RU126882U1

RU126882U1 - HEATING DEVICE

Info

Publication number: RU126882U1
Application number: RU2012132542/07U
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Богоявленский
Original assignee: Иван Иванович Богоявленский
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2013-04-10

Abstract

1. Нагревательное устройство, включающее излучатель, выполненный в виде панели, изготовленной из материала, способного к излучению тепловой энергии при нагреве, и электронагреватель, заключенный в оболочку, выполненную из термостойкого электроизолирующего материала, при этом излучатель и электронагреватель расположены так, что электронагреватель обеспечивает нагрев излучателя со стороны, противоположной его излучающей поверхности, отличающееся тем, что излучатель выполнен из керамического гранита.2. Электронагревательное устройство по п.1, отличающееся тем, что оболочка электронагревателя выполнена в виде монолитного коробчатого корпуса из бетонного материала, а электронагреватель содержит электронагревательные элементы, распределенные в объеме корпуса так, что электронагреватель обеспечивает нагрев излучателя по площади его поверхности.3. Электронагревательное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный излучатель, выполненный в виде панели из керамического гранита, расположенный так, что электронагреватель обеспечивает его нагрев со стороны, противоположной его излучающей поверхности, при этом излучатель и дополнительный излучатель установлены таким образом, что их излучающие поверхности имеют различную пространственную ориентацию.1. A heating device comprising a radiator made in the form of a panel made of a material capable of radiating thermal energy when heated, and an electric heater enclosed in a shell made of heat-resistant electrically insulating material, while the radiator and electric heater are arranged so that the electric heater provides heating radiator from the side opposite to its radiating surface, characterized in that the radiator is made of ceramic granite. 2. An electric heating device according to claim 1, characterized in that the electric heater shell is made in the form of a monolithic box-shaped case made of concrete material, and the electric heater contains electric heating elements distributed in the body volume so that the electric heater provides heating of the emitter over its surface area. The electric heating device according to claim 1, characterized in that it contains an additional emitter made in the form of a panel of ceramic granite, located so that the electric heater provides its heating from the side opposite to its radiating surface, while the emitter and the additional emitter are installed in such a way that their radiating surfaces have different spatial orientations.

Description

Полезная модель относится к нагревательным устройствам для бытовых и производственных нужд, используемым, в частности, для обогрева помещений, сушки, подогрева пищи.The utility model relates to heating devices for domestic and industrial needs, used, in particular, for space heating, drying, heating food.

В настоящее время активно разрабатываются нагревательные устройства, в которых тепловая энергия вырабатывается в виде теплового потока, излучаемого предварительно нагретым телом. Указанные нагреватели в ряде случаев оказываются более эффективными по сравнению с традиционно применяемыми нагревателями, работа которых основана на конвективном теплообмене или на обмене тепла за счет теплопроводности тел.At present, heating devices are actively being developed in which thermal energy is generated in the form of a heat flux emitted by a pre-heated body. In some cases, these heaters turn out to be more effective than traditionally used heaters, whose operation is based on convective heat transfer or heat exchange due to the heat conductivity of bodies.

Известно нагревательное устройство [RU 64463], включающее корпус, размещенный в корпусе источник тепла, выполненный, в частности, в виде электронагревателя, излучатель, выполненный в виде объемного тела из природного материала, обладающего способностью к тепловому излучению при нагреве, при этом часть поверхности излучателя находится снаружи корпуса.A heating device is known [RU 64463], comprising a housing, a heat source located in the housing, made, in particular, in the form of an electric heater, an emitter made in the form of a volumetric body made of natural material having the ability to heat radiation when heated, while part of the surface of the emitter located outside the enclosure.

В данном устройстве в качестве материала излучателя использован мягкий природный материал, например, такой как шунгит, талькохлорид, талькохлорит, хлористый натрий.In this device, a soft natural material, for example, such as schungite, talchochloride, talchochlorite, sodium chloride, is used as the emitter material.

Преимуществом рассматриваемого устройства является его относительно высокий к.п.д. При этом спектр теплового излучения природных материалов, используемых для изготовления излучателя, близок к солнечному спектру, благодаря чему указанное тепловое излучение благотворно влияет на организм человека.The advantage of the device in question is its relatively high efficiency. Moreover, the spectrum of thermal radiation of natural materials used to manufacture the emitter is close to the solar spectrum, so that the specified thermal radiation has a beneficial effect on the human body.

Однако выполнение излучателя из мягких природных материалов приводит, к необходимости использования корпуса, при этом усложняется конструкция устройства и снижается площадь излучения, так как часть поверхности излучателя находится внутри корпуса.However, the implementation of the emitter from soft natural materials leads to the need to use the housing, this complicates the design of the device and reduces the radiation area, since part of the surface of the emitter is located inside the housing.

Известно нагревательное устройство [RU 94398], которое выбрано в качестве ближайшего аналога.Known heating device [RU 94398], which is selected as the closest analogue.

Рассматриваемое устройство содержит излучатель, выполненный в виде панели, изготовленной из материала, способного к излучению тепловой энергии при нагреве, и электронагреватель, заключенный в оболочку, выполненную из термостойкого электроизолирующего материала, при этом излучатель и электронагреватель расположены так, что электронагреватель обеспечивает нагрев излучателя со стороны, противоположной его излучающей поверхностиThe device in question comprises a radiator made in the form of a panel made of a material capable of radiating thermal energy when heated, and an electric heater enclosed in a shell made of heat-resistant electrically insulating material, while the radiator and electric heater are arranged so that the electric heater provides heating of the radiator from the side opposite to its radiating surface

С целью локализации в объеме нагревательного устройства магнитного поля, возникающего при протекании электрического тока по цепи электронагревателя, панельный излучатель изготовлен из магнитомягкого материала, в частности, из стали.In order to localize in the volume of the heating device the magnetic field that occurs when electric current flows through the electric heater circuit, the panel radiator is made of soft magnetic material, in particular, steel.

При этом излучающая поверхность панели имеет покрытие, увеличивающее коэффициент ее излучательной способности, что усложняет конструкцию устройства.Moreover, the radiating surface of the panel has a coating that increases the coefficient of its emissivity, which complicates the design of the device.

Кроме того, тепловое излучение используемых для изготовления излучателя материалов не обладает полезными для организма человека свойствами, присущими излучению нагретого природного материала.In addition, the thermal radiation used for the manufacture of the emitter of materials does not have useful properties for the human body, inherent in the radiation of heated natural material.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства.The objective of the utility model is to simplify the design of the device.

Сущность полезной модели заключается в том, что в нагревательном устройстве, включающем излучатель, выполненный в виде панели, изготовленной из материала, способного к излучению тепловой энергии при нагреве, и электронагреватель, заключенный в оболочку, выполненную из термостойкого электроизолирующего материала, при этом излучатель и электронагреватель расположены так, что электронагреватель обеспечивает нагрев излучателя со стороны, противоположной его излучающей поверхности, согласно полезной модели излучатель выполнен из керамического гранита.The essence of the utility model is that in a heating device comprising a radiator made in the form of a panel made of a material capable of radiating thermal energy when heated, and an electric heater enclosed in a shell made of heat-resistant electrically insulating material, while the radiator and electric heater arranged so that the electric heater provides heating of the emitter from the side opposite to its emitting surface, according to a utility model, the emitter is made of ceramic granite.

В частном случае выполнения полезной модели оболочка электронагревателя выполнена в виде монолитного коробчатого корпуса из бетонного материала, а электронагреватель содержит электронагревательные элементы, распределенные в объеме корпуса так, что электронагреватель обеспечивает нагрев излучателя по площади его поверхности.In the particular case of the utility model, the shell of the electric heater is made in the form of a monolithic box-shaped housing made of concrete material, and the electric heater contains electric heating elements distributed in the volume of the housing so that the electric heater provides heating of the emitter over its surface area.

В частном случае выполнения полезной модели электронагревательное устройство содержит дополнительный излучатель, выполненный в виде панели из керамического гранита, расположенный так, что электронагреватель обеспечивает его нагрев со стороны, противоположной его излучающей поверхности, при этом излучатель и дополнительный излучатель установлены таким образом, что их излучающие поверхности имеют различную пространственную ориентацию.In the particular case of the utility model, the electric heating device comprises an additional radiator made in the form of a panel of ceramic granite, located so that the electric heater provides its heating from the side opposite to its radiating surface, while the radiator and the additional radiator are installed so that their radiating surfaces have a different spatial orientation.

Существенной особенностью полезной модели является то, что в качестве материала панельного излучателя использован керамический гранит (керамогранит).An essential feature of the utility model is that ceramic granite (porcelain stoneware) is used as the material of the panel emitter.

Указанный материал в настоящее время используется преимущественно в качестве отделочного строительного материала.The specified material is currently used mainly as a finishing building material.

Он изготавливается из белой глины путем ее обжига при температуре 1200-1300 С. По сути, процесс образования керамического гранита подобен процессу образования природного камня, только он протекает в ускоренном виде.It is made of white clay by firing it at a temperature of 1200-1300 C. In fact, the process of formation of ceramic granite is similar to the process of formation of natural stone, only it proceeds in an accelerated form.

Керамический гранит обладает рядом свойств, присущих натуральному камню - граниту, а именно, имеет внешний вид, сходный с внешним видом гранита, обладает высокой твердостью и прочностью, является водостойким, обладает высокой теплоемкостью и при этом низкой теплопроводностью, хорошо аккумулирует тепловую энергию, способен излучать тепловые инфракрасные лучи при нагреве и имеет высокую теплоизлучательную способность, равномерно прогревается во всем объеме и обладает равномерной теплоотдачей.Ceramic granite has a number of properties inherent in natural stone - granite, namely, it has an appearance similar to the appearance of granite, has high hardness and strength, is water resistant, has high heat capacity and at the same time low heat conductivity, it accumulates heat energy well, is able to radiate thermal infrared rays when heated and has a high heat-emitting ability, uniformly warms up in the whole volume and has uniform heat transfer.

Спектр теплового излучения керамического гранита близок к спектру теплового излучения нагретого солнцем природного камня, что обуславливает его полезные для организма человека свойства. Указанное излучение способствует нормализации энергетического баланса организма, повышению иммунитета, улучшению обмена веществ, стабилизации кровообращения. При этом керамогранит является нетоксичным материалом и в отличие от натуральных камней не способен накапливать опасную для организма человека радиацию.The spectrum of thermal radiation of ceramic granite is close to the spectrum of thermal radiation of natural stone heated by the sun, which determines its properties useful to the human body. The specified radiation helps to normalize the energy balance of the body, increase immunity, improve metabolism, stabilize blood circulation. At the same time, porcelain stoneware is a non-toxic material and, unlike natural stones, it is not able to accumulate radiation hazardous to the human body.

Поскольку заявляемое устройство относится к инфракрасным нагревательным устройствам, его преимуществом является то, что излучаемая им тепловая энергия практически без потерь достигает предметов и людей в зоне его действия и греет в первую очередь твердотельные предметы, а уже потом от них - воздух. При этом инфракрасное излучение активно поглощается водой, что позволяет использовать его для сушки пищевых продуктов при относительно невысокой температуре 40-60С, при которой тепло не поглощается тканью высушиваемого продукта, но происходит удаление из него влаги с сохранением полезных свойств продукта.Since the claimed device relates to infrared heating devices, its advantage is that the thermal energy emitted by it reaches objects and people in the area of its action with almost no loss and warms primarily solid objects, and only then air from them. At the same time, infrared radiation is actively absorbed by water, which allows it to be used for drying food products at a relatively low temperature of 40-60 ° C, at which heat is not absorbed by the fabric of the dried product, but moisture is removed from it while maintaining the useful properties of the product.

Наибольшая плотность тепла и наиболее высокая температура наблюдаются вблизи излучательной поверхности нагревательного устройства.The highest heat density and the highest temperature are observed near the radiating surface of the heating device.

Температура нагрева, достигаемая при использовании заявляемого устройства, варьируется от +30 до +150 С. При этом следует отметить, что тепло, излучаемое керамогранитом, хорошо проникает вглубь объектов и имеет большую зону распространения, соизмеримую с линейными размерами панельного излучателя.The heating temperature achieved when using the inventive device varies from +30 to +150 C. Moreover, it should be noted that the heat emitted by porcelain stoneware penetrates well into objects and has a large propagation zone, comparable with the linear dimensions of the panel emitter.

Поскольку в заявляемом устройстве использован панельный излучатель из керамогранита, имеющего высокую излучательную способность, не требуется наносить на поверхность излучателя какое - либо специальное покрытие, обуславливающее повышение коэффициента его теплового излучения, что позволяет упростить конструкцию заявляемого устройства.Since the inventive device uses a panel emitter of porcelain stoneware having a high emissivity, it is not necessary to apply any special coating to the surface of the emitter, causing an increase in the coefficient of its thermal radiation, which simplifies the design of the inventive device.

Упрощению конструкции заявляемого устройства также способствует то, что в качестве элемента, обеспечивающего нагрев излучателя, использован электронагреватель, различные конструктивные выполнения которого широко известны и традиционно применяются в нагревательной технике. В заявляемом устройстве может быть использован электронагреватель, содержащий любые элементы, нагревающиеся при пропускании через них постоянного или переменного тока.The simplification of the design of the claimed device is also facilitated by the fact that an electric heater is used as an element providing heating of the emitter, various structural designs of which are widely known and traditionally used in heating technology. In the inventive device, an electric heater may be used, containing any elements that heat up when a direct or alternating current is passed through them.

Для обеспечения равномерности прогрева излучателя преимущественным является использование электронагревателя с «распределенными» электронагревательными элементами, обеспечивающими нагрев панельного излучателя по всей площади его поверхности.To ensure uniform heating of the emitter, it is preferable to use an electric heater with "distributed" electric heating elements that ensure heating of the panel emitter over the entire surface area.

Размещение электронагревателя в оболочке, выполненной из термостойкого электроизолирующего материала, способствует обеспечению электробезопасности конструкции устройства и повышению ее прочности. Указанная оболочка может быть, в частности, изготовлена из органического или неорганического компаунда, из пенополиуретана и прочее.Placing an electric heater in a shell made of heat-resistant electrically insulating material helps to ensure electrical safety of the device design and increase its strength. The specified shell can be, in particular, made of an organic or inorganic compound, polyurethane foam and so on.

Панельный излучатель и заключенный в оболочку электронагреватель могут быть скреплены друг с другом, в частности, механическим путем, за счет сил адгезии между материалом оболочки и материалом излучателя, с помощью термостойкого теплопроводного клея.The panel radiator and the electric heater enclosed in the shell can be bonded to each other, in particular mechanically, due to the adhesion forces between the shell material and the radiator material, using heat-resistant heat-conducting adhesive.

Таким образом, техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции нагревательного устройства. При этом достигается высокая тепловая эффективность заявляемого нагревательного устройства, а излучаемый им тепловой поток обладает рядом полезных для человека свойств.Thus, the technical result of the utility model is to simplify the design of the heating device. This achieves high thermal efficiency of the inventive heating device, and the heat flux emitted by it has a number of properties useful to humans.

В случае, когда оболочка электронагревателя выполнена в виде монолитного коробчатого корпуса из бетонного материала, а электронагреватель содержит электронагревательные элементы, распределенные в объеме корпуса так, что электронагреватель обеспечивает нагрев излучателя по площади его поверхности, достигается прочность конструкции электронагревателя и его электробезопасность при обеспечении экологической чистоты в широком температурном диапазоне. Поскольку бетонный материал имеет высокие адгезионные свойства по отношению к керамограниту, обеспечивается прочное сцепление коробчатого корпуса с панельным излучателем, что способствует дополнительному повышению прочностных свойств устройства. При этом за счет хороших теплопередающих свойств бетонного материала и распределения электронагревательных элементов в объеме корпуса обеспечивается равномерный прогрев бетонного материала и панельного излучателя, что способствует улучшению тепловых характеристик устройства.In the case when the shell of the electric heater is made in the form of a monolithic box-shaped case made of concrete material, and the electric heater contains electric elements distributed in the body volume so that the electric heater provides heating of the radiator over its surface area, the structural strength of the electric heater and its electrical safety are ensured while ensuring environmental cleanliness in wide temperature range. Since the concrete material has high adhesive properties with respect to porcelain stoneware, strong adhesion of the box-shaped body to the panel radiator is ensured, which contributes to an additional increase in the strength properties of the device. Moreover, due to the good heat transfer properties of the concrete material and the distribution of electric heating elements in the body volume, uniform heating of the concrete material and the panel radiator is ensured, which helps to improve the thermal characteristics of the device.

В случае, когда устройство содержит дополнительный панельный излучатель, помещенный указанным выше образом, излучение тепловой энергии происходит по двум различным направлениям, соответствующим ориентации излучающих поверхностей двух панельных излучателей (например, вверх и вниз относительно земли), что расширяет функциональные возможности устройства.In the case when the device contains an additional panel emitter placed in the above manner, the radiation of thermal energy occurs in two different directions, corresponding to the orientation of the radiating surfaces of the two panel emitters (for example, up and down relative to the ground), which extends the functionality of the device.

На фигуре представлен общий вид заявляемого устройства.The figure shows a General view of the claimed device.

Устройство содержит излучатель 1, выполненный в виде панели, изготовленной из керамогранита. Устройство также содержит электронагреватель, содержащий электронагревательные элементы 2 (на чертеже позицией показан один элемент). Элементы 2 заключены в оболочку 3, изготовленную из термостойкого электроизолирующего материала. В частности, элементы 2 помещены в оболочку 3 из изолирующего композиционного материала, образующего монолитный коробчатый корпус. Корпус 3 расположен по отношению к панельному излучателю 1 со стороны, противоположной его излучающей поверхности 4, и скреплен с ним, в частности, с помощью теплопроводного клея. Элементы 2 распределены по объему корпуса 3 таким образом, что электронагреватель обеспечивает не локальный нагрев излучателя 1 в какой-либо его зоне, а нагрев излучателя 1 по всей площади его поверхности, контактирующей с корпусом 3 (на чертеже позицией не обозначена). Электропитание подводится к электронагревателю с помощью электропровода 5. Для удобства пользования устройство содержит ножки 6.The device comprises an emitter 1 made in the form of a panel made of porcelain stoneware. The device also includes an electric heater containing electric heating elements 2 (in the drawing, the position shows one element). Elements 2 are enclosed in a casing 3 made of heat-resistant electrically insulating material. In particular, the elements 2 are housed in a casing 3 of an insulating composite material forming a monolithic box body. The housing 3 is located in relation to the panel emitter 1 from the side opposite to its radiating surface 4, and is bonded to it, in particular, using heat-conducting glue. Elements 2 are distributed throughout the volume of the housing 3 in such a way that the electric heater does not provide local heating of the emitter 1 in any of its zones, but rather the heating of the emitter 1 over the entire area of its surface in contact with the housing 3 (not indicated in the drawing). The power supply is supplied to the electric heater using an electric wire 5. For convenience, the device contains legs 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче электропитания электронагревательные элементы 3 нагреваются, их тепловая энергия передается материалу корпуса 3 и панельному излучателю 1. Излучатель 1 при нагреве излучает инфракрасное излучение, которое может быть использовано для обогрева помещения, сушки предметов и продуктов, подогрева пищи. Регулировка тепловых характеристик нагрева обеспечивается путем регулировки параметров электропитания.When the power is supplied, the electric heating elements 3 are heated, their thermal energy is transferred to the material of the housing 3 and the panel radiator 1. The radiator 1 emits infrared radiation when heated, which can be used to heat the room, dry objects and products, and heat food. Adjusting the thermal characteristics of the heating is ensured by adjusting the power parameters.

В выключенном состоянии устройства излучающая поверхность 4 излучателя 1 может быть использована, в частности, в качестве разделочной доски для измельчения продуктов.In the off state of the device, the emitting surface 4 of the emitter 1 can be used, in particular, as a cutting board for grinding products.

Claims

1. A heating device comprising a radiator made in the form of a panel made of a material capable of radiating thermal energy when heated, and an electric heater enclosed in a shell made of heat-resistant electrically insulating material, while the radiator and electric heater are arranged so that the electric heater provides heating radiator from the side opposite to its radiating surface, characterized in that the radiator is made of ceramic granite.

2. The electric heating device according to claim 1, characterized in that the shell of the electric heater is made in the form of a monolithic box-shaped case made of concrete material, and the electric heater contains electric heating elements distributed in the body volume so that the electric heater provides heating of the emitter over its surface area.

3. The electric heating device according to claim 1, characterized in that it contains an additional emitter made in the form of a panel of ceramic granite, located so that the electric heater provides its heating from the side opposite to its radiating surface, while the emitter and the additional emitter are installed so so that their radiating surfaces have a different spatial orientation.