ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H05B3/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электронагревателям, и предназначено для отопления жилых домов, промышленных помещений, теплиц и других объектов.

Известен гибкий панельный отопительный элемент, содержащий листовой двухслойный полосовой гибкий носитель и размещенный между расположенными друг над другом и соединенными друг с другом слоями носителя электронагревательный проводник, снабженный электрическими выводами (1).

Недостатками данного устройства является нежесткая конструкция панели и потери в КПД при преобразовании электрической энергии в тепловую.

Известен гибкий электронагреватель, содержащий два изоляционных тканых основания, пропитанных материалом расположенных между ними токопроводящих слоев, выполненных из смеси термообработанных термореактивного полимерного связующего и графитового наполнителя, токопроводы и наружное изоляционное покрытие (2).

Недостатком электронагревателя является нежесткая конструкция, а тканые основания ограничивают надежность и срок использования данного электронагревателя.

Наиболее близким к предлагаемому является электронагреватель, содержащий монолитный прямоугольный корпус из изоляционного материала на основе песка и цемента, в который заделано по меньшей мере два нагревательных элемента, соединенных друг с другом последовательно, причем каждый нагреватель выполнен с числом секции не менее двух (3).

Недостатками данного устройства являются потери КПД из-за отсутствия специального заполнителя в корпусе, использования непараллельно расположенных нагревательных элементов и их конструктивного выполнения.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции при универсальности использования и уменьшения потерь преобразуемой энергии.

Сущность изобретения выражается в том, что электронагреватель содержит монолитный прямоугольный корпус из изоляционного материала на основе песка и цемента, в который заделано по меньшей мере два нагревательных элемента, соединенных друг с другом последовательно, причем каждый нагреватель выполнен с числом секций не менее двух.

Заполнение корпуса бетонной смесью из кварцевого песка, цемента и добавок обеспечивает высокую теплоотдачу и одновременно из-за большой теплоемкости (кварцевого песка) эффективно аккумулирует тепловую энергию с постепенным выделением тепла при отключении электронагревателя.

Цемент выполняет функцию связующего, а добавки обеспечивают уменьшение потерь преобразуемой энергии.

Выполнение электронагревательных элементов зигзагообразной формы в параллельных плоскостях на равном расстоянии от поверхности корпуса и на расстоянии между ними, равном удвоенному расстоянию до поверхности корпуса, позволяет увеличить КПД, упростить конструкцию при достижении универсальности, обеспечить равномерный нагрев всех поверхностей электронагревателя и повысить срок его службы.

Конструктивное выполнение и размещение в корпусе нагревательных элементов позволяет при несложной технологии получить технический результат, заключающийся в упрощеннии конструкции и уменьшении потерь преобразуемой энергии, при этом нагреваемые поверхности равноудалены от нагревательных элементов.

На фиг. 1 представлен электронагреватель, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид со стороны выводов.

Электронагреватель содержит корпус прямоугольной формы 1 (фиг. 1), два нагревательных элемента 2 зигзагообразной формы с числом секций не менее двух 3, установленные на равном расстоянии от поверхностей (фиг. 2). При этом расстояние между нагревательными элементами, расположенными в параллельных плоскостях, равно удвоенному расстоянию до граней. Одни концы нагревательных элементов соединены между собой, а противоположные концы соединены с выводами 4.

Корпус электронагревателя заполнен бетонной смесью 5 из кварцевого песка, цемента и добавок.

Для подключения электронагревателя (нагревательных элементов 2) к электросети предусмотрены низкотемпературные выводы 4.

Электронагреватель работает следующим образом. В случае использования нагревательного элемента из нихромовой проволоки предварительно на зафиксированные относительно друг друга стержни оснастки корпуса производится намотка секций и закрепление зигзагообразной формы нагревательных элементов 2. Затем готовится бетонная смесь 5 и заливается до верхнего уровня без соприкосновения с нагревательными элементами 2.

После сушки электронагреватель освобождается от оснастки и после проверки отсутствия замыкания готов к работе.

После подключения выводов 4 нагревательного элемента 2 к электросети в нем выделяется тепло, которое отводится с рабочих поверхностей электронагревателя. В случаях использования других нагревательных элементов, электронагреватель работает аналогично.

Следует отметить, что прямоугольная конструкция корпуса электронагревателя 1 имеет следующие преимущества: кроме того, что при изменении геометрических размеров электронагреватель может быть использован практически во всех объектах, где нет стационарного отопления или оно недостаточно, из отдельных электронагревателей (модулей) могут быть составлены автоматизированные системы отопления, включающие в себя также электронные (микропроцессорные) системы управления и регулирования заданной температуры.

Электронагреватели (модули) могут иметь исполнение в виде облицовочных плит с различными геометрическими размерами и формами в зависимости от места их установки, условий эксплуатации и требований данного объекта.

Основным наполнителем бетонной смеси 5 является чистый кварцевый песок в отличии от подобных устройств, где основным наполнителем является цемент (вредный для здоровья), поэтому данное устройство при нагревании положительно влияет на здоровье человека и животных (например, при радикулите).

Равномерный нагрев поверхностей корпуса позволяет качественно обогревать воздух без поглощения кислорода и не пережигая пыль. Именно для обеспечения равномерного нагрева обеих поверхностей электронагревателя и с целью повышения КПД нагревательные элементы установлены на равном расстоянии от поверхностей.

С целью более эффективного использования нагреваемых поверхностей и корпуса в целом нагревательные элементы расположены в параллельных плоскостях, а расстояние между нагревательными элементами равно удвоенному расстоянию до граней, т.е. все точки корпуса равноудалены от источника нагрева, а значит, и нагреваются одинаково, и следовательно, все точки поверхности (корпуса) равномерно и с большой эффективностью и КПД отдают тепло.

Добавки, кроме участия в процессе обеспечения равномерности нагрева поверхностей корпуса из-за улучшения теплопроводности заполнителя, при их вариациях могут обеспечивать дополнительные положительные эффекты электронагревателя. При включении в состав добавок ароматических веществ обеспечивается приятный аромат теплового воздуха, лекарственно-лечебный эффект нагретого воздуха и т.п.

Электронагреватель имеет следующие технико-экономические данные:
Напряжение сети, В 110, 220, 380 ±20%
Удельная теплоемкость, КК, кг^oС 2
Температура на теплоотводящих поверхностях электронагревателя, ^oC - 95
Скорость падения температуры при отключении от электросети, ^oC/ч - 1-1.

Источники информации
1. Патент ЕПВ N 0532902, H 05B 3/28, опублик. 1994.

2. Патент РФ N 2006187, Н 05В 3/28, опублик. 1994.

3. Патент Франции N 2566985, Н 05В 3/28, опублик. 1986.

Использование: в электронагревательных устройствах для преобразования электрической энергии в тепловую. Сущность изобретения: электронагреватель содержит монолитный прямоугольный электроизоляционный корпус, в который заделаны один или более нагревательных элемента зигзагообразной формы с числом секций не менее двух, установленные на равном расстоянии от поверхностей корпуса. Расстояние между нагревательными элементами, расположенными в параллельных плоскостях, равно удвоенному расстоянию их до поверхностей корпуса. Одни концы нагревательных элементов соединены между собой, а противоположные концы соединены с выводами. Корпус выполнен из бетона, в состав которого введены ароматические и лекарственно лечебные добавки. Электронагреватель обеспечивает уменьшение потерь и экологичность в работе. 2 ил.

Электронагреватель, содержащий монолитный прямоугольный корпус из изоляционного бетонного материала на основе песка и цемента, в который заделано по меньшей мере два нагревательных элемента, соединенных друг с другом последовательно, причем каждый нагревательный элемент выполнен с числом секций не менее двух, отличающийся тем, что в изоляционный материал дополнительно введены добавки, например ароматические и лечебно-лекарственные, а в качестве песка использован кварцевый песок, нагревательные элементы установлены в параллельных плоскостях на равном расстоянии от поверхностей корпуса и на расстоянии между собой, равном удвоенному расстоянию их до поверхностей корпуса.