Способ изготовления обогревательной панели, обогревательная панель и электропроводящий тепловыделяющий состав Российский патент 2023 года по МПК H05B3/20 C09D5/24 

Изобретение относится к области строительства и электротермии и может быть использовано для нагрева жилых и бытовых помещений. Более конкретно изобретение относится к электропроводящей композиции.

Известны различные обогревательные панели.

Например, известна обогревательная панель по изобретению «Обогреватель» по патенту РФ №2692086 от 19.04.2017 (МПК H05B 3/26). Данная обогревательная панель включает нагревательный элемент, изолирующий слой, отражатель тепла, выполненный из керамогранита и расположенный перед нагревательным элементом, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из нихромовой нити, толщиной 2-3,5 мм, прикреплен к тыльной стороне керамогранитной стенки, залит термо-влагостойким клеем толщиной до 5 мм, позади которого размещена металлическая гнутая пластина, имеющая форму «профнастила» с высотой волны 6-25 мм, и расположенная за ней металлическая стенка с креплениями, причем нагрев керамической стенки не более 85°C. Недостатками данного аналога являются сложность конструкции обогревательной панели, высокое электропотребление. Нагрев обогревательной панели при помощи нихромовой нити слишком сушит воздух и требует значительных временных затрат.

Наиболее близким по совокупности существующих признаков аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является обогревательная панель по полезной модели «Двухсторонний керамический электрообогреватель» по патенту РФ №204030 от 09.02.2021 (МПК F24H 3/00). Данная обогревательная панель включает две теплоаккумулирующие плиты с электронагревательным элементом между ними, соединенные клеящим теплопроводящим составом в единое целое, отличающийся тем, что обе стороны электрообогревателя являются идентичными по материалу и характеристикам, торцы электрообогревателя по всему периметру закрыты торцевой планкой, а для вывода питающего провода выполнено отверстие в торцевой планке. Недостатками данного аналога являются сложность конструкции обогревательной панели, высокое электропотребление. Нагрев обогревательной панели при помощи нихромовой нити слишком сушит воздух и требует значительных временных затрат.

Задача, которую поставил перед собой разработчик нового способа изготовления обогревательной панели, обогревательной панели и электропроводящего тепловыделяющего состава является устранение недостатков известных аналогов. Технический результат заключается в повышение технико-эксплуатационных показателей, увеличении теплоотдачи при уменьшении электропотребление, а также расширение функциональных возможностей за счет упрощения конструкции. Технический результат за счет всей совокупности существенных признаков.

Сущность изобретения состоит в том, что способ изготовления обогревательной панели заключается в том, что основу предварительно подготавливают, для этого размечают заднюю сторону под нанесение электропроводящего тепловыделяющего состава таким образом, чтобы электропроводящий тепловыделяющий состав в процессе нанесения не соприкасался с металлическим корпусом основы, затем по периметру основы крепят медную самоклеящуюся фольгу, далее соединяют керамический клеммник с основой, а также с медной самоклеящейся фольгой при помощи термостойкого кабеля, затем на подготовленную поверхность основы наносят электропроводящий тепловыделяющий состав и равномерно распределяют по подготовленной поверхности основы, далее основу сушат и ставят на прокалку электрическим током от 200v до 250v временем прокалывания от 1 до 4 часов, затем четыре края основы и открытый слой медной самоклеящейся фольги изолируют, далее основу вставляют в металлический корпус и фиксируют. Причем в качестве основы применяют керамогранитную плиту либо ламинам. А керамический клеммник соединяют с основой при помощи клеящего состава марки «Soudal». Вместе с тем ширина медной самоклеящейся фольги предусмотрена в диапазоне от 5 до 30 мм. В то же время в качестве термостойкого кабеля применяют кабель марки ПРКС или ПРКТ. Причем электропроводящий тепловыделяющий состав наносят при помощи малярного валика, пуливизатора, либо промышленным принтером. Вместе с тем, основу сушат промышленным феном или в сушильной камере. А четыре края основы и открытый слой медной самоклеящейся фольги изолируют слоем термоустойчивой ленты. Причем через отверстие в металлическом корпусе выводят термостойкий и заземляют металлический корпус. Обогревательная панель, включает основу, выполненную из керамогранитной плиты либо ламинама, на тыльную сторону которой нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав, с закрепленным на ней керамическим клеммником и медной самоклеящейся фольгой по периметру основы, образуя область для электропроводящего тепловыделяющего состава, причем электропроводящий тепловыделяющий полимеризован в состав основы путем прокалки электрическим током, основа вставлена в металлический корпус, а керамический клеммник через термостойкий кабель соединен с медной самоклеящейся фольгой и с выводами для подключения к источнику питания через отверстие в металлическом корпусе. Электропроводящий тепловыделяющий состав состоящий из виниловой смолы либо акрил-стирольной дисперсии с не менее чем 50% твердых частиц, диамагнитного коллоидного графита сухого экстракта фракцией не более 5 микрон, сухого экстракта биоцида и дистиллированной воды при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:

виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия 20-50 диамагнитный коллоидный графит 20-50 биоцид 5-10

дистиллированная вода

Причем использована виниловая смола марки UM62. Кроме того, применен диамагнитный коллоидный графит марки СВГ 75.

Изобретение поясняется графически, где:

на фиг. 1 - изображена обогревательная панель;

на фиг. 2 - показан вырез А;

на фиг. 3 - показан металлический корпус для обогревательной панели.

Способ изготовления обогревательной панели включает в себя подготовку основы 1. В качестве основы 1 применяют керамогранитную плиту либо ламинам. Подготовка основы 1 включает: разметку задней стороны основы 1 под нанесение электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Размечают границы двух областей для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4, таким образом, чтобы электропроводящий тепловыделяющий состав 4 в процессе нанесения не соприкасался с металлическим корпусом основы 1 и при этом занимал максимальную ее площадь. Далее керамический клеммник 2 соединяют с основой 1, например, при помощи клеящего состава (в качестве клеящего состава используют, например, клей «Soudal»). Затем керамический клеммник 2 соединяют с медной самоклеящейся фольгой 3 при помощи термостойкого кабеля. Ширина медной самоклеящейся фольги 3 в предусмотрена диапазоне от 5 до 30 мм. Далее к медной самоклеящейся фольге 3 припаивают термостойкий кабель и соединяют его с керамическим клеммником 2. В качестве термостойкого кабеля применяют кабель марки ПРКС или ПРКТ. Затем на подготовленную поверхность основы 1 наносят электропроводящий тепловыделяющий состав 4. Электропроводящий тепловыделяющий состав 4 равномерно распределяют по подготовленной поверхности основы 1 при помощи малярного валика, пулевизатора либо промышленным принтером. Перед нанесением электропроводящий тепловыделяющий состав 4 во избежание захода валика за подготовленную поверхность на края основы 1, все края и пространство между двумя границами областей с электропроводящим тепловыделяющим составом 4, вручную заклеивают, например, малярным скотчем от 1.9 мм до 3 мм. Для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4 на подготовленную поверхность основы 1, отмеряют, например, при помощи сверхточных ювелирных весов, необходимое количество электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Электропроводящий тепловыделяющий состав 4 наносят в следующих пропорциях: для маленькой плиты (595×595 мм) от 4 до 10 грамм на одну сторону; для средней плиты (445×895 мм) от 4 до 10 грамм на одну сторону; для большой плиты (1195×595 мм) от 11 до 40 грамм на одну сторону. Далее основу 1 сушат промышленным феном или в сушильной камере. После сушки электропроводящего тепловыделяющего состава 4 на основе 1 замеряют сопротивление ОМ для достижения нужной температуры и потребления обогревателя Необходимое сопротивление ОМ составляет 60-125, что соответствует температуре 85-90°. Если сопротивления недостаточно, то электропроводящий тепловыделяющий состав 4 наносят на основу 1 дополнительно. Далее основу 1 ставят на прокалку электрическим током от 200v до 250v время прокалывания составляет от 1 до 4 часов. Во время прокалывания основы 1 происходит полимеризация электропроводящего тепловыделяющего состава 4 в состав керамогранитной плиты либо ламинама. Путем резонанса электронов электропроводящего тепловыделяющего состава 4 с частицами кварца, находящимися в составе основы 1, происходят короткие колебания, которые и создают нагрев основы 1 и передачу тепла на расстояние, и при этом электромагнитное излучение составляет 0,294 Микротесла (мкТл). Физическая сущность нагрева заключается в следующем. В твердых телах и жидких средах с плохой электрической проводимостью (диэлектриках), помещенных в электрическое поле, электрическая энергия превращается в тепловую. В любом диэлектрике имеются электрические заряды, связанные межмолекулярными силами. Эти заряды называются связанными, в отличие от свободных зарядов в проводниковых материалах. Под действием электрического поля связанные заряды ориентируются или смещаются в направлении поля. Смещение связанных зарядов под действием внешнего электрического поля называется поляризацией. В переменном электрическом поле происходит непрерывное перемещение зарядов, а, следовательно, и связанных с ними межмолекулярными силами молекул. Энергия, затрачиваемая источником на поляризацию молекул непроводниковых материалов, выделяется в виде тепла. Далее вставляют основу 1 в металлический корпус и фиксируют. Затем от керамического клеммника выводят термостойкий кабель через отверстие в металлическом корпусе, где вставлено в крышке корпуса термостойкое уплотнительное кольцо и через нее выводят термостойкий и заземляют металлический корпус. Металлический корпус выполнен с отверстиями для крепления на вертикальной либо горизонтальной поверхности. Металлический корпус несет защитную функцию IP 20.

Обогревательная панель включает основу 1 выполненную из керамогранитной плиты либо ламинама, на тыльную сторону которой нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав 4, с приклеенным керамическим клеммником 2 и приклеенной по периметру основы 1 медной самоклеящейся фольгой 3, образуя область для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Причем электропроводящий тепловыделяющий состав 4 после нанесения прокален электрическим током от 200v до 250v со временем прокалывания от 1 до 4 часов. Основа 1 вставлена в металлический корпус. А керамический клеммник 2 через термостойкий кабель соединен с медной самоклеящейся фольгой 3 и с выводами для подключения к источнику питания через отверстие в металлическом корпусе. Причем медная самоклеящаяся лента 3 расположена по периметру основы 1 образуя область для нанесения электропроводящего тепловыделяющего состава 4. Медная самоклеящаяся фольга 3 предназначена для передачи электрического тока от источника питания к электропроводящему тепловыделяющему составу 4. На основу 1 нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав 4, на который подают через медную самоклеящуюся фольгу3 электроэнергию. Под действием электроэнергии электроны движутся, резонируя с кварцем основы 1 и выделяют тепло, нагревая основу 1. То есть основа 1 является нагревательным элементом, теплоносителем и излучателем одновременно. Металлический корпус выполнен из оцинкованного и холоднокатаного металлов и выкрашен термостойкой порошковой краской. Минимальная и максимальная мощность потребления от 200 до 1000 ватт. Обогревательная панель в конкретных примерах исполнения имеет следующие характеристики: 1 вариант: Длина 600 мм, Высота 600 мм, Глубина 60 мм, номинальная мощность 400 ватт, номинальный ток 1.6-1.8 (А); 2 вариант: Длина 900 мм, Высота 450 мм, Глубина 60 мм - номинальная мощность 400 ватт, номинальный ток 1.6-1.8 (А), 3 вариант: Длина 1200 мм, Высота 600 мм, Глубина 60 мм - номинальная мощность 600 ватт, номинальный ток 2.4-2.6 (А).

Электропроводящий тепловыделяющий состав, состоящий из, объем в %:

виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия
(с не менее чем 50 % твердых частиц) 20-50 % диамагнитный коллоидный графит
(100% сухого экстракта фракцией не более 5 микрон) 20-50 % биоцида (100% сухого экстракта) 5-10 % дистиллированная вода. 10-40 %

Виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия применяются в качестве связующего. В конкретном примере выполнения применяется виниловая смола (сополимер виниловый) марки UM62 представляет собой высокомолекулярный сополимер винилхлорида и винилацетата. Данный сополимер обладает превосходными балансом химической устойчивости пленки, терм стабильностью сформированной пленки, растворимостью в различных сольвентах и прочностью. Диамагнитный коллоидный графит (100% сухого экстракта фракцией не более 5 микрон) применяется в качестве проводящего электричество вещества. В конкретном примере исполнения использован диамагнитный коллоидный графит марки СВГ 75. Биоцид химическое вещество или микроорганизм, предназначенные для борьбы с вредными (в том числе болезнетворными) организмами. Применяется для борьбы с грибком и увеличения срока хранения состава.

По сравнению с другими керамическими и традиционными видами приборов обогревательная панель имеет следующие преимущества: 1) Практически отсутствует электромагнитное излучение; 2) Нагрев происходит в 3-4 раза быстрее, чем у любых керамических обогревателей; 3) За счет уникальной волны и отсутствия нагревательных элементов мы не сушим воздух; 4) Теплоотдача в два раза выше любого другого керамического обогревателя; 5) Отсутствие «посредника» при преобразовании электроэнергии в тепло и передаче тепла от непосредственного источника до теплоносителя.

Изобретение относится к области строительства и электротермии и может быть использовано для нагрева жилых и бытовых помещений. Более конкретно изобретение относится к электропроводящей композиции. Электропроводящий тепловыделяющий состав состоит из, мас.%: виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия 20-50; диамагнитный коллоидный графит 20-50; биоцид 5-10; дистиллированная вода 10-40. Способ изготовления обогревательной панели и обогревательная панель включают указанный электропроводящий тепловыделяющий состав. Изобретение позволяет повысить технико-эксплуатационные показатели, увеличить теплоотдачу при уменьшении электропотребления, а также расширить функциональные возможности за счет упрощения конструкции. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электропроводящий тепловыделяющий состав, состоящий из виниловой смолы либо акрил-стирольной дисперсии с не менее чем 50 % твердых частиц, диамагнитного коллоидного графита сухого экстракта фракцией не более 5 микрон, сухого экстракта биоцида и дистиллированной воды при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

виниловая смола либо акрил-стирольная дисперсия 20-50 диамагнитный коллоидный графит 20-50 биоцид 5-10 дистиллированная вода 10-40

2. Электропроводящий тепловыделяющий состав по п. 1, отличающийся тем, что использована виниловая смола марки UM62.

3. Электропроводящий тепловыделяющий состав по п. 1, отличающийся тем, что применен диамагнитный коллоидный графит марки СВГ 75.

4. Способ изготовления обогревательной панели, заключающийся в том, что основу предварительно подготавливают, для этого размечают заднюю сторону под нанесение электропроводящего тепловыделяющего состава таким образом, чтобы электропроводящий тепловыделяющий состав в процессе нанесения не соприкасался с металлическим корпусом, затем по периметру основы крепят медную самоклеящуюся фольгу, далее соединяют керамический клеммник с основой, а также с медной самоклеящейся фольгой при помощи кабеля, затем на подготовленную поверхность основы наносят электропроводящий тепловыделяющий состав по п. 1 и равномерно распределяют по подготовленной поверхности основы, далее основу сушат и ставят на прокалку электрическим током от 200v до 250v временем прокалывания от 1 до 4 часов, далее основу вставляют в металлический корпус и фиксируют.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что электропроводящий тепловыделяющий состав наносят при помощи малярного валика, пулевизатора, либо промышленным принтером.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что основу сушат промышленным феном или в сушильной камере.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что через отверстие в металлическом корпусе выводят термостойкий кабель и заземляют металлический корпус.

8. Обогревательная панель, включающая основу, выполненную из керамогранитной плиты либо ламинама, на тыльную сторону которой нанесен электропроводящий тепловыделяющий состав по п. 1, с закрепленным на ней керамическим клеммником и медной самоклеящейся фольгой по периметру основы, образуя область для электропроводящего тепловыделяющего состава, причем полимеризация электропроводящего тепловыделяющего состава в состав основы происходит путем прокалки электрическим током, основа вставлена в металлический корпус, а керамический клеммник через кабель соединен с медной самоклеящейся фольгой и с выводами для подключения к источнику питания через отверстие в металлическом корпусе.

9. Обогревательная панель по п. 8, отличающаяся тем, что керамический клеммник соединяют с основой при помощи клеящего состава марки «Soudal».

10. Обогревательная панель по п. 8, отличающаяся тем, что ширина медной самоклеящейся фольги предусмотрена в диапазоне от 5 до 30 мм.

11. Обогревательная панель по п. 8, отличающаяся тем, что в качестве кабеля применяют термостойкий кабель марки ПРКС или ПРКТ.