Применение полых алюминиевых дистанционных рамок для стеклопакетов в качестве элементов, увеличивающих площадь теплоотдачи плоских электрических нагревателей и обеспечивающих возможность создания естественной или принудительной конвекции Российский патент 2024 года по МПК F24D13/00 F24H9/00 H05B1/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электронагревателям, и может найти применение при создании электрических нагревателей, обладающих существенно увеличенной площадью теплоотдачи.

Одной из основных проблем современных электрических нагревателей является их низкая теплоотдача.

Данная проблема решается очень давно и, одним из вариантов ее решения является создание электрических нагревателей, оснащенных дополнительными элементами, способствующими существенному увеличению площади теплоотдачи.

Из уровня техники известно применение двух полых объемных

элементов представляющего собой полые металлические радиаторы,

расположенных между тремя пленочными нагревателями, плотно

прилегающих к расположенному между ними полому объемному элементу (см. патент на полезную модель RU №165385 Н05 В 3/30 опубл. 20.10.2016).

Однако известная конструкция нагревателя очень сложна, что существенно сказывается на экономической составляющей готового изделии, и не обеспечивает существенного увеличения эффективности теплоотдачи.

Из уровня техники известна возможность увеличить площадь теплоотдачи нагревательного прибора, размещением с одной из сторон нагревательного элемента гнутой металлической пластины, выполненной в форме «профнастила» с высотой волны 6-25 мм (см. патент RU №2692086 Н05В3/26 опубл. 21.06.2019).

После подключения устройства к электрической сети, нагревательный элемент, нагреваясь, передает тепло и нагревает гнутую металлическую пластину и заднюю металлическую стенку, между которыми образуется тепловой воздушный поток (естественная конвекция).

Однако данное применение гнутой металлической пластины расположенной только с одной стороны нагревательного элемента не обеспечивает достаточного увеличения площади теплоотдачи нагревательного элемента.

Кроме того, для создания теплового потока в известной конструкции необходимо снабдить нагреватель еще и корпусом, содержащим заднюю металлическую стенку, что свидетельствует о том, что без данной задней металлической стенки нагревательный элемент самостоятельно не способен в достаточном объеме увеличить теплоотдачу нагревательного прибора.

Наличие в известной конструкции дополнительных конструктивных элементов, делает конструкцию сложной, что не может не сказаться на стоимости готового изделия.

Таким образом, задачей, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является упрощение и удешевление нагревательного элемента, при существенном увеличении его теплоотдачи.

Из уровня техники известно применение в стеклопакетах современных окон - герметичных светопрозрачных конструкциях, состоящих из стекол и осушенного между ними воздуха или инертного газа, дистанционных рамок. Дистанционная рамка стеклопакета выполнена в форме пустотелого профиля с замкнутым поперечным сечением. Профиль в верхней плоскости имеют небольшие отверстия, которые идут в два ряда.

Основными функциями дистанционных рамок стеклопакета являются:

- формирование камер фиксированных размеров внутри стеклопакета;

- теплоизоляция за счет контроля над «мостиком холода»;

- звукоизоляция, потому что благодаря им формируются воздушные камеры;

- служит первичным каркасом для стеклопакета;

- улучшение герметичности;

- частичное повышение освещенности за счет отражения лучей при определенном оформлении рамки.

Заявителем предлагается применять полые алюминиевые дистанционные рамки для стеклопакетов по новому назначению - в качестве элементов, увеличивающих площадь теплоотдачи плоских электрических нагревателей и обеспечивающих возможность создания дополнительно еще и принудительной конвекции, размещением полых дистанционных рамок, оформленных в плоскую конструкцию соединением их между собой по длинным или коротким сторонам, по меньшей мере, с одной из двух противоположных сторон плоского электрического нагревателя.

А в зависимости от количества электрических нагревателей с размещенными на них элементами по п.1, обеспечение возможности создания объемного электрического нагревателя.

Технические и технологические функции алюминиевых дистанционных рамок, в их новом применении, определяются сочетанием таких свойств как:

- алюминий – самый популярный компонент изготовления дистанционных рамок благодаря своей долговечности, прочности и более низкой цене;

- обладают высокой теплопроводностью;

- имеет высокую устойчивость к внешнему воздействию;

- алюминию не страшны перепады температур;

- конструкция останется неизменной продолжительное время;

- простотой сборки;

- низкой себестоимостью готового изделия;

- существенным повышением теплоотдачи нагревателя;

- наличием каналов для осуществления естественной или принудительной конвекции.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет применить недорогие алюминиевые дистанционные рамки для увеличения теплоотдачи электрических нагревателей за счет наличия каналов для осуществления естественной или принудительной конвекции. Благодаря данному применению дистанционных рамок, обеспечивается долговечность, прочность, устойчивость к внешнему воздействию, простота сборки, низкая себестоимость электронагревательного элемента, обладающего высокой теплопроводностью, устойчивого к внешнему воздействию, простой сборки, низкой себестоимости.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими фотографиями.

На фото №1. Представлено изображение дистанционных рамок 1, соединенных в плоский элемент 4 боковыми короткими сторонами.

На фото №2. Представлено изображение дистанционных рамок 1, соединенных в плоский элемент 4 длинными сторонами.

На фото. №3. Представлен вид на поперечное сечение собранного плоского нагревательного элемента 7 с расположением плоских элементов 4 с двух сторон плоского нагревателя 6.

На фото №4. Представлен промежуточный вариант расположения плоского нагревательного элемента 6 и двух плоских элементов 4 из дистанционных рамок 1, размещенных с двух противоположных сторон нагревателя еще не соединенных между собой.

На фото. №5 представлен вид на собранный плоский нагревательный элемент 7 в плане.

На фото №6. Представлен промежуточный вариант расположения плоского нагревательного элемента 6 и одного плоского элемента 4 из дистанционных рамок 1, размещенного с одной стороны нагревателя еще не соединенных между собой.

На фото 7, 8, 9 варианты готовых объемных нагревательных элементов

Предлагаемое применение дистанционных рамок для стеклопакетов, осуществляется следующим образом.

Отрезки дистанционной рамки 1 нужной длины соединяют между собой противоположными боковыми короткими сторонами 2 или длинными сторонами 3. Соединение дистанционных рамок 1 между собой в плоский элемент осуществляют их склеиванием. Полученный плоский элемент 4, имеет развитую поверхность и содержит каналы 5, количество которых совпадает с количеством дистанционных рамок 1.

Данные плоские элементы 4 из дистанционных рамок 1 соединяют с плоским нагревательным элементом 6, по меньшей мере, с одной из двух его сторон. Соединение нагревательного элемента 6 и плоских элементов 4 из дистанционных рамок 1 между собой осуществляется любым известным способом: склеиванием, с помощью скотча, с помощью алюминиевого скотча, с помощью герметика и др. В результате получается плоский нагревательный элемент 7 с развитой поверхностью теплоотдачи и каналами для естественной или принудительной конвекции.

В зависимости от количества электрических нагревателей 6 с размещенными на них элементами 4, обеспечивается создание объемного электрического нагревателя.

Наличие каналов 5 в дистанционных рамках стеклопакета 4 обеспечивает возможность создания как естественной, так и принудительной конвекции. Обеспечение принудительной конвекции возможно при включении в состав объемного электрического нагревателя 6 с размещенными элементами 4 вентилятор (не изображен).

В качестве нагревательных элементов используются плоские нагревательные элементы: пленочные, слюдяные, алюмокомпозитные и т.п.

Повышение теплоотдачи электрического нагревательного элемента 6 с элементами 4 осуществляется следующим образом: нагревательный элемент 6 контактно передает тепло на поверхность элементов 4 из дистанционных рамок стеклопакетов, тем самым существенно увеличивается площадь его теплоотдачи за счет естественной конвекции. А при наличии возможности пустив под напором (например, под действием вентилятора) воздушный поток снять это тепло с внутренней поверхности плоских элементов 4 из дистанционных рамок стеклопакета. Таким образом, получается очень дешевый, с большим ресурсом за счет распределения мощности и энергоэффективный элемент канального нагрева (вентиляция, бризер, тепловая пушка)

Изобретение относится к области нагревательных систем, а именно к электронагревателям для стеклопакетов. Техническим результатом является увеличение площади теплоотдачи плоских электрических нагревателей и обеспечение возможности создания дополнительной принудительной конвекции. Для этого применяют полые алюминиевые дистанционные рамки для стеклопакетов и размещают полые дистанционные рамки, оформленные в плоскую конструкцию, соединением их между собой по длинным или коротким сторонам с одной из двух противоположных сторон плоского электрического нагревателя. Изобретение позволяет применить алюминиевые дистанционные рамки для увеличения теплоотдачи электрических нагревателей за счет наличия каналов для осуществления принудительной конвекции. Благодаря чему обеспечивается долговечность, прочность, устойчивость к внешнему воздействию, простота сборки, низкая себестоимость электронагревательного элемента, обладающего высокой теплопроводностью, устойчивого к внешнему воздействию. 9 ил.

Применение полых алюминиевых дистанционных рамок для стеклопакетов в качестве элементов, увеличивающих площадь теплоотдачи плоских электрических нагревателей и обеспечивающих возможность создания дополнительно еще и принудительной конвекции.