Теплоизлучающая пластина
Изобретение относится к отопительной технике, а именно к конструктивным элементам, используемым в электрообогревателях, а именно к обогревателям с инфракрасным излучением. Теплоизлучающая пластина выполнена из алюминиевого профиля с теплоизлучающим покрытием на его поверхности, в качестве теплоизлучающего покрытия она содержит оксидно-керамический слой толщиной 10-70 мкм, полученный методом микродугового оксидирования. Слой оксидно-керамического покрытия на поверхности пластины способствует улучшению ее теплоизлучающей способности в области инфракрасного излучения. Технический результат - повышение энергосбережения 1 н.п. ф-и., 1 ил.
Полезная модель относится к отопительной технике, а именно к конструктивным элементам, используемым в электрообогревателях, а именно к обогревателям с инфракрасным излучением.
В последние годы все большее распространение получают лучистые или инфракрасные обогреватели
Промышленностью выпускаются разнообразные инфракрасные обогреватели, в которых используется и различное конструктивное исполнение элементов инфракрасного излучения.
В качестве материала для теплоизлучающих пластин обычно используются металлы или электропроводящие материалы. Возможно, использование и таких материалов как стекло, керамика или стальные эмалированные пластины. Однако использование таких материалов имеет недостатки, связанные с их механической прочностью.
Известен электрический обогреватель, используемый для комнатного обогрева, [GB 1193900, 1968], в котором нагревательная пластина выполнена из стекла или керамики и к которой прикреплен нагревательный элемент, выполненный из нихрома.
Данный аналог обладает вышеприведенным недостатком.
Известен [US 2007108189], в котором теплоизлучающая пластина выполнена из нержавеющей стали с покрытием из материала, излучающего в инфракрасной области, для улучшения термопроводящей способности пластины.
Пластины, выполненные из стали имеют более низкий коэффициент теплопроводности (по сравнению с пластинами выполненными из алюминиевых сплавов), что приводит к значительному времени выхода нагревателя на рабочий режим.
Известен инфракрасный обогреватель [http://www.sadar.ru], в котором теплоизлучающая пластина выполнена из высокоточного алюминиевого анодированного профиля.
Анодированные пластины имеют незначительную толщину покрытия, что не обеспечивает равномерного прогрева пластины, так как малая толщина способствует увеличению конвективного теплообмена.
Задачей полезной модели является - разработка теплоизлучающей пластины из сплава алюминия со слоем покрытия, способствующим улучшению ее теплоизлучающей способности в области инфракрасного излучения.
Технический результат - повышение энергосбережения.
Поставленная задача достигается тем, что теплоизлучающая пластина выполнена из алюминиевого профиля с теплоизлучающим покрытием на его поверхности.
Новым является то, что в качестве теплоизлучающего покрытия она содержит оксидно-керамический слой толщиной 10-70 мкм, полученный методом микро дугового оксидирования.
Предпочтительно, что толщина оксидно-керамического слоя составляет 20-40 мкм.
Кроме того, оксидно-керамический слой состоит из двух слоев: функционального верхнего слоя толщиной 5-40 мкм, имеющего пористость 10-70% и размер пор 0.1-15 мкм, и внутреннего беспористого слоя прочно-сцепленного с основой толщиной 5-10 мкм.
Кроме того, пластина изготовлена из деформируемого алюминиевого сплава, например, АД 31.
Инфракрасная теплоизлучающая панель работает полностью автономно, испуская тепловые лучи, которые нагревают не сам воздух, а окружающие предметы и людей.
Для того чтобы обеспечить максимально эффективное ИК-излучение с поверхности пластины, имеющей линейный нагреватель, необходимо на поверхность пластины нанести теплозащитный слой, уменьшающий скорость конвективного теплообмена, но являющийся прозрачным для ИК-излучения. Керамические слои являются наиболее перспективными для использования в нагревателях ИК излучения.
В настоящей полезной модели предлагается использовать пластину, выполненную из сплавов алюминия, обладающих высокой теплопроводностью. В качестве теплозащитного слоя предлагается оксидно-керамическое покрытие, полученное методом микродугового оксидирования, которое является прозрачным для ИК-излучения. Таким образом, нанесением оксидно-керамического покрытия на поверхность алюминиевой пластины, обеспечивается более равномерный прогрев пластины до заданной температуры и соответственно максимально увеличивается доля лучистого (ИК) теплообмена со всей поверхности пластины. Доля конвективного теплообмена, за счет низкой теплопроводности керамики, уменьшается, что способствует более эффективной работе ИК-обогревателя (происходит перераспределение передачи тепла).
Смещение теплообмена в область лучистого теплообмена (ИК-область) уменьшает скапливание теплового воздуха в зоне нахождения самого нагревателя и увеличивает долю тепла в отдаленной зоне от него. Это способствует более экономичному обогреву
помещений даже с высокими потолками и снижению потребления энергии и уменьшению затрат на обогрев.
В предлагаемой полезной модели оксидно-керамический слой получают микродуговым оксидированием в импульсном режиме при коротких длительностях импульса для формирования оксидно-керамического слоя, не требующего дальнейшей механической обработки, что важно для деталей имеющих сложную форму [А.И.Мамаев, В.А.Мамаева. Сильнотоковые процессы в растворах электролитов, Новосибирск, 2005].
Покрытие прочно сцеплено с основой, за счет переходного слоя, образуемого на границе металл-покрытие и обладает повышенной микротвердостью (как правило, от 700 HV), что обеспечивает высокую износостойкость и абразивостойкость покрытия при эксплуатации.
Изменение режимов, например, длительности импульса позволяет получить оксидно-керамические слой с заданными пористостью от 10 до 90% и размерами пор до 15 мкм, что способствует уменьшению коэффициента теплопроводности оксидно-керамического покрытия.
В дальнейшем изобретение поясняется графическими материалами.
На фиг. приведена микрофотография профиля оксидно-керамического слоя полученного методом микродугового оксидирования на теплоизлучающей пластине, выполненной из сплава АД31.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Пример.
Для получения покрытия теплоизлучающую пластину, выполненную из алюминиевого сплава марки АД31, размещали в электролитической ванне в качестве одного из электродов - анода (площадь поверхности ˜10 дм 2) и подвергали воздействию микроплазменных разрядов в электролите, содержащем фосфаты, бораты и фториды щелочных металлов. В качестве источника питания использовали источник импульсного напряжения с выходным напряжением до 600 В.
Получили равномерный по всей поверхности оксидно-керамический слой толщиной 30 мкм. Внутренний слой 5 мкм и внешний слой 25 мкм. Пористость покрытия составляла 30%, размеры пор менялись в пределах 0,01-8 мкм.
1. Теплоизлучающая пластина, выполненная из алюминиевого профиля с теплоизлучающим покрытием на его поверхности, отличающаяся тем, что в качестве теплоизлучающего покрытия она содержит оксидно-керамический слой толщиной 10-70 мкм, полученный методом микродугового оксидирования.
2. Теплоизлучающая пластина по п.1, отличающаяся тем, что толщина оксидно-керамического слоя составляет 20-40 мкм.
3. Теплоизлучающая пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что оксидно-керамический слой состоит из двух слоев: функционального верхнего слоя толщиной 5-40 мкм, имеющего пористость 10-70% и размер пор 0,1-15 мкм, и внутреннего беспористого слоя, прочно сцепленного с основой, толщиной 5-10 мкм.
4. Теплоизлучающая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она изготовлена из деформируемого алюминиевого сплава, например АД 31.
