RU2045822C1

RU2045822C1 - Electric heater

Info

Publication number: RU2045822C1
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Солинов; В.А. Бутенко; Т.И. Давыдова; Е.Ю. Загребаева; М.С. Нефедова; В.К. Хохлов
Original assignee: Научно-исследовательский институт технического стекла
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: infrared heating devices for heating rooms. SUBSTANCE: electrically heated panel is made of strengthened silicate glass-plates, on one of which a semiconductive oxide coating with specific power no more, than 0.2 Wt/sq. cm is applied. The other glass is coated by titanium oxynitrite. The surfaces of glass plates, having the above mentioned coatings, are turned one to another, and they are cemented by plastificated polyvinylbutiral film. Combination-type current leads, made on a base of silicate-argentum busbars and copper foil, are mounted on opposite sides of the glass plate with the semiconductor coating. Ends of panel are insulated along their contour by a sealing agent. EFFECT: enhanced reliability of heating device operation. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к приборам инфракрасного нагрева и предназначено для обогрева жилых и общественных зданий. The invention relates to infrared heating devices and is intended for heating residential and public buildings.

Известен электронагревательный элемент, состоящий из двух прозрачных пластин, склеенных между собой и нагревательным элементом между ними пленкой из пластифицирующего синтетического материала под действием тепла и давления. При этом датчик температуры в виде резистивной проволоки перед установкой между прозрачными пластинами предварительно запрессовывают в оболочку из защитного пластифицирующего материала, термоустойчивость которого выше, чем у склеивающей пленки, поэтому при склеивании пластин датчик температуры не деформируется. Known electric heating element, consisting of two transparent plates glued together and the heating element between them with a film of plasticizing synthetic material under the influence of heat and pressure. In this case, the temperature sensor in the form of a resistive wire is pre-pressed between the transparent plates in a sheath of protective plasticizing material, the heat resistance of which is higher than that of the adhesive film, therefore, when gluing the plates, the temperature sensor does not deform.

Данная конструкция широко используется в изделиях остекления для различных транспортных средств в качестве противообледенительного элемента. This design is widely used in glazing for various vehicles as an anti-icing element.

Однако использование такой конструкции в качестве инфракрасного источника для обогрева жилых и общественных зданий нежелательно из-за повышенных температур эксплуатации (до 90^оС), в то время как в противообледенительном элементе наземного, морского и воздушного транспорта верхний температурный предел ограничен 30^оС, в противном случае в склеивающем слое возможны отлипы, появление пузырей и других дефектов, которые приводят к выходу из строя пакета.However, use of such a structure as an infrared source for the heating of residential and public buildings undesirable due to elevated operating temperatures (90 ° ^C), while in the deicing element of land, sea and air transport, the upper temperature limit is ^{30 °} C, Otherwise, sticks, sticks, and bubbles and other defects that can lead to package failure can occur.

Задача изобретения повышение надежности, простота изготовления электрообогревателя и улучшение качества продукции. The objective of the invention is to increase reliability, ease of manufacture of an electric heater and improve product quality.

Технический эффект достигается тем, что электрообогревная панель выполнена из упрочненных силикатных стекол, на одном из которых нанесено полупроводниковое оксидное покрытие на основе ≅О₂ с удельной мощностью не более 0,2 Вт/см², а на другом покрытие из оксинитрита титана, причем поверхности пластин с покрытием обращены одна к другой и склеены пластифицированной поливинилбутиральной пленкой, а токопроводы выполнены комбинированными на основе силикатно-серебряных шинок и медной фольги и смонтированы на противоположных сторонах пластины с полупроводниковым покрытием, при этом торцы панели электроизолированы по контуру герметиком. Целесообразно для повышения термостойкости электрообогревной панели в качестве склеивающего слоя применять поливинилбутиральную пленку с добавлением пластификатора до 10% Применение упрочненных стекол (например воздухозакаленных) повышает их термостойкость от 80-100 до 200-300^оС, что практически исключает разрушение стекол в условиях эксплуатации даже в случае попадания на разогретую панель струи воды (установлено экспериментально).The technical effect is achieved by the fact that the electric heating panel is made of toughened silicate glasses, on one of which a semiconductor oxide coating based on ≅О ₂ with a specific power of not more than 0.2 W / cm ² is applied, and on the other, a coating of titanium oxynitrite, and the surfaces coated plates face one another and glued with plasticized polyvinyl butyral film, and the conductors are combined based on silver-silicate busbars and copper foil and mounted on opposite sides of the plate us with a semiconductor coating, wherein the ends of the contour panel are electrically sealant. Suitable for improving the heat resistance elektroobogrevnoy panel as an adhesive layer of polyvinyl butyral film is applied with the addition of a plasticizer to 10% glass reinforced Application (e.g. vozduhozakalennyh) increases their thermal resistance from 80-100 to 200-300 ^{° C,} which virtually eliminates the degradation of glasses in operation even in in case of hit by a jet of water on a heated panel (installed experimentally).

Нанесение прозрачного электропроводящего покрытия на стеклянную панель осуществляется по серийноспособной технологии. Пленки на основе SnО₂ имеют весьма высокую адгезию, обладают стабильными электротехническими свойствами в широком интервале температур и прозрачны в видимой области спектра, в то время, как покрытие из оксинитрита титана, нанесенное вакуумным методом на вторую стеклянную панель, обладает весьма высокой отражательной способностью и выполняет роль инфракрасного отражателя. Причем коэффициент отражения в видимой области можно легко регулировать от полупрозрачного покрытия до эффекта глухого зеркала в зависимости от толщины покрытия. Таким образом можно легко менять эстетические требования в зависимости от потребительского спроса электрообогревателей.The application of a transparent electrically conductive coating to the glass panel is carried out using serial technology. Films based on SnО ₂ have very high adhesion, have stable electrical properties in a wide temperature range and are transparent in the visible region of the spectrum, while a titanium oxy nitrite coating, applied by vacuum on a second glass panel, has a very high reflectivity and performs the role of the infrared reflector. Moreover, the reflection coefficient in the visible region can be easily adjusted from a translucent coating to the effect of a dull mirror, depending on the thickness of the coating. Thus, aesthetic requirements can be easily changed depending on the consumer demand of electric heaters.

Применение в качестве склеивающего материала поливинилбутиральной пленки с содержанием пластификатора до 10% позволяет получать электрообогревную панель с высокими термостабильными свойствами и эксплуатировать электрообогреватель при достаточно высоких температурах (до 90^оС). Кроме того, применение указанного материала практически исключает в случае растрескивания стеклянных панелей за счет армированных свойств конструкции, появление открытых токоведущих элементов, которые могут привести к поражению электрическим током. Помимо указанных положительных свойств, такая конструкция весьма стойка к ударным нагрузкам, что очень важно в условиях эксплуатации.Use as an adhesive material is polyvinyl butyral film with a plasticizer content of up to 10% produces elektroobogrevnuyu panel with high thermal stability properties and electric heater to operate at relatively high temperatures (90 ° ^C). In addition, the use of this material virtually eliminates in the case of cracking of glass panels due to the reinforced structural properties, the appearance of open current-carrying elements, which can lead to electric shock. In addition to these positive properties, this design is very resistant to shock loads, which is very important in operating conditions.

Применение в шинопроводе медной фольги позволит сократить расход серебра в 2,5 раза, обеспечивая при этом необходимые условия для подвода к электропроводящему покрытию требуемой мощности электрического тока. The use of copper foil in the busbar will reduce silver consumption by 2.5 times, while ensuring the necessary conditions for supplying the required electric power to the conductive coating.

Необходимо торцы панели электроизолировать по контуру герметиком с целью предотвращения попадания в склеивающий слой влаги, повышения надежности в работе электрообогревателя, а также предотвращения случайного контакта токоведущих частей с металлическими конструкциями в случае применения металлической рейки. В качестве герметика предлагается использовать тиоколовый герметик типа У-30 МЭС-5 с рабочим интервалом температур от -60 до 130^оС, обеспечивающий хорошую электрическую изоляцию между стеклоблоком и рамкой.It is necessary to insulate the ends of the panel along the contour with a sealant in order to prevent moisture from entering the bonding layer, increase the reliability of the electric heater, and also prevent accidental contact of live parts with metal structures in the case of a metal rail. In use as a sealant serves sealant thiokol type Y-30-MEA 5 with a working temperature range from -60 to ¹³⁰ ° C providing good electrical insulation between the glass blocks and the frame.

Экспериментальным путем было показано, что наиболее приемлемой удельной мощностью для такого типа нагревателей является 0,2 Вт/см². Причем удельная мощность нагревателя выбрана так, чтобы при любых величинах электрообогревной панели или напряжений питаемой электросети (127, 220 В и др.) она была неизменной с целью предотвращения перегрева электронагревателя и преждевременного выхода его из строя. Таким образом, при линейных размерах электрообогревной панели 50 см на 80 см, общая мощность электронагревателя составляет 800 Вт, что позволяет непрерывно эксплуатировать электронагреватель даже без терморегулятора, при этом температура на поверхности электрообогревной панели не превышает 85^оС при температуре окружающей среды до 24^оС.It was experimentally shown that the most acceptable specific power for this type of heaters is 0.2 W / cm ² . Moreover, the specific power of the heater is selected so that for any values of the electric heating panel or the voltage of the power supply network (127, 220 V, etc.), it is unchanged in order to prevent overheating of the electric heater and its premature failure. Thus, when the linear dimensions elektroobogrevnoy panels 50 cm by 80 cm, the total capacity of the electric heater is 800 W, which allows continuously operated electric even without thermostat, and the temperature on the surface elektroobogrevnoy panel does not exceed 85 ^{° C} ambient temperature up to 24 ^C. .

На фиг. 1 изображен предлагаемый электрообогреватель, общий вид; на фиг. 2 pазpез А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows the proposed electric heater, General view; in FIG. 2, section AA in FIG.

Устpойство включает электрообогревную панель 1, вмонтированную в декоративную рамку 2, на которой установлены сигнальная лампа 3 и клавишный выключатель 4. Рамка смонтирована на опорах 5, в одной из которых устанавливается терморегулятор. The device includes an electric heating panel 1 mounted in a decorative frame 2, on which a signal lamp 3 and a key switch 4 are installed. The frame is mounted on supports 5, in one of which a temperature regulator is installed.

Электрообогревная панель выполнена из упрочненных силикатных стекол 6, на одном из которых нанесено полупроводниковое оксидное покрытие 7, а на другом покрытие 8 из оксинитрита титана, причем пластины между собой склеены пластифицированной поливинилбутиральной пленкой 9. Токопроводы для подвода электропитания к полупроводниковому оксидному покрытию выполнены комбинированными на основе силикатно-серебряных шинок 10 и медной фольги 11, а торцы панели электроизолированы по контуру герметиком 12, при этом герметик выполняет роль обрамляющего материала. The electric heating panel is made of toughened silicate glasses 6, on one of which a semiconductor oxide coating 7 is applied, and on the other a coating 8 of titanium oxy nitrite, the plates being glued together by plasticized polyvinyl butyral film 9. The conductors for supplying power to the semiconductor oxide coating are made combined on the basis of silicate silver bars 10 and copper foil 11, and the ends of the panel are electrically insulated along the contour with sealant 12, while the sealant plays the role of a framing of material.

Электрообогреватель может быть широко использован как в общественных, так и в бытовых условиях для обогрева помещений, особенно в осенний и весенний периоды. The electric heater can be widely used both in public and in domestic conditions for space heating, especially in autumn and spring.

Работа электрообогревателя сводится к простому включению вилки в розетку и клавишного выключателя 4, при этом загорается сигнальная лампа 3. По истечении некоторого времени электрообогревная панель прогревается до рабочей температуры (85^оС), которая регулируется с помощью терморегулятора, вмонтированного в склеивающий слой панели, и терморегулятора, установленного в полости одной из опор 5.Electroheater work is reduced to a simple plugging in and the pushbutton 4, the warning light 3. After some time elektroobogrevnaya panel warms to operating temperature (85 ° ^C), which is regulated by means of temperature control, built in in the panel an adhesive layer, and a temperature regulator installed in the cavity of one of the supports 5.

Claims

ELECTRIC HEATER containing a frame framing two glass plates, between which there is an electric heating element, current-carrying tires and a resistive sensor, as well as an adhesive layer of polymer material, characterized in that the glass plates are made of toughened silicate glass, the electric heating element is made in the form of a semiconductor oxide coating on ≅O basis ₂ with a power density of 0.2 W / cm ² applied to the internal side of the glass plate, another glass plate is on the inside Art Rhone oksinitrita coating of titanium tokoveduyuschie elements are combined on the basis of silicate-tavern silver and copper foil mounted on opposite sides of the plate to the semiconductor surface, an adhesive layer made of a plasticizing polovinilbutiralnoy film, wherein the glass pane electrically insulated ends on a contour of sealant.