NO166910B - ELECTRIC AIR HEATING DEVICE. - Google Patents
ELECTRIC AIR HEATING DEVICE. Download PDFInfo
- Publication number
- NO166910B NO166910B NO891868A NO891868A NO166910B NO 166910 B NO166910 B NO 166910B NO 891868 A NO891868 A NO 891868A NO 891868 A NO891868 A NO 891868A NO 166910 B NO166910 B NO 166910B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- heating device
- foil
- electric surface
- insulation
- surface heating
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 80
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 59
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 38
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 23
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
- H05B3/50—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
Landscapes
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk flatevarmeanordning basert på tynne, tilnærmet fleksible elektriske flatevarmeelementer. Hensikten er å oppnå The present invention relates to an electric surface heating device based on thin, almost flexible electric surface heating elements. The purpose is to achieve
en elektrisk varmeanordning for oppvarming av flater som har innebygget nødvendig sikkerhet til å tilfredstille myndighetenes krav til vanntetthet, brann, mekanisk styrke, elektrisk isolasjon, er dobbeltisolert, kan lages uten magnetfelt og uten spenningsfelt, og kan lages for alle spenninger, effekter og størrelser. an electric heating device for heating surfaces that has built-in the necessary safety to satisfy the authorities' requirements for water tightness, fire, mechanical strength, electrical insulation, is double insulated, can be made without magnetic fields and without voltage fields, and can be made for all voltages, effects and sizes.
Det er et stigende behov for elektriske flatevarmeanordninger, enten for overføring av varme til det varme-mottagende medium i form av varmestråler, eller ved kontaktvarme. Det er utviklet flere slike elektriske flatevarmeanordninger, og karakteristisk for disse er at de produserer varmen over hele flaten, f.eks. ved at varmeelementet er laget av en metallfolie som er slisset opp i et mønster, for å få ønsket elektrisk motstand. Disse metallfolier er da sveiset eller limt mellom to plastfolier. Plastfolien dekker da funksjonen både som bærer og mekanisk beskyttelse av metallfolien, og som elektrisk isolator. There is a growing need for electric surface heating devices, either for the transfer of heat to the heat-receiving medium in the form of heat rays, or by contact heating. Several such electric surface heating devices have been developed, and a characteristic of these is that they produce heat over the entire surface, e.g. in that the heating element is made of a metal foil that is slit in a pattern, to obtain the desired electrical resistance. These metal foils are then welded or glued between two plastic foils. The plastic foil then covers the function both as carrier and mechanical protection of the metal foil, and as an electrical insulator.
I nyere elementer kan metallfolien være erstattet In newer elements, the metal foil may have been replaced
av ledende plastfolie, eller et ledende kull/metallskikt kan være trykket på den ene isolasjonsfolie. of conductive plastic foil, or a conductive carbon/metal layer can be printed on one insulation foil.
Alle disse elementer har den svakhet at de må ha elektrisk isolasjon over hele flaten i og med at hele den indre elementflate har elektrisk spenning, noe som kan være kostbart når elementet skal være dobbeltisolert og vanntett. Det er vanskelig med disse typer elementer å få tilstrekkelig elektrisk motstand for å lage små elementer med lave effekter og for 230 volt, uten at en f.eks. ved etset metallfolieelement må bruke kostbare metallfolier med høy spesifikk motstand som basis-materiale, eller må redusere tversnittet på strømbanen så mye at elementet tåler lite mekanisk påkjenning. All these elements have the weakness that they must have electrical insulation over the entire surface as the entire inner element surface has electrical voltage, which can be expensive when the element is to be double insulated and waterproof. It is difficult with these types of elements to get sufficient electrical resistance to make small elements with low effects and for 230 volts, without e.g. in the case of an etched metal foil element, expensive metal foils with a high specific resistance must be used as the base material, or the cross-section of the current path must be reduced so much that the element can withstand little mechanical stress.
Denne type element,, hvor hele varmeflaten er elektrisk ledende, lager også et stort elektrisk spenningsfelt som i mange anvendelser kan være plagsomt, om ikke direkte skadelig for følsomme mennesker. This type of element, where the entire heating surface is electrically conductive, also creates a large electric voltage field which in many applications can be troublesome, if not directly harmful to sensitive people.
Alle slike folieelementer må p.g.a. den mekaniske styrke ha et ytre isolasjonslag for beskyttelse mot berøring og skader. All such foil elements must, due to the mechanical strength have an outer insulating layer for protection against contact and damage.
I de tilfeller elementet skal være vanntett må hele dekkfolien, den ytre isolasjon og ikke minst alle skjøter mellom de to lag dekkfolie være vanntette. In cases where the element is to be waterproof, the entire cover foil, the outer insulation and not least all joints between the two layers of cover foil must be waterproof.
En annen måte å lage elektriske flatevarmeelementer på er å legge elektriske motadtandstråder så tett ved siden av hverandre mellom to plastfolier at flaten blir tilnærmet jevnt oppvarmet. Another way to make electric surface heating elements is to lay electric counter-current wires so close to each other between two plastic foils that the surface is heated almost evenly.
Et annet problem med denne type element er at dersom det er luft inne i elementet, vil luften ved oppvarming av elementet utvide seg og hindre varmen fra elementet å komme ut til omgivelsene, med den følge at elementet blir overoppvarmet og kan forårsake skader på omgivelsene eller brenne av. Another problem with this type of element is that if there is air inside the element, when the element is heated, the air will expand and prevent the heat from the element from escaping to the surroundings, with the result that the element is overheated and can cause damage to the surroundings or burn off.
I de fleste anvendelser av slike flatevarmeelementer er det en temperaturbegrensning på overflaten av elementet, enten fordi elementisolasjonen ikke tåler høyere temperaturer, eller fordi de oppvarmede flater bare tåler en begrenset temperatur. Vanligvis søker en å ha lavest mulig flatetemperatur ved gitt spesifikk effekt for å få lengst mulig levertid på elementet og den oppvarmede flate. In most applications of such surface heating elements, there is a temperature limitation on the surface of the element, either because the element insulation cannot withstand higher temperatures, or because the heated surfaces can only withstand a limited temperature. Usually one seeks to have the lowest possible surface temperature for a given specific effect in order to get the longest possible delivery time for the element and the heated surface.
Dersom den oppvarmede flate har god horisontal varme-ledningsevne er. dette ikke noe problem, men dersom den oppvarmede flate har god varmelederevne vertikalt på varmeelementet og dårlig horisontalt med elementet, (f.eks. ved varmeelementer for vannsenger), vil en få varme partier ved motstandstrådene eller det ledende belegget med kalde partier mellom. Det sier seg selv at det varme parti derved må ha høyere temperatur, enn dersom hele flaten hadde samme temperatur. En måte å If the heated surface has good horizontal thermal conductivity is. this is not a problem, but if the heated surface has good thermal conductivity vertically on the heating element and poorly horizontally with the element, (e.g. in the case of heating elements for water beds), you will get hot areas near the resistance wires or the conductive coating with cold areas in between. It goes without saying that the hot part must therefore have a higher temperature than if the entire surface had the same temperature. A way to
løse dette på, er å belegge elementet med f.eks. to solve this, is to cover the element with e.g.
Alfolie for derved å få en god horisontal varmeledning. Det viser seg imidlertid at varmeledningsevnen i Al foil to thereby obtain a good horizontal heat conduction. However, it turns out that the thermal conductivity i
Alfolie er så god at en kan øke senteravstanden mellom Alfolie is so good that you can increase the center distance between
de varmeproduserende partier vesentlig. Denne gode horisontale varmeledningen gjør det unødvendig å produsere varmen over hele flaten, som elementer med metallfolie og ledende plastfolier er basert på, og gjør det fordelaktig å legge isolerte varmekabler direkte i kontakt med Alfolien. Dette er gjort i et element for vannsenger, se norsk patentsøknad nr. 85.1506. the heat-producing parts significantly. This good horizontal heat conduction makes it unnecessary to produce the heat over the entire surface, on which elements with metal foil and conductive plastic foils are based, and makes it advantageous to lay insulated heating cables directly in contact with the Alfolien. This has been done in an element for water beds, see Norwegian patent application no. 85.1506.
Her er det benyttet en dobbeltisolert varmekabel laminert mellom to Al-folier. Svakheten med denne konstruksjonen er bl.a. følgende: P.g.a dobbeltisolasjonen som består av først en indre isolasjon som er ca. 0,8 mm tykk og en ytre tilleggs-isolasjon som skal være min. 1 mm tykk er det vanskelig å lage varmekabler under 4,5 mm diameter. A double-insulated heating cable laminated between two aluminum foils is used here. The weakness of this construction is i.a. the following: Due to the double insulation which consists of first an inner insulation which is approx. 0.8 mm thick and an external additional insulation that must be min. 1 mm thick, it is difficult to make heating cables under 4.5 mm diameter.
Dette medfører at det må preges et meanderformet spor i Alfolien, dypt nok til at kabelen får plass, noe som er både komplisert og kostbart, samtidig som det ferdige element blir for tykt (ca. 4,5-5 mm), noe som begrenser bruken av denne type elementer. This means that a meander-shaped groove must be embossed in the Al foil, deep enough for the cable to fit, which is both complicated and expensive, while the finished element will be too thick (approx. 4.5-5 mm), which limits the use of this type of elements.
For det annet er varmetransporten fra den varmeproduserende motstandstråd gjennom den elektriske isolasjon, som har en tykkelse på ca. 1,8-2 mm, en begrensende faktor for hvor mye varme en kan få ut av hver meter kabel ved en gitt høyeste maksimumstemperatur på den elektriske isolasjonen. Målinger viser at det er en temperaturforskjell på opptil 20-25 grader C mellom temperaturen på innsiden av isolasjonen (mot motstandstråden) og på yttersiden av isolasjonen (mot Alfolien). Secondly, the heat transport from the heat-producing resistance wire through the electrical insulation, which has a thickness of approx. 1.8-2 mm, a limiting factor for how much heat can be extracted from each meter of cable at a given highest maximum temperature of the electrical insulation. Measurements show that there is a temperature difference of up to 20-25 degrees C between the temperature on the inside of the insulation (against the resistance wire) and on the outside of the insulation (against the Al foil).
Da plastmaterialene i isolasjonen normalt ikke er godkjent for mer enn 80°C vil kabelens ytre temperatur ikke kunne være mer enn 55-60°C. Det gjør at maksimal spesifisert belastning på slike kabler er ca. 28 W pr. meter kabel, og det vil for et vannsengelement på 360 W gi en kabellengde på 13 meter. Målinger viser at dersom en kan øke temperaturen på kabelens ytre side mot Alfolien, vil en kunne øke denne spesifikke effekten vesentlig, men da ville temperaturen inne i kabelen bli for høy. As the plastic materials in the insulation are not normally approved for more than 80°C, the cable's external temperature cannot be more than 55-60°C. This means that the maximum specified load on such cables is approx. 28 W per meter of cable, and for a water bed element of 360 W, that will give a cable length of 13 metres. Measurements show that if you can increase the temperature on the outer side of the cable towards the Alfolien, you will be able to increase this specific effect significantly, but then the temperature inside the cable would be too high.
Dette medfører at selv om en kunne bruke større senteravstand mellom de parallelle varmekabler i et slikt varmeelement, begrenses dette av at en også må få plass til tilstrekkelig kabellengde, noe som spesielt er tilfelle ved elementer med effekt over 10-12 W/cm<2 >elementflate. Dette er den spesifikke effekt som bl.a. benyttes ved varmeelementer for vannsenger, som er et meget stort anvendelsesområde for flateelementer. This means that even if you could use a larger center distance between the parallel heating cables in such a heating element, this is limited by the fact that you also have to make room for sufficient cable length, which is especially the case with elements with an output of more than 10-12 W/cm<2 >element surface. This is the specific effect that i.a. used for heating elements for water beds, which is a very large area of application for surface elements.
Konvensjonelle varmekabler er således ikke egnet til bruk i flatevarmeanordninger av den her aktuelle art, Conventional heating cables are thus not suitable for use in surface heating devices of the type in question here,
og det vil fremgå av det følgende at denne oppfinnelse i høy grad baserer seg på anvendelse av et varmeelement med spesiell oppbygning. and it will appear from what follows that this invention is largely based on the use of a heating element with a special structure.
Et annet forhold i forbindelse med elektriske varmeelementer er det spenningsfelt som denne type elementer omgir seg med, og som i forbindelse med oppvarming av vannsenger induserer et spenningsfelt i hele vannsengen. Dette kan være særdeles plagsomt og skadelig for følsomme mennesker. Another factor in connection with electric heating elements is the voltage field with which this type of element surrounds itself, and which, in connection with heating water beds, induces a voltage field in the entire water bed. This can be extremely distressing and harmful to sensitive people.
En måte å fjerne dette spenningsfeltet på er å ha en jordet metallskjerm utenpå elementet. Målinger viser at dette er en effektiv måte å løse problemet på, f.eks. ved at en kobler en jordingsledning til den ytre Alfolien på det aktuelle varme-element. Dette er uten videre en brukbar metode i Norge og de land hvor en ikke har et elektrisitetsnett med jordet null-leder. One way to remove this voltage field is to have a grounded metal shield outside the element. Measurements show that this is an effective way to solve the problem, e.g. by connecting an earthing wire to the outer Al foil on the heating element in question. This is without further ado a usable method in Norway and countries where there is no electricity grid with a grounded neutral conductor.
Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse alle de nevnte mangler og svakheter, og er i første rekke basert på en. ny type varmeelement hvor en har satt som mål å ha en maksimal ytre diameter på 3 mm, bl.a. for å kunne prege spor i Alfolien samtidig som en legger ned elementet. Videre er elementet bygget opp med motstandstråder viklet på glassfiberkjerne for derved å kunne belaste motstandstråden maksimalt. (Maks.belastning av motstandstråder uten glassfiberkjerne er 1 W/cm<2 >overflate av motstandstråder, mens med glassfiberkjerne kan denne økes til 5 W/cm<2> overflate.) Isolasjonen mellom motstandstråden og Alfolien er laget i ét varmebestandig materiale, samtidig som tykkelsen reduseres til et minimum. Videre kan det legges en metallskjerm inne i isolasjonen tilstrekkelig isolert til både å ta bort spenningsfeltet og også tilfredstille materiell-kontrollens sikkerhetskrav. The present invention aims to solve all the aforementioned shortcomings and weaknesses, and is primarily based on a. new type of heating element where the aim has been to have a maximum outer diameter of 3 mm, i.a. to be able to mark traces in the Alfoil at the same time as you lay down the element. Furthermore, the element is built up with resistance wires wound on a glass fiber core in order to thereby be able to load the resistance wire to the maximum. (Maximum load of resistance wires without glass fiber core is 1 W/cm<2 >surface of resistance wires, while with glass fiber core this can be increased to 5 W/cm<2> surface.) The insulation between the resistance wire and the Al foil is made of one heat-resistant material, at the same time as the thickness is reduced to a minimum. Furthermore, a metal screen can be placed inside the insulation sufficiently insulated to both remove the voltage field and also satisfy the safety requirements of the material control.
Nærmere bestemt angår således oppfinnelsen en elektrisk flatevarmeanordning av den art som omfatter et langstrakt, isolert varmeelement og i det minste en varmefordelende metallfolie som i tettsluttende varmekontakt omgir i det minste en del av varmeelementets ytre overflate, og hvor varmeelementet omfatter en kjerne av isolerende materiale, et elektrisk motstandselement anbragt på kjernen, og en utenpåliggende isolasjon. Det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at det utenpå motstandselementet er anbragt tre adskilte isolasjonslag som hvert har en minimumstykkelse tilstrekkelig til å motstå en gitt prøvespenning, at i det minste de to innerste isolasjonslag består av plastfolie som er viklet så stramt rundt kjernen med tilhørende motstandselement, at det praktisk talt ikke innesluttes luft eller gass under plastfolien, idet det ytterste isolasjonlag eller eventuelt en omgivende mantel gir nødvendig mekanisk beskyttelse og forsegling mot inntrengning av vann e.l. More specifically, the invention thus relates to an electric surface heating device of the kind that comprises an elongated, insulated heating element and at least one heat-distributing metal foil which, in tight heating contact, surrounds at least part of the heating element's outer surface, and where the heating element comprises a core of insulating material, an electrical resistance element placed on the core, and an external insulation. The new and distinctive feature of the device according to the invention consists primarily in the fact that three separate insulation layers are placed on the outside of the resistance element, each of which has a minimum thickness sufficient to withstand a given test voltage, that at least the two innermost insulation layers consist of plastic foil that is wound so tightly around the core with associated resistance element, that practically no air or gas is trapped under the plastic foil, as the outermost insulation layer or possibly a surrounding mantle provides the necessary mechanical protection and sealing against ingress of water etc.
Slike varmeelementer skal kunne belastes med så høy spesifikk belastning (W/m) at en får en optimal utnyttelse av fordelen med den ytre varmeledende Such heating elements must be able to be loaded with such a high specific load (W/m) that optimal utilization of the advantage of the external heat-conducting
Alfolie både varmeteknisk og økonomisk. Alfoile both heat-technically and economically.
I den etterfølgede beskrivelse av foreliggende oppfinnelse vil det fremgå at denne målsetting er oppnådd, noe også en rekke forsøk og langtidstester viser. In the subsequent description of the present invention, it will appear that this objective has been achieved, which is also shown by a number of trials and long-term tests.
Kjernepunktet i oppfinnelsen ligger i å kunne redusere nødvendig isolasjonstykkelse mellom motstandstråden og Alfolien, samtidig som vanntetthet, isolasjons-evne og mekaniske styrke beholdes eller bedres. Videre er motstandstråden viklet på glassfiberkjerne for å kunne belaste motstandstråden mest mulig og dessuten kunne få så mye motstandstråd pr. meter at kravet til maksimum 5 W/cm<2> overflate tilfredstilles. The core point of the invention lies in being able to reduce the necessary insulation thickness between the resistance wire and the Alfoil, while at the same time retaining or improving water tightness, insulation ability and mechanical strength. Furthermore, the resistance wire is wound on a fiberglass core in order to be able to load the resistance wire as much as possible and also to be able to get as much resistance wire per meters that the requirement for a maximum of 5 W/cm<2> surface is met.
I foreliggende oppfinnelse er det valgt å bruke plastfolie i de to første isolasjonslag og ekstrudert silikon, plast eller termoplastisk gummi som ytre, vanntette isolasjonsskikt. Når et element isoleres som beskrevet og legges mellom to Alfolie tilfredstilles kravet til berøringssikkerhet. In the present invention, it has been chosen to use plastic foil in the first two insulation layers and extruded silicone, plastic or thermoplastic rubber as the outer, waterproof insulation layer. When an element is insulated as described and placed between two Alfolie, the requirement for touch safety is met.
En polyesterfolie med tykkelse 25 /xm har en gjennornslagstyrke på over 5000 V og gir således tilstrekkelig isolasjon. Polyesterfolie tåler dessuten opptil 150°C og er i så måte vesentlig bedre enn f.eks. tverrbundet polyester (Pex) eller PVC, som maksimalt tåler 80°C, som vanligvis brukes i varmekabler. Det finnes også folie som tåler høyere temperaturer og som også har høyere gjennornslagsfasthet, som kan benyttes i de tilfeller dette er nødvendig. A polyester foil with a thickness of 25 /xm has an impact strength of over 5000 V and thus provides sufficient insulation. Polyester foil can also withstand up to 150°C and is therefore significantly better than e.g. cross-linked polyester (Pex) or PVC, which can withstand a maximum of 80°C, which is usually used in heating cables. There is also foil which can withstand higher temperatures and which also has higher impact resistance, which can be used in cases where this is necessary.
Ved å benytte to lag folie viklet rundt en glassfiberkjerne med motstandstråder spunnet rundt, og så ekstrudere et, skikt av plast, gummi eller silikon e.l. utenpå, kan den samlede isolasjonstykkelse reduseres ned til ca. 0,6 mm, hvilket gjør at varme-motstanden i isolasjonsskiktet reduseres vesentlig. Da samtidig de to folielagene tåler høyere temperatur enn materialene i vanlige varmeelementer, er det temperaturen på det ytre ekstruderte isolasjonslaget som er bestemmende for varmeelementets spesifikke effekt. By using two layers of foil wrapped around a fiberglass core with resistance wires spun around, and then extruding a layer of plastic, rubber or silicone etc. on the outside, the total insulation thickness can be reduced to approx. 0.6 mm, which means that the heat resistance in the insulation layer is significantly reduced. Since at the same time the two foil layers can withstand a higher temperature than the materials in ordinary heating elements, it is the temperature of the outer extruded insulation layer that determines the heating element's specific effect.
Forsøk viser at elementer som dette kan belastes med opptil 70 W/m dersom varmen transporteres bort gjennom den omgivende Alfolie og til f.eks. en vannpose i en vannseng. Det er kjørt langtidsforsøk med en spesifikk belastning på 60 W/m, d.v.s. en fordobling i forhold til tradisjonell varmekabel. Tests show that elements like this can be loaded with up to 70 W/m if the heat is transported away through the surrounding Al foil and to e.g. a water bag in a water bed. Long-term tests have been carried out with a specific load of 60 W/m, i.e. a doubling compared to traditional heating cable.
Denne kontruksjon gjør også at tykkelsen på varmeelementet reduseres ned til ca. 3 mm, hvilket var kravet til maksimal ytre diameter når det er tatt hensyn til laminering mellom to Alfolier uten forpreget spor. This construction also means that the thickness of the heating element is reduced to approx. 3 mm, which was the requirement for the maximum outer diameter when lamination between two Alfoils without a pre-embossed groove is taken into account.
Ved en slik redusering av isolasjonstykkelsen oppnås også en materialbesparelse som igjen betyr lavere kostnader, samtidig som lengden på varmeelementet kan reduseres med Such a reduction of the insulation thickness also results in material savings, which in turn means lower costs, while the length of the heating element can be reduced by
40-50%. 40-50%.
Videre vil en spare produksjonstid ved legging av dette varmeelementet i Alfolie samtidig som den ferdige elementkonstruksjonen bare er ca. 3 mm tykk. Dette innebærer at elementet, foruten som element for vannsenger, også har en rekke andre anvendelser, f.eks. til oppvarming av badespeil for å hindre dugg ved stor luftfuktighet, og en rekke andre produkter hvor en idag bruker annen varmefolie. Furthermore, production time will be saved by laying this heating element in Alfolie at the same time that the finished element construction is only approx. 3 mm thick. This means that the element, in addition to being an element for water beds, also has a number of other uses, e.g. for heating bathroom mirrors to prevent fogging in high humidity, and a number of other products where today other heating foils are used.
Oppfinnelsen er nedenfor nærmere forklart under henvisning til utførelseseksempler vist på tegningene, hvor: Fig. 1 skjematisk viser oppbygningen av en spesiell form for varmekabel som utgjør et langstrakt isolert varmeelement i en elektrisk flatevarmeanordning ifølge oppfinnelsen, The invention is explained in more detail below with reference to examples of execution shown in the drawings, where: Fig. 1 schematically shows the structure of a special form of heating cable which forms an elongated insulated heating element in an electric surface heating device according to the invention,
fig. 2 viser i planriss et arrangement av varmeelement og tilhørende elektriske kretser og komponenter i en anordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 shows in plan view an arrangement of heating element and associated electrical circuits and components in a device according to the invention,
fig. 3 viser i tverrsnitt en del av en elektrisk flatevarmeanordning spesielt beregnet for bl.a. fig. 3 shows in cross-section a part of an electric surface heating device specially intended for, among other things
oppvarming av speil på baderom, heating mirrors in bathrooms,
fig. 4 viser skjematisk oppbygningen av en annen fig. 4 schematically shows the structure of another
spesiell utførelse av varmeelementet, og special design of the heating element, and
fig. 5 viser i prinsippet en kobling av et varmeelement som på fig. 4 i en elektrisk flatevarmeanordning hvor uønskede, ytre spenningsfelter i vesentlig grad er fjernet. fig. 5 shows, in principle, a connection of a heating element as in fig. 4 in an electric surface heating device where unwanted, external voltage fields have been largely removed.
Det vises nå først til tegningenes fig. 1. Her er 1.1 den indre glassfiberkjerne hvor motstandstråden 1.2 er viklet på. Utenpå her er viklet med 60% overlapp en polyesterfolie e.l., og utenpå her igjen er det ekstrudert en omgivende vanntett mantel av f.eks. silikongummi. Det hele er så laminert mellom to lag Alfolie 1.5a og 1.5b limt sammen med et varmebestandig lim 1.6 til en komplett laminert anordning. Oppfinnelsen omfatter også ekstrudering av to lag isolasjon og et lag folie eller tre ekstruderte, hvor det bare stilles krav til den elektriske isolasjonen og ikke tykkelsen. Reference is now made first to the drawings' fig. 1. Here 1.1 is the inner fiberglass core around which the resistance wire 1.2 is wound. On the outside, a polyester foil etc. is wrapped with a 60% overlap, and on the outside again, a surrounding waterproof jacket of e.g. silicone rubber. The whole thing is then laminated between two layers of Alfolie 1.5a and 1.5b glued together with a heat-resistant glue 1.6 to form a complete laminated device. The invention also includes the extrusion of two layers of insulation and a layer of foil or three extruded ones, where requirements are only made for the electrical insulation and not the thickness.
Varmeelementet legges i slynger som vist i fig. The heating element is placed in loops as shown in fig.
2., og samtidig kan en laminere inn sikkerhetstermostat og tilledninger slik at en oppnår en komplett flatevarmeanordning. 2.1 er tilførselsledninger, mens 2.2a, b, og c er koblinger mellom tilførsel og varmeelement, henholdsvis sikkerhetstermostaten 2,3. Det er en forutsetning at koblingene 2.2 og sikkerhetstermostat har tilstrekkelig elektrisk isolasjon f.eks. ved bruk av to lag polyesterfolieteip, med f.eks. en påkrympet plaststrømpe utenpå for å oppnå vanntetthet, og det ytre elektriske isolasjonsskikt. På samme måte kan Alfolien være overflatebehandlet med lakk, være plastbelagt eller på annen måte være gjort så mekanisk sterk og attraktiv som er nødvendig av hensyn til 2nd, and at the same time you can laminate in the safety thermostat and connections so that you get a complete surface heating device. 2.1 are supply lines, while 2.2a, b, and c are connections between supply and heating element, respectively the safety thermostat 2,3. It is a prerequisite that the connections 2.2 and safety thermostat have sufficient electrical insulation, e.g. when using two layers of polyester foil tape, with e.g. a shrink-wrapped plastic stocking on the outside to achieve water tightness, and the outer electrical insulation layer. In the same way, the Alfolien can be surface-treated with varnish, be coated with plastic or in some other way be made as mechanically strong and attractive as is necessary for reasons of
anvendelsen. the application.
I fig. 3 er vist en annen form for element spesielt beregnet for å varme opp en plan flate, f.eks. et badespeil for å hindre dugg i forbindelse med bading. In fig. 3 shows another form of element specially designed to heat a flat surface, e.g. a bathroom mirror to prevent dew in connection with bathing.
Her er ikke selve elementoppbyggingen nærmere beskrevet. Et varmeelement 3.1 som tidligere beskrevet, er presset ned i den ene Alfolien 3,2 som da omslutter det meste av varmeelementet. 3.3 viser limskiktet mellom Alfoliene, idet 3.4 viser den andre Alfolien som da er helt plan. Denne Alfolien kan ha et limbelegg 3.5. som være en aluminiumsteip med dekkpapir som ved montering hos brukeren kan limes til f.eks. baksiden av en speilflate 3.6. o.l. Også andre lamineringsmåter omfattes av foreliggende oppfinnelse, f.eks. kan den ene Alfolie erstattes av andre materialer som kan være bøyelige eller stive, avhengig av anvendelsen av elementet. The element structure itself is not described in more detail here. A heating element 3.1, as previously described, is pressed down into the one Alfolien 3.2, which then encloses most of the heating element. 3.3 shows the adhesive layer between the Alfoils, while 3.4 shows the second Alfoil which is then completely flat. This Alfolien can have an adhesive coating 3.5. such as an aluminum tape with cover paper which, when installed by the user, can be glued to e.g. the back of a mirror surface 3.6. beer. Other lamination methods are also covered by the present invention, e.g. the one Alfolie can be replaced by other materials which can be flexible or rigid, depending on the application of the element.
I fig. 4 er beskrevet et element hvor også det elektriske spenningfelt er fjernet, spesielt for de elektrisitetsnett hvor en bruker jordet null-leder og hvor elementet er koplet mellom null-leder og fase. In fig. 4 describes an element where the electric voltage field is also removed, especially for those electricity networks where a grounded neutral conductor is used and where the element is connected between neutral conductor and phase.
Her er 4.1 den indre glassfiberkjerne. 4.2 er motstandstråden. 4.3 et lag polyesterfolie med 10-20% overlapp. 4.4 er en motstandstråd, metallfolie eller halvledende plastfolie med en motstand pr. meter vesentlig større en motstanden pr. meter i selve varmeelementet. Dersom motstanden er særdeles høy kan en benytte en langsgående motstandstråd 4.41 som sikrer kontakt med den halvledende folie langs varmeelementet. Utenpå er det viklet en polyesterfolie 4.5 med 60% overlapp, med et ytre ekstrudert mantel 4.6, det hele laminert mellom Alfoliene 4.7a og 4.7b. Hensikten med motstandstråden 4.4 og tråden 4.41 er å danne en skjerm utenpå den indre elektriske krets, men under den ytre dobbeltisolering. Here, 4.1 is the inner fiberglass core. 4.2 is the resistance wire. 4.3 a layer of polyester foil with 10-20% overlap. 4.4 is a resistance wire, metal foil or semi-conducting plastic foil with a resistance per meters significantly greater than the resistance per meters in the heating element itself. If the resistance is particularly high, a longitudinal resistance wire 4.41 can be used, which ensures contact with the semi-conducting foil along the heating element. On the outside, a polyester foil 4.5 with 60% overlap is wound, with an outer extruded sheath 4.6, the whole laminated between the Al foils 4.7a and 4.7b. The purpose of the resistance wire 4.4 and the wire 4.41 is to form a shield outside the internal electrical circuit, but below the outer double insulation.
Fig.5 viser hvordan trådene eller skjermen 4.4/4,41 skal koples for å fjerne spenningsfeltet. Varmekabelen er således tilkoblet den jordede null-leder i 5.1 og fase i 5.2. Skjermen 4.4/4.41 er koplet til null-leder i punkt 5.1 og vil da lede bort spenningsfeltet til jord. Fig.5 shows how the wires or screen 4.4/4.41 should be connected to remove the voltage field. The heating cable is thus connected to the grounded neutral conductor in 5.1 and phase in 5.2. The screen 4.4/4.41 is connected to the neutral conductor in point 5.1 and will then lead away the voltage field to earth.
For å sikre seg mot kortslutninger ved en isola-sjonsfeil i den indre isolasjon 4.3 (fig.4) er det en fordel at motstanden pr. løpemeter er vesentlig større enn elementets motstand (4.2) slik at en kortslutning mellom trådene 4.2 og 4.4 ikke vil endre det komplette varmeelements motstandsverdi og derved avgitt effekt pr. løpemeter mer enn hva som kan tillates. In order to protect against short circuits in the event of an insulation fault in the inner insulation 4.3 (fig.4), it is an advantage that the resistance per running meter is significantly greater than the resistance of the element (4.2) so that a short circuit between the wires 4.2 and 4.4 will not change the resistance value of the complete heating element and thereby the output per running meters more than what can be allowed.
På denne måte kan en lage et varmeelement uten elektriske spenningsfelter for de elektrisitetsnett som har jordet null-leder og da uten bruk av seperat jording. Denne kontruksjon vil også tilfredstille myndighetenes krav. In this way, a heating element can be made without electric voltage fields for those electricity networks that have a grounded neutral conductor and then without the use of separate grounding. This construction will also satisfy the authorities' requirements.
Det tidligere omtalte magnetfeltet kan reduseres til et akseptert minimum ved å legge to slike varmeelementer ved siden av hverandre og med motsatt strømretning, slik at magnetfeltene gjensidig opphever hverandre. The previously mentioned magnetic field can be reduced to an accepted minimum by placing two such heating elements next to each other and with opposite current direction, so that the magnetic fields mutually cancel each other out.
Claims (13)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO891868A NO166910C (en) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | ELECTRIC AIR HEATING DEVICE. |
AU56463/90A AU5646390A (en) | 1989-05-08 | 1990-05-07 | Flat electric heating arrangement |
PCT/NO1990/000077 WO1990013986A1 (en) | 1989-05-08 | 1990-05-07 | Flat electric heating arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO891868A NO166910C (en) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | ELECTRIC AIR HEATING DEVICE. |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO891868D0 NO891868D0 (en) | 1989-05-08 |
NO891868L NO891868L (en) | 1990-11-09 |
NO166910B true NO166910B (en) | 1991-06-03 |
NO166910C NO166910C (en) | 1991-09-11 |
Family
ID=19891998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO891868A NO166910C (en) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | ELECTRIC AIR HEATING DEVICE. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU5646390A (en) |
NO (1) | NO166910C (en) |
WO (1) | WO1990013986A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2512328B (en) * | 2013-03-26 | 2016-11-30 | Oxford Instr Ind Products Ltd | Temperature control of magnets in NMR systems |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR899732A (en) * | 1943-11-12 | 1945-06-08 | Body heating cord | |
US3010007A (en) * | 1959-05-25 | 1961-11-21 | Electric Parts Corp | Flexible radiant heating panel |
US3114825A (en) * | 1961-01-30 | 1963-12-17 | Gen Electric | Electric heating pad |
US3160736A (en) * | 1962-09-11 | 1964-12-08 | Thomas V Catterson | Anti-fogging mirror |
GB1098943A (en) * | 1964-04-02 | 1968-01-10 | Rosemount Eng Co Ltd | Improvements in or relating to sheathed conducting elements |
US3356835A (en) * | 1964-10-08 | 1967-12-05 | Singer Co | Heating structure |
US3692924A (en) * | 1971-03-10 | 1972-09-19 | Barge Inc | Nonflammable electrical cable |
FR2266416A1 (en) * | 1974-03-26 | 1975-10-24 | Bonnet Ets | Composite electrical heating strip - has wire within foil support and covering strips |
DE2445889C3 (en) * | 1974-09-26 | 1978-08-17 | Heraeus-Wittmann Gmbh, 6900 Heidelberg | Electric radiator |
DE2950321A1 (en) * | 1979-12-14 | 1981-06-19 | Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover | Flat heating element for wing mirror of vehicle - has serpentine resistance wire applied to adhesive on backing and with covering |
FR2495875A1 (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-11 | Thermobaby | Laminated flexible covers for culinary heaters - involving aluminium foil coated with polyethylene and opt. polyester film |
CH652883A5 (en) * | 1983-05-02 | 1985-11-29 | Lange Int Sa | ELECTRIC HEATER BODY INTENDED TO BE INCORPORATED IN AN INTERIOR TRIMS OF AN ELEMENT OF CLOTHING OR AN ACCESSORY INTENDED TO BE APPLIED AGAINST A PART OF THE HUMAN BODY. |
NO851506L (en) * | 1985-04-16 | 1986-10-17 | Wesseltoft Per As | PLATFORM HEATED. |
NO870620L (en) * | 1987-02-17 | 1988-08-18 | Wesseltoft Per As | PLATFORM ELECTRIC HEATING ELEMENT. |
-
1989
- 1989-05-08 NO NO891868A patent/NO166910C/en unknown
-
1990
- 1990-05-07 WO PCT/NO1990/000077 patent/WO1990013986A1/en unknown
- 1990-05-07 AU AU56463/90A patent/AU5646390A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO891868L (en) | 1990-11-09 |
WO1990013986A1 (en) | 1990-11-15 |
NO891868D0 (en) | 1989-05-08 |
AU5646390A (en) | 1990-11-29 |
NO166910C (en) | 1991-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5720774A (en) | Heating pad | |
US6492629B1 (en) | Electrical heating devices and resettable fuses | |
CN101242757A (en) | Heating device for seat | |
DE60026973D1 (en) | HEAT INSULATION LAYER WITH SINTER RESISTANCE | |
US20030052121A1 (en) | Low and high voltage electrical heating devices | |
WO2009140650A3 (en) | Heating cable | |
JPS6238834B2 (en) | ||
CN105581723A (en) | Toilet seat heater | |
KR101890690B1 (en) | Heating glove | |
NO130884B (en) | ||
CN104053257A (en) | PTC heating rod and manufacturing method thereof | |
NO166910B (en) | ELECTRIC AIR HEATING DEVICE. | |
US20200351990A1 (en) | Planar electrical heating apparatus with modular assembly | |
CA3079914A1 (en) | Planar electrical heating apparatus with modular assembly | |
CN103269530A (en) | Carbon fiber heating ground mattress | |
CA2600775A1 (en) | Grounded crystalline heating ribbon | |
CN203435177U (en) | Snow melting antiskid special-purpose heating cable of underground garage ramp | |
RU136944U1 (en) | FLEXIBLE FOIL ELECTRIC HEATER | |
FR2361612A1 (en) | Solar heating system multiple layer liq. conveying tube - has semiconductive tube with black outer layer or coating | |
CN103415097A (en) | Heating cable preventing ramp of underground garage from skidding when snow melts | |
CN202475802U (en) | Electrothermal film preventing current leakage and electric field radiation | |
NO863482L (en) | ELECTRIC POWER CONDUCTION TAPE. | |
CN203590503U (en) | Heating pipe structure for heater | |
JP2008510908A (en) | Equipment for heating the ground, especially the sports ground | |
KR101559214B1 (en) | Hot water mat capable of eliminating an electric field |