская стеклянная панель, не имеющая ступенек или выступов, как у аналогов, что позволяет электрообогревателю максимально плотно ложится в направляющие профили подвесного потолка без зазоров.

Электрообогреватель отличается тем, что имеет значительно меньший вес, по сравнению с аналогичными стеклянными обогревателями "Пион Thermo Glass" в которых используется двойное остекление.

Электрообогреватель функционирует следующим образом.

При подаче напряжения на концы выводов присоединительного провода (7), через предохранительный термовыключатель коробки ввода электросети (6), в резистивном слое нагревательного элемента (2) образуется тепловая энергия. Через непосредственный контакт с несущим элементом (1), тепло гибкого нагревательного резистивного элемента (2) нагревает элемент (1) до рабочей температуры. В свою очередь, нагретый несущий элемент (1) преобразует тепловую энергию в инфракрасный тепловой поток, обогревающий помещение, в котором установлен электрообогреватель. Частичный отход тепловой энергии и потерю ее с тыльной стороны электрообогревателя предохраняет теплоизоляция (4). Она отражает эту энергию, направляя обратно ее в тело электрообогревателя, увеличивая его эффективность в целом до 15% по сравнению с прототипом. При возможном случайном накрытии или загораживании лицевой излучающей поверхности электрообогревателя, ограничивающем отход инфракрасного потока в помещение, способствующем перегреву электрообогревателя и возможному выходу из строя, происходит увеличение температуры в зоне, где расположен термовыключатель коробки ввода (6), который своевременно отключит электрообогреватель от электрической сети. Температура срабатывания термического выключателя коробки ввода (6) равна 120*C.

1. Электрообогреватель, содержащий тонкослойный нагревательный элемент, подключенный к электропитанию, теплоизоляцию, при этом содержит монолитно собранные слои, включающие внешний изоляционный кожух, последовательно размещенные теплоизоляцию и предварительно изолированный гибкий неметаллический нагревательный элемент на основе углеродного резистива, отличающийся тем, что содержит элемент нагревательный инфракрасного действия, коробку ввода электросети со встроенным термовыключателем и присоединительный провод в двойной изоляции; при этом элемент нагревательный инфракрасного действия состоит из несущего элемента, передняя часть которого является тепловым источником инфракрасного действия; при этом на обратную поверхность несущего элемента нанесен слой клея термостойкого, термопластичного, при помощи которого закреплен гибкий нагревательный резистивный элемент; при этом на противоположных краях гибкого нагревательного резистивного элемента закреплены два электроконтакта, к которым при помощи припоя или токопроводящей углерод - полимерной композиции присоединен токоввод; при этом вся обратная поверхность несущего элемента, гибкий нагревательный резистивный элемент и электроконтакты покрыты электроизоляцией для предотвращения поражения электрическим током; при этом гибкий нагревательный резистивный элемент содержит тканевую подложку и токопроводящий резистивный слой, сформированный на основе резистивного углеродного композиционного материала, включающего токопроводящую фазу на основе технического углерода и полимерное связующее, при этом резистивный углеродный композиционный материал содержит технический углерод с высокоразвитой удельной площадью поверхности 300ч600 м2/г и выше, с размером частиц от 10 до 50 нм в сочетании с коллоидными графитовыми препаратами с размерами частиц графита менее 4 мкм и раствор термостойкого полимерного связующего; при этом в гибком нагревательном резистивном элементе тканевая подложка пропитана резистивным углеродным композиционным материалом; при этом теплоизоляция зафиксирована на месте внешним изоляционным кожухом, который приклеен к несущему элементу по контуру.

2. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве несущего элемента может быть применено термостойкое (закаленное) стекло, или гранит, или керамогранит, или мрамор.

3. Электрообогреватель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что обратная поверхность несущего элемента покрыта электроизоляцией в виде пленки лавсановой ПЭТ.

4. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что применен провод многожильный, медный, в термостойкой изоляции.

5. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве технического углерода использован технический углерод марки OMCARB TM СН210, и/или СН220, и/или СН230 и OMCARBTM СН600.

6. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в резистивном углеродном композиционном материале использованы коллоидные графитовые препараты С-0 и/или С-1 и размолотые до размера частиц менее 4 мкм природные графиты.

7. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующего использован термостойкий полимер в виде сложного полиэфира на основе или терефталевой кислоты, или себациновой кислоты, или адипиновой кислоты, или этиленгликоля, или диэтиленгликоля.

8. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующего использована смола ТФ-60.

9. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растворителей применяются или хлороформ, или хлористый метилен, или дихлорэтан и/или другие, эффективно растворяющие полимерные связующие.

10. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электроизоляционного покрытия могут быть применены или эпоксидные, или полиэфирные, или полиуретановые, или фенольные, или фенолокаучуковые, или акрилатные, или кремнийорганические, или фторорганические полимерные композиции, а также композиции минерального состава или на жидком стекле, или фосфатном, или алюмохромофосфатном связующем.

11. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что гибкий нагревательный резистивный элемент, электроконтакты и электроизоляция склеены одновременно, за одну технологическую операцию.

11. Электрообогреватель по п. 1, отличающийся тем, что при этом электрообогреватель является не разборным, отделение гибкого нагревательного резистивного элемента и электрической изоляции от несущего элемента невозможно.



 

Наверх