CN109997411A - 具有至少一个辐射加热器体的电辐射器型加热设备，其包括在交流电流下和在直流电流下工作的两种电阻体屏蔽元件 - Google Patents
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Abstract
一种预期连接至电源的电辐射器型加热设备(10)，包括：至少部分地由金属壳(11)构成的外壳、置于所述金属壳(11)中的至少一个辐射加热器(12、12a、12b)、由能够当由交流电流供电时产生热量的第一类型电阻体构成的至少一个第一屏蔽元件(15)、以及由能够当由直流电流供电时产生热量的第二类型电阻体构成的至少一个第二屏蔽元件(16)。所述至少一个第一屏蔽元件(15)和所述至少一个第二屏蔽元件(16)嵌入所述至少一个辐射加热器(12、12a、12b)的材料(17、17a、17b)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种预期电连接到电源的电辐射器型加热设备，该设备包括至少部分地由金属框架和置于金属框架中的至少一个辐射加热器体构成的壳体。
本发明还涉及一种电气装置，其包括至少一个这样的加热设备，其辐射加热器体电连接到电压源。
背景技术
上述类型的加热设备根据辐射原理工作，不应与以对流原理工作的加热设备相混淆。
在辐射型加热设备领域中，存在第一类别，其中辐射加热器体直接将其产生的卡路里流辐射到壳体外部。
还有第二类别，其中辐射加热器体被称为主辐射加热器体，因为其作用是加热面向它的二级辐射体。在这种配置中，是二级辐射体将热量辐射到壳体的外部。该配置的一个优点是优先考虑主辐射加热器体的高热惯性并优先考虑二级辐射体的高辐射性能。
传统上，加热设备设计成仅与预定种类的电源相关联地操作。通常，给定的加热设备设计成仅与交流电压源相关联地操作。
然而，当前的趋势是住宅电气装置依赖于各种电源，通常组合直流电压源和交流电压源，特别是包括本地发电。然而，在该配置中，已知的加热设备然后仅可以与仅仅一部分的可用电流源相关联地使用，这是非常约束和限制性的。
而且，难以在保持恒定的加热功率的同时接受各种电源类型，而这是舒适性的保证。
发明内容
本发明旨在解决上文列出的所有或部分缺点。
在此背景下，需要提供一种电辐射器型加热设备，其可以通过经由直流电流源的电力供给或通过经由交流电流源的电力供给而无差别地操作，同时确保基本恒定的加热功率。
为此，提出了一种预期电连接到电源的电辐射器型加热设备，包括至少部分地由金属框架构成的壳体、置于金属框架中的至少一个辐射加热器体、由适于当由交流电流供电时产生热量的第一电阻体类型构成的至少一个第一屏蔽元件、以及由适于当由直流电流供电时产生热量的第二电阻体类型构成的至少一个第二屏蔽元件，所述至少一个第一屏蔽元件和所述至少一个第二屏蔽元件嵌入所述至少一个辐射加热器体的材料中。
根据特定实施例，加热设备包括一个单独的单件式辐射加热器体，其置于金属框架中并包括所述至少一个第一屏蔽元件和所述至少一个第二屏蔽元件。
根据另一特定实施例，加热设备包括两个第一屏蔽元件和一个单独的第二屏蔽元件，第二屏蔽元件横跨辐射加热器体的厚度设置在两个第一屏蔽元件之间。
或者，加热设备包括两个第二屏蔽元件和一个单独的第一屏蔽元件，第一屏蔽元件横跨辐射加热器体的厚度设置在两个第二屏蔽元件之间。
根据又一特定实施例，加热设备包括第一辐射加热器体和不同于第一辐射加热器体的第二辐射加热器体，所述至少一个第一屏蔽元件嵌入第一辐射加热器体的材料中并且所述至少一个第二屏蔽元件嵌入第二辐射加热器体的材料中。
根据又一特定实施例，所述至少一个辐射加热器体构成与二级辐射体相对设置的主辐射加热器体，如此二级辐射体设置成输出离开金属框架的卡路里流。
根据又一特定实施例，二级辐射体具有面向所述至少一个辐射加热器体并且至少部分地被吸收膜覆盖的表面，所述吸收膜适于吸收当第一屏蔽元件由交流电流供电时和/或第二屏蔽元件由直流电流供电时由所述至少一个辐射加热器体产生的全部或部分卡路里流。
根据又一特定实施例，加热设备包括管理单元，该管理单元容纳在金属框架中并根据存储在管理单元的存储器中的预定策略算法控制所述至少一个第一屏蔽元件及其交流电流电源的操作以及所述至少一个第二屏蔽元件及其直流电流电源的操作。
还提出了一种电气装置，其包括至少一个这样的加热设备，其至少一个第一屏蔽元件电连接到第一交流电压源以便由交流电流供电和/或其至少一个第二屏蔽元件电连接到第二直流电压源以便由直流电流供电。
根据特定实施例，第一交流电压源以第一电压电平为所述至少一个第一屏蔽元件供电，并且第二直流电压源以严格不同于所述第一电压电平的第二电压电平为所述至少一个第二屏蔽元件供电。
根据另一特定实施例，第一电压电平对应于本地电网的电压电平，特别是基本上等于220V，第二电压电平处于20V至60V的范围内，特别是基本上等于50V。
附图说明
使用作为非限制性示例提供并在附图中表示的本发明特定实施例的以下描述将更好地理解本发明，其中：
图1是表示根据本发明的加热设备的实例的部件的示意性侧视图。
图2表示可用于图1的设备中的辐射加热器体的第一实施例。
图3表示可用于图1的设备中的辐射加热器体的第二实施例。
图4表示可用于图1的设备中的辐射加热器体的第三实施例。
具体实施方式
参考如上所述的附图1至4，本发明主要涉及一种预期电连接到电源的电辐射器型加热设备10。如稍后将说明的，加热设备10尤其构造成使得其可以无差别地电连接到直流电压供应源和/或电连接到交流电压供应源。
本发明还涉及一种电气装置，其包括至少一个这样的加热设备10和直流电流型电源和/或交流电流型电源。
加热设备10包括至少部分地由金属框架11构成的壳体和置于金属框架11中的至少一个辐射加热器体12。因此可以理解，加热设备10可包括一个单独的辐射加热器体12、或并排设置和/或置于彼此之上的多个辐射加热器体12a、12b。
加热设备10还包括至少一个第一屏蔽元件15，该第一屏蔽元件15由第一电阻体类型构成，该第一电阻体类型适于在由交流电流供电时产生热量。
与至少一个第一屏蔽元件15互补地，加热设备10还包括至少一个第二屏蔽元件16，该第二屏蔽元件16由第二电阻体类型构成，该第二电阻体类型适于在由直流电流供电时产生热量。
因此可以理解的是，第一屏蔽元件15的数量可以大于或等于1，并且它们中的每一个在由交流电流源供电时都输出热量。第二屏蔽元件16的数量也大于或等于1，并且与第一屏蔽元件15不同的是，它们中的每一个在由直流电流源供电时输出热量。
由适于当由交流电流供电时产生热量的电阻体构成的至少一个第一屏蔽元件15以及由适于当由直流电流供电时产生热量的电阻体构成的至少一个第二屏蔽元件16的组合存在，允许确保基本恒定的加热功率并使加热设备10可在交流电流源和/或直流电流源下操作。此外，由于同时使用至少两种电源的可能性，加热设备10有利地为其辐射加热器体12提供非常高的潜在温升。
现在，在包括至少一个这样的加热设备10的电气装置内，每个第一屏蔽元件15电连接到第一交流电压源以便由交流电流支持。替代地或以组合的方式，每个第二屏蔽元件16电连接到第二直流电压源以便由直流电供电。
根据特定实施例，第一交流电压源以第一电压电平为每个第一屏蔽元件15供电，并且第二直流电压源以与第一电压电平严格不同的第二电压电平为每个第二屏蔽元件16供电。例如，第一电压电平对应于本地电网的电压电平，特别是在欧洲基本上等于220V，第二电压电平包括在20V至60V的范围内，特别是基本上等于50V。
例如，由电阻体构成的每个屏蔽元件15、16包括放置在管状金属护套中的电阻丝，该金属护套填充有粉末状绝缘体，例如电熔氧化镁。护套的滚压确保了绝缘体的压实，这对于获得良好的导热性和优异的机械和介电强度是必要的。护套的端部是密封的，例如通过使用诸如硅树脂、环氧树脂或聚氨酯的树脂，并终止于例如由陶瓷制成的塞子中。
通常，每个第一屏蔽元件15嵌入在所述至少一个辐射加热器体12的材料17中。类似地，每个第二屏蔽元件16嵌入在所述至少一个辐射加热器体12的材料17中。图2至图4表示这些一般原理的三个可能的实施例。
当至少一个第一屏蔽元件15由交流电流供电时和/或当至少一个第二屏蔽元件16由直流电流供电时，辐射加热器体12发射标记为F1的卡路里流。
在绝对不限制本发明所针对的应用领域的图1的变型中，辐射加热器体12是独特的并且构成称为“主辐射加热器体”的辐射加热器体，其与二级辐射体13相对设置，从而二级辐射体13设置成输出离开金属框架11的卡路里流F2。辐射加热器体12包括适于在交流电流电源下操作的至少一个第一屏蔽元件15和适于在直流电流电源下操作的至少一个第二屏蔽元件16。
二级辐射体13具有面向辐射加热器体12的表面并且至少部分地被吸收膜14覆盖，吸收膜14适于吸收当第一屏蔽元件15由交流电流供电和/或第二屏蔽元件16由直流电流供电时由辐射加热器体12产生的卡路里流F1的全部或部分。
在该配置中，二级辐射体13构造成优先考虑金属框架11外部的高辐射性能。二级辐射体13的存在允许降低由第一和第二屏蔽元件15、16提供的温度并稳定与空气接触的设备10的表面的温度。
例如，这样的二级辐射体13可以以单一或组合方式包括以下元件的全部或部分：
-硅铝酸盐，硼硅酸盐或铝硼硅酸盐型钢化玻璃，
-透明且耐温的聚合物，例如聚丙烯酸酯，
-夹芯结构，包括具有良好辐射性且在远红外(波长在2和10μm之间)范围内具有良好透射性的陶瓷。
二级辐射体13可有利地在远红外(波长在2和10μm之间)范围内具有良好的透射性质，以使辐射加热器体12发射的辐射量最大化。
相反，在图1的配置中，辐射加热器体12的材料17(其中嵌入有每个第一屏蔽元件15和每个第二屏蔽元件16)具有低的热惯性特性和非常好的导热性。例如，该材料是铝合金或铜合金。
回想一下，在有二级辐射体13存在的配置中，可以用至少两个不同且分开的辐射加热器体12a、12b替换单个且单件式辐射加热器体12，例如设置为：这两个辐射加热器体中的一个包含至少一个第一屏蔽元件15，而这两个辐射加热器体中的另一个包括至少一个第二屏蔽元件16。
在未示出的变型中，甚至可以想到加热设备10不使用二级辐射体13。在这种情况下，当第一屏蔽元件15由交流电流供电和/或第二屏蔽元件16由直流电流供电时，由所述至少一个辐射加热器体12产生的卡路里流F1通过适配的围栏直接传递到金属框架11的外部。
在图2和图3的变型中，加热设备10包括一个单独的单件式辐射加热器体12，其置于金属框架11中并包括嵌入在其材料17中的所述至少一个第一屏蔽元件15和所述至少一个第二屏蔽元件16。
相反，在图4的变型中，加热设备10包括第一辐射加热器体12a和不同于第一辐射加热器体12a的第二辐射加热器体12b。所述至少一个第一屏蔽元件15嵌入第一辐射加热器体12a的材料17a中，而所述至少一个第二屏蔽元件16嵌入第二辐射加热器体12b的材料17b中。材料17a和17b可以相同或不同。辐射加热器体12a和12b可以在金属框架11内并排布置和/或布置在彼此上方。
现在，返回图3，加热设备10包括两个第一屏蔽元件15和一个单独的第二屏蔽元件16，所有这些屏蔽元件都嵌入在一个且仅单件式的辐射加热器体12的材料17中。第一屏蔽元件15和第二屏蔽元件16的该布置使得第二屏蔽元件16横跨辐射加热器体12的厚度设置在两个第一屏蔽元件15之间。
该配置具有进一步改善辐射加热器体12的潜在温升的优点。
以未示出的方式，可以提供图3的变型，其中加热设备10包括两个第二屏蔽元件16和一个单独的第一屏蔽元件15，所有这些屏蔽元件都嵌入在一个且仅单件式的辐射加热器本体12的材料17中。第二屏蔽元件16和第一屏蔽元件15的该布置使得第一屏蔽元件15横跨辐射加热器体12的厚度设置在两个第二屏蔽元件16之间。
同样，这种布置促进了辐射加热器体12的非常快速的温度升高。
然而，在图3中，单个且单件式辐射加热器体12包括一个单独的第一屏蔽元件15和一个单独的屏蔽元件16。
此外，加热设备10包括管理单元，管理单元容纳在金属框架11中并根据存储在管理单元的存储器中的预定策略算法控制每个第一屏蔽元件15及其交流电流电源的操作以及每个第二屏蔽元件16及其直流电流电源的操作。
加热设备10可包括适于确定壳体外侧的温度的温度传感器和用于将由温度传感器确定的值传输到管理单元的输入端的元件(有线或无线)。每个第一屏蔽元件15和每个第二屏蔽元件16的管理算法可以特别地考虑由温度传感器确定的壳体外侧的温度值。
当然，本发明不限于上文所表示和描述的实施例，而是相反地涵盖其所有变型。
Claims (11)
1.一种预期电连接到电源的电辐射器型加热设备(10)，包括：至少部分地由金属框架(11)构成的壳体、置于所述金属框架(11)中的至少一个辐射加热器体(12、12a、12b)、由适于当由交流电流供电时产生热量的第一类型电阻体构成的至少一个第一屏蔽元件(15)、以及由适于当由直流电流供电时产生热量的第二类型电阻体构成的至少一个第二屏蔽元件(16)，所述至少一个第一屏蔽元件(15)和所述至少一个第二屏蔽元件(16)嵌入所述至少一个辐射加热器体(12、12a、12b)的材料(17、17a、17b)中。
2.根据权利要求1所述的加热设备(10)，其特征在于，所述加热设备(10)包括一个单独的单件式辐射加热器体(12、12a、12b)，其置于所述金属框架(11)中并包括所述至少一个第一屏蔽元件(15)和所述至少一个第二屏蔽元件(16)。
3.根据权利要求2所述的加热设备(10)，其特征在于，所述加热设备(10)包括两个第一屏蔽元件(15)和一个单独的第二屏蔽元件(16)，所述第二屏蔽元件(16)横跨所述辐射加热器体(12、12a、12b)的厚度设置在所述两个第一屏蔽元件(15)之间。
4.根据权利要求2所述的加热设备(10)，其特征在于，所述加热设备(10)包括两个第二屏蔽元件(15)和一个单独的第一屏蔽元件(15)，所述第一屏蔽元件(15)横跨所述辐射加热器体(12、12a、12b)的厚度设置在所述两个第二屏蔽元件(16)之间。
5.根据权利要求1所述的加热设备(10)，其特征在于，所述加热设备(10)包括第一辐射加热器体(12a)和不同于所述第一辐射加热器体(12a)的第二辐射加热器体(12b)，所述至少一个第一屏蔽元件(15)嵌入所述第一辐射加热器体(12a)的材料(17a)中，所述至少一个第二屏蔽元件(16)嵌入所述第二辐射加热器体(12a)的材料(17b)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热设备(10)，其特征在于，所述至少一个辐射加热器体(12、12a、12b)构成与二级辐射体(13)相对设置的主辐射加热器体，所述二级辐射体(13)设置成输出离开所述金属框架(11)的卡路里流(F2)。
7.根据权利要求6所述的加热设备(10)，其特征在于，所述二级辐射体(13)具有面向所述至少一个辐射加热器体(12、12a、12b)并且至少部分地被吸收膜(14)覆盖的表面，所述吸收膜(14)适于吸收当所述第一屏蔽元件(15)由交流电流供电时和/或所述第二屏蔽元件(16)由直流电流供电时由所述至少一个辐射加热器体(12、12a、12b)产生的全部或部分卡路里流(F1)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的加热设备(10)，其特征在于，所述加热设备(10)包括管理单元，所述管理单元容纳在所述金属框架(11)中并根据存储在所述管理单元的存储器中的预定策略算法控制所述至少一个第一屏蔽元件(15)及其交流电流电源的操作以及所述至少一个第二屏蔽元件(16)及其直流电流电源的操作。
9.一种电气装置，包括至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的加热设备(10)，其中所述至少一个第一屏蔽元件(15)电连接到第一交流电压源以便由交流电流供电和/或所述至少一个第二屏蔽元件(16)电连接到第二直流电压源以便由直流电流供电。
10.根据权利要求1所述的电气装置，其特征在于，所述第一交流电压源以第一电压电平为所述至少一个第一屏蔽元件(15)供电，并且所述第二直流电压源以严格不同于所述第一电压电平的第二电压电平为所述至少一个第二屏蔽元件(16)供电。
11.根据权利要求11所述的电气装置，其特征在于，所述第一电压电平对应于本地电网的电压电平，特别是基本上等于220V，并且在于，所述第二电压电平包括在20V至60V的范围内，特别是基本上等于50V。
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