RU2014760C1

RU2014760C1 - Electric heating panel

Info

Publication number: RU2014760C1
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Циммерман; Григорий Самуилович Ратинов
Original assignee: Игорь Александрович Циммерман; Григорий Самуилович Ратинов
Priority date: 1992-02-04
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: electric heating panel has flat resistive element, heat sink and electric insulation, separating resistive element and heat sink. All these elements are put into roll or booklet and are fixed inside the case. Edge surfaces of the heat sink form thermal concentrator; they are used for connecting with object under heating. EFFECT: improved reliability. 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, и может использоваться в производстве резистивных электронагревателей и устройств для нагрева, в частности нагревательных устройств в виде нагревательных панелей. The invention relates to electrical engineering, and can be used in the manufacture of resistive electric heaters and heating devices, in particular heating devices in the form of heating panels.

Известен резистивный нагреватель для электрического радиатора, в котором резистивный нагревательный элемент, вырезанный из листового материала, имеет две последовательности S-типа металлических полос, отстоящих друг от друга на некотором расстоянии и находящихся друг относительно друга также приблизительно параллельно. Указанные полосы соединены электрически последовательно между двумя рядами R язычков из металла, которые также расположены друг относительно друга приблизительно параллельно. Каждый язычок закреплен на плоском диэлектрическом держателе так, что образуется зигзагообразный проводник. Держатель предназначен для размещения в оболочке электрического радиатора параллельно потоку воздуха, возникающего в результате конвекции. Нагревательный элемент можно использовать в бытовых электрических радиаторах с улучшенными характеристиками [1]. A resistive heater for an electric radiator is known, in which a resistive heating element cut from a sheet material has two S-type sequences of metal strips spaced apart at a certain distance and also approximately parallel to each other. These strips are connected electrically in series between two rows R of tongues of metal, which are also approximately parallel to each other. Each tongue is mounted on a flat dielectric holder so that a zigzag conductor is formed. The holder is designed to be placed in the shell of an electric radiator parallel to the flow of air resulting from convection. The heating element can be used in household electric radiators with improved characteristics [1].

Известно электронагревательное устройство, содержащее нагревательный элемент, состоящий из тонкой нихромовой фольги, покрытой электроизоляцией, например слюдой, поверх которой уложены алюминиевые пластинки. Нагревательный элемент запрессован в паяющий стержень или корпус. Алюминиевые пластинки имеют одинаковую с нагревательным элементом конфигурацию. В устройстве имеется один резистивный элемент, у которого и начало, и конец находятся в одной плоскости, что и сам резистивный элемент, размещенный между двумя слоями изоляции. Характерной особенностью устройства является применение алюминиевых накладок, расширение которых при нагреве улучшает контакт с телом, тем самым увеличивая теплоотдачу или уменьшая тепловое сопротивление [2]. Known electric heating device containing a heating element consisting of a thin nichrome foil coated with electrical insulation, such as mica, on top of which aluminum plates are laid. The heating element is pressed into a soldering rod or casing. Aluminum plates have the same configuration as the heating element. The device has one resistive element, in which both the beginning and the end are in the same plane as the resistive element itself, located between two layers of insulation. A characteristic feature of the device is the use of aluminum pads, the expansion of which when heated improves contact with the body, thereby increasing heat transfer or reducing thermal resistance [2].

Однако, известные устройства имеют недостаток, а именно: плотно упакованные резистивные элементы не столько отдают тепло массе, в которую они запрессованы, и через нее объекту обогрева, сколько перегревают самих себя, так как расстояния между отдельными частями, ветвями и отдельными элементами резистивных нагревателей значительно меньше, чем протяженность путей теплопотоков от этих же резисторов до нагреваемых поверхностей, а также еще и потому, что массы, в которые помещены резистивные элементы, прежде всего являются хорошими электроизоляторами и только потом уже теплопроводами. В результате происходит довольно быстрый износ резистивных элементов. However, the known devices have a drawback, namely: densely packed resistive elements not only give heat to the mass into which they are pressed, and through it to the heating object, but overheat themselves, since the distances between individual parts, branches and individual elements of resistive heaters are significantly less than the length of the heat flux paths from the same resistors to heated surfaces, and also because the masses in which the resistive elements are placed are primarily good electro olyatorami and only then heat conductors. The result is a fairly rapid wear of the resistive elements.

Задачей изобретения, является устранение недостатков путем повышения КПД устройства в целом за счет более эффективного отвода тепла от электронагревателя, его концентрации в требуемом направлении к нагреваемому объекту. The objective of the invention is to eliminate the disadvantages by increasing the efficiency of the device as a whole due to more efficient heat removal from the electric heater, its concentration in the desired direction to the heated object.

Указанная задача решается тем, что в известной электронагревательной панели, содержащей корпус, в котором закреплен плоский резистивный элемент, размещенный между теплоотводами и отделенный от последних электроизоляцией, теплоотводы выполнены эквидистантной резистивному элементу конфигурации и вместе с ними и электроизоляцией уложены в рулон или буклет с образованием многослойного непрерывного резистивного элемента, а торцовые грани теплоотвода, образующие тепловой концентратор, предназначены для сопряжения с нагреваемым объектом. This problem is solved by the fact that in a known electric heating panel containing a housing in which a flat resistive element is mounted, located between the heat sinks and separated from the latter by electrical insulation, the heat sinks are made equidistant to the resistive configuration element and, together with them, and electrical insulation are laid in a roll or booklet with the formation of a multilayer continuous resistive element, and the end faces of the heat sink forming a thermal concentrator are designed to interface with a heated object m

В данном решении электрический нагревательный элемент выполнен из плоского резистивного материала, который размещен между теплоотводами, имеющими к нагревательному элементу плоскую эквидистантную конфигурацию, причем в данном случае толщина резистивного электронагревательного элемента соизмерима или равна толщине плоского теплоотвода. В результате благодаря многослойной структуре нагревательный узел содержит резистивную часть, объем которой занимает в общем объеме по крайней мере 33% т.е. значительно повышается удельная мощность (Вт/см³) при общих меньших габаритах.In this solution, the electric heating element is made of a flat resistive material that is placed between the heat sinks having a flat equidistant configuration to the heating element, and in this case, the thickness of the resistive electric heating element is comparable to or equal to the thickness of the flat heat sink. As a result, due to the multilayer structure, the heating unit contains a resistive part, the volume of which in the total volume is at least 33% i.e. significantly increases the specific power (W / cm ³ ) with overall smaller dimensions.

Торцовые же грани теплоотводов образуют теплоотдающую поверхность повышенной интенсивности, так как она включает в себя торцы всех витков рулона или всех зигзагов буклета, т.е. образуют тепловой концентратор, предназначенный для сопряжения с нагреваемым объемом. The end faces of the heat sinks form a heat transfer surface of increased intensity, since it includes the ends of all the turns of the roll or all the zigzags of the booklet, i.e. form a thermal concentrator designed to interface with a heated volume.

На фиг. 1 изображен узел резистивного нагревателя, когда нагреватель представляет собою ленту, прямоугольную в своем поперечном сечении, наперед заданной толщины и ширины, с электроизоляционным покрытием, помещенную между теплоотводами из плоского теплопроводного материала, свернутого в рулон; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел электрического резистивного нагревателя в том случае, когда резистивный элемент, размещенный между плоскими теплоотводами, вместе с последними сложен в буклет; на фиг.4 - вариант буклета, когда нагревательный элемент сложен в буклет поперек зигзага в отличии от фиг.3, где нагревательный элемент сложен в буклет вдоль зигзага; на фиг. 4 - пример конструкции электронагревательной панели в сборе, причем указанный пример не ограничивает то множество вариантов, которое открывает изобретение при его реализации. In FIG. 1 shows a resistive heater assembly when the heater is a tape rectangular in its cross section, in front of a predetermined thickness and width, with an electrical insulating coating placed between heat sinks made of a flat heat-conducting material rolled up; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - node electrical resistive heater in the case when the resistive element placed between the flat heat sinks, together with the latter is folded into a booklet; figure 4 is a variant of the booklet, when the heating element is folded into a booklet across the zigzag in contrast to figure 3, where the heating element is folded into a booklet along the zigzag; in FIG. 4 is an example of an assembly of an electric heating panel, and this example does not limit the many options that the invention opens up when it is implemented.

Плоский нагревательный элемент 1 изолирован электроизоляционным материалом 2 от теплоотвода 3 и все вместе помещено в корпус 4, закрытый крышкой 5, из-под которой наружу выведены токоподводы 6, подключенные к электросети. The flat heating element 1 is insulated with electrical insulating material 2 from the heat sink 3 and all together is placed in the housing 4, closed by a cover 5, from under which current leads 6 connected to the power supply are brought out.

Элемент 1 может быть выполнен из известных резистивных материалов, например нихрома, фехрали. Теплоотводы выполняют из материала, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, например медь, латунь, алюминий и т.д. Element 1 can be made of known resistive materials, for example nichrome, fechral. Heat sinks are made of a material having a high coefficient of thermal conductivity, such as copper, brass, aluminum, etc.

Панель работает следующим образом. The panel works as follows.

Резистивная часть, представляющая определенную электрическую простую или сложную цепь, подключенная к электросети, разогревается и выделяет тепло, отводимое теплоотводами к нагреваемому телу объекта. Корпус 4 и крышка 5 могут изготавливаться из металла, керамики, стекла и т.д. The resistive part, which is a specific electrical simple or complex circuit connected to the mains, heats up and releases heat removed by the heat sinks to the heated body of the object. The housing 4 and the cover 5 can be made of metal, ceramic, glass, etc.

Простота конструкции позволяет организовать производство на любом современном предприятии, оснащенным стандартным технологическим оборудованием. The simplicity of the design allows you to organize production at any modern enterprise equipped with standard technological equipment.

Claims

ELECTRIC HEATING PANEL, comprising a housing in which a flat resistive element is fixed, located between the heat sinks and separated from the latter by electrical insulation, characterized in that the heat sinks are made equidistant to the resistive configuration element and together with it and electrical insulation are laid in a roll or booklet with the formation of a multilayer continuous resistive element, and the end faces of the heat sink forming a heat concentrator are designed to interface with a heated object.