RU205943U1

RU205943U1 - FILM ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU205943U1
Application number: RU2021112763U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Ермолаев
Original assignee: Владимир Владимирович Ермолаев
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2021-08-12

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибким электронагревателям на основе материалов, обладающих резистивными свойствами, и может быть использована для обогрева бытовых и производственных помещений. Техническим результатом полезной модели является обеспечение высокой теплопроводности пленок при высоких температурах нагревательного элемента, который достигается за счет того, что электронагреватель пленочный, выполненный в виде плоского изделия, содержащий гибкий резистивный нагревательный элемент, образующий нагревательный контур, который расположен между термостойкими электроизоляционными пленками, при этом нагревательный контур и пленки неразъемно соединены между собой, на периметре электронагревателя между пленками расположены выводы для подключения электрической сети, электрически соединенные с нагревательным элементом, отличающийся тем, что данные термостойкие электроизоляционные пленки выполнены из стеклоткани с тефлоновым покрытием. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to flexible electric heaters based on materials with resistive properties, and can be used to heat domestic and industrial premises. The technical result of the utility model is to ensure high thermal conductivity of films at high temperatures of the heating element, which is achieved due to the fact that a film electric heater made in the form of a flat product, containing a flexible resistive heating element that forms a heating circuit, which is located between heat-resistant electrical insulating films, while the heating circuit and the films are permanently connected to each other, on the perimeter of the electric heater between the films there are terminals for connecting the electrical network, electrically connected to the heating element, characterized in that these heat-resistant electrical insulating films are made of teflon-coated fiberglass. 9 p.p. f-ly, 2 dwg

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибким электронагревателям на основе материалов, обладающих резистивными свойствами, и может быть использована для обогрева бытовых и производственных помещений [H05B 3/00, H05B 3/34].The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to flexible electric heaters based on materials with resistive properties, and can be used to heat domestic and industrial premises [H05B 3/00, H05B 3/34].

Из уровня техники известен ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ [RU152927 (U1), опубл. 27.06.2015], содержащий резистивный нагревательный элемент в виде контура меандровой формы, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, отличающийся тем, что контур образован единой токопроводящей проволокой из высоколегированной нержавеющей стали от 0,03 до 0,3 мм² в поперечном сечении.From the prior art known FILM ELECTRIC HEATER [RU152927 (U1), publ. 06/27/2015], containing a resistive heating element in the form of a meander-shaped circuit, located between two flexible heat-resistant electrical insulating films and equipped with leads for connection to the electrical network, characterized in that the circuit is formed by a single conductive wire made of high-alloy stainless steel from 0.03 to 0 , 3 mm ² in cross section.

Для производства пленочного электронагревателя используются современные высокотехнологичные материалы, например, полиэтилентерефталат с термоклеевым составом. Резистивный нагревающий и излучающий элемент, выполненный из проволоки высоколегированных нержавеющих марок стали.For the production of a film electric heater, modern high-tech materials are used, for example, polyethylene terephthalate with a hot melt adhesive. Resistive heating and radiating element made of high-alloy stainless steel wire.

Недостатком данного аналога является применение стандартной электроизоляционной термостойкой пленки, следствием чего является высокая степень горючести (Г-4 (сильно горючий) по ГОСТ 30244-94) и более низкая теплопроводность пленки из полиэтилентерефталата, относительно предлагаемого в настоящем документе материала.The disadvantage of this analogue is the use of a standard heat-resistant electrical insulating film, which results in a high degree of flammability (G-4 (highly combustible) according to GOST 30244-94) and a lower thermal conductivity of a polyethylene terephthalate film relative to the material proposed in this document.

Также из уровня техники известен ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ [RU186789 (U1), опубл. 04.02.2019], который состоит из двух слоев электроизоляционной основы, каждый из которых содержит армированную и покрытую с одной стороны защитной диэлектрической пленкой металлическую фольгу, между которыми находится резистивный нагревательный элемент, размещенный равноудаленно от боковых кромок слоев электроизоляционной основы. Резистивный нагревательный элемент выполнен в виде двух отдельных изолированных проводов, соединенных между собой на одном конце соединительной муфтой, а на другом конце подключенных к источнику питания с образованием единой электрической цепи. Провода расположены между двух слоев электроизоляционной основы в виде двух близко расположенных меандров. В вершинах меандров, провода расположены друг от друга на расстоянии S1, где D≤S1≤20·D, D – диаметр внешней изоляции проводов, при этом на остальных участках меандров, провода расположены друг от друга на расстоянии S2, где D≤S2≤30·D.Also known from the prior art FLEXIBLE ELECTRIC HEATER [RU186789 (U1), publ. 02/04/2019], which consists of two layers of an electrical insulating base, each of which contains a metal foil reinforced and coated on one side with a protective dielectric film, between which there is a resistive heating element located equidistant from the side edges of the layers of the electrical insulating base. The resistive heating element is made in the form of two separate insulated wires, connected to each other at one end by a coupling, and at the other end connected to a power source to form a single electrical circuit. The wires are located between two layers of the electrical insulating base in the form of two closely spaced meanders. At the tops of the meanders, the wires are located at a distance of S1 from each other, where D≤S1≤20 30 D.

Недостатком данного аналога является сложность конструкции, вследствие использования дополнительных технических решений (например, применение металлической фольги и армирования).The disadvantage of this analogue is the complexity of the design, due to the use of additional technical solutions (for example, the use of metal foil and reinforcement).

Наиболее близким по технической сущности является ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ [RU121681 (U1), опубл. 27.10.2012], содержащий резистивный нагревательный элемент в виде контура меандровой формы, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками, выполненными из полиэтилентерефталата, и снабженный выводами для подключения к электрической сети, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде единой токопроводящей нити, при этом меандры образованы изгибами нити.The closest in technical essence is the FILM ELECTRIC HEATER [RU121681 (U1), publ. 10/27/2012], containing a resistive heating element in the form of a meander shape, located between two flexible heat-resistant electrical insulating films made of polyethylene terephthalate, and equipped with leads for connecting to an electrical network, characterized in that the heating element is made in the form of a single conductive thread, when this meander is formed by the bends of the thread.

Основной технической проблемой прототипа является использование пленок полиэтилентерефталата, которые при высоких температурах (примерно 200°С) теряют свои физико-механические свойства и работоспособность.The main technical problem of the prototype is the use of polyethylene terephthalate films, which at high temperatures (about 200 ° C) lose their physical and mechanical properties and performance.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.The task of the utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение высокой теплопроводности пленок при высоких температурах нагревательного элемента.The technical result of the utility model is to ensure high thermal conductivity of the films at high temperatures of the heating element.

Указанный технический результат достигается за счет того, электронагреватель пленочный, выполненный в виде плоского изделия, содержащий гибкий резистивный нагревательный элемент, образующий нагревательный контур, который расположен между термостойкими электроизоляционными пленками, при этом нагревательный контур и пленки неразъемно соединены между собой, на периметре электронагревателя между пленками расположены выводы для подключения электрической сети, электрически соединенные с нагревательным элементом, отличающийся тем, что данные термостойкие электроизоляционные пленки выполнены из стеклоткани с тефлоновым покрытием.The specified technical result is achieved due to the fact that a film electric heater, made in the form of a flat product, containing a flexible resistive heating element that forms a heating circuit, which is located between heat-resistant electrical insulating films, while the heating circuit and films are inseparably connected to each other, on the perimeter of the electric heater between the films there are terminals for connecting an electrical network, electrically connected to a heating element, characterized in that these heat-resistant electrical insulating films are made of teflon-coated fiberglass.

В частности, нагревательный контур выполнен по форме меандра.In particular, the heating circuit is in the form of a meander.

В частности, нагревательный контур выполнен по форме спирали.In particular, the heating circuit is in the form of a spiral.

В частности, выводы для подключения электрической сети расположены на одной стороне электронагревателя с одного и другого конца. In particular, the terminals for connecting the electrical network are located on one side of the electric heater at one end and the other.

В частности, электронагреватель выполнен в форме прямоугольника. In particular, the electric heater is rectangular in shape.

В частности, пленки и нагревательный контур склеены между собой. In particular, the films and the heating circuit are glued together.

В частности, нагревательный элемент выполнен в виде единой токопроводящей нити. In particular, the heating element is made in the form of a single conductive thread.

В частности, нагревательный элемент выполнен из нитей высокоомной проволоки. In particular, the heating element is made of high-resistance wire strands.

В частности, пленки могут быть выполнены одинаковой или различной толщины.In particular, the films can be of the same or different thickness.

В частности, выводы для подключения к электрической сети выполнены из материала с низким электрическим сопротивлением.In particular, the terminals for connection to the electrical network are made of a material with low electrical resistance.

Краткое описание чертежей. Brief description of the drawings.

На фиг.1 показана схема пленочного электронагревателя. Figure 1 shows a diagram of a film electric heater.

На фиг.2 показан поперечный разрез пленочного электронагревателя.Figure 2 shows a cross-section of a film electric heater.

На фигурах обозначено: 1 – нагревательный элемент, 2 –пленки, 3 – выводы.The figures indicate: 1 - heating element, 2 - films, 3 - leads.

Осуществление полезной модели. Implementation of the utility model.

Пленочный электронагреватель состоит из резистивного нагревательного элемента 1, представляющего собой единую токопроводящую нить изогнутую таким образом, что образуется контур, например, меандровой формы. Нагревательный элемент 1 расположен между двумя термостойкими электроизоляционными пленками 2, выполненными из стеклоткани с тефлоновым покрытием (PTFE). Размер пленок 2 соответствует габаритам нагревательного контура. На концах нагревательного элемента 1 (на периметре электронагревателя) расположены два вывода 3 для подключения к электрической сети. Соединение выводов 3 и нагревательного элемента 1 может быть осуществлено неразъемным, например, посредством сварки или пайки.The electric film heater consists of a resistive heating element 1, which is a single conductive thread bent in such a way that a contour is formed, for example, a meander shape. The heating element 1 is located between two heat-resistant electrical insulating films 2 made of teflon-coated (PTFE) glass cloth. The size of the films 2 corresponds to the dimensions of the heating circuit. At the ends of the heating element 1 (on the perimeter of the electric heater) there are two terminals 3 for connection to the electrical network. The connection of the leads 3 and the heating element 1 can be done permanently, for example, by welding or soldering.

Пленочный электронагреватель работает следующим образом. При подключении к электрической сети на выводы 3 подается электрическое напряжение, под действием которого в нагревательном контуре возникает электрический ток и как следствие объемное тепловыделение. Затем тепловая энергия посредством теплопроводности через пленки 2 передается на наружную поверхность электронагревателя и за счет конвекционного теплообмена нагревает окружающую среду. The film electric heater works as follows. When connected to an electric network, an electric voltage is applied to terminals 3, under the influence of which an electric current arises in the heating circuit and, as a consequence, a volumetric heat release. Then thermal energy is transferred by means of heat conduction through films 2 to the outer surface of the electric heater and, due to convection heat exchange, heats the environment.

Основным материалом для изготовления термостойких электроизоляционных пленок 2 является полиэтилентерефталат (PET), применяются также: полипропилен, полиэтилен, полиамид, полихлорвинил и др. Однако применение стеклоткани с тефлоновым покрытием вместо полиэтилентерефталата позволяет улучшить следующие характеристики электронагревателя:The main material for the manufacture of heat-resistant electrical insulating films 2 is polyethylene terephthalate (PET), also used: polypropylene, polyethylene, polyamide, polyvinyl chloride, etc. However, the use of teflon-coated fiberglass instead of polyethylene terephthalate improves the following characteristics of the electric heater:

- температурная стойкость стеклоткани с тефлоновым покрытием обеспечивает работоспособность изготовленных из нее пленок 2, в том числи и высокую теплопроводность, при высоких температурах нагревательного элемента 1;- the temperature resistance of teflon-coated fiberglass ensures the operability of the films 2 made from it, including high thermal conductivity, at high temperatures of the heating element 1;

- в отличие от полиэтилентерефталата стеклоткань с тефлоновым покрытием является негорючим материалом (Г1 у стеклоткани с тефлоновым покрытием против Г4 у полиэтилентерефталата, по ГОСТ 30244-94) результатом является повышение пожарной безопасности электронагревателя и расширения диапазона помещений, где возможно его применение;- unlike polyethylene terephthalate, teflon-coated fiberglass is a non-combustible material (G1 for teflon-coated fiberglass against G4 for polyethylene terephthalate, according to GOST 30244-94), the result is an increase in the fire safety of an electric heater and an expansion of the range of rooms where it can be used;

- за счет лучшей теплопроводности пленок 2 из стеклоткани с тефлоновым покрытием (0,25 Вт/(м·К) против 0,14 Вт/(м·К) у полиэтилентерефталата) достигается повышение плотности теплового потока с наружной поверхности пленок 2 и как следствие – повышение тепловой эффективности электронагревателя. - due to the better thermal conductivity of films 2 made of glass cloth with a Teflon coating (0.25 W / (m K) versus 0.14 W / (m K) for polyethylene terephthalate), an increase in the heat flux density from the outer surface of films 2 is achieved and, as a consequence - increasing the thermal efficiency of the electric heater.

Пленочный электронагреватель рассмотренной конструкции может сохранять работоспособность при нагреве до 260°С за счет высокой температурной стойкости применяемого в пленках 2 материала - стеклоткани с тефлоновым покрытием. В то же время за счет высокой теплопроводности пленок 2, выполненных из данного материала, обеспечивается эффективный отвод тепла от нагревательного элемента 1 в окружающую среду в широком диапазоне температур (от низких до высоких). Представленные выше доводы подтверждают достижение заявленного технического результата.The film electric heater of the considered design can remain operational when heated to 260 ° C due to the high temperature resistance of the material used in the films 2 - teflon-coated fiberglass. At the same time, due to the high thermal conductivity of the films 2 made of this material, efficient heat removal from the heating element 1 into the environment is ensured in a wide temperature range (from low to high). The above arguments confirm the achievement of the claimed technical result.

Технический результат полезной модели - обеспечение высокой теплопроводности пленок 2 при высоких температурах нагревательного элемента 1, достигается путем изготовления термостойких электроизоляционных пленок 2 из стеклоткани с тефлоновым покрытием, что приводит к увеличению температурной стойкости пленок 2 и увеличению их теплопроводности при высокой температуре.The technical result of the utility model is the provision of high thermal conductivity of films 2 at high temperatures of the heating element 1, is achieved by making heat-resistant electrical insulating films 2 from glass fabric with a Teflon coating, which leads to an increase in the temperature resistance of films 2 and an increase in their thermal conductivity at high temperatures.

Claims

1. A film electric heater, made in the form of a flat product, containing a flexible resistive heating element that forms a heating circuit, which is located between heat-resistant electrical insulating films, while the heating circuit and films are permanently connected to each other, on the perimeter of the electric heater between the films there are terminals for connecting the electrical network electrically connected to a heating element, characterized in that these heat-resistant electrical insulating films are made of teflon-coated glass fabric.

2. An electric heater according to claim 1, characterized in that the heating circuit is made in the form of a meander.

3. An electric heater according to claim 1, characterized in that the heating circuit is made in the form of a spiral.

4. Electric heater according to claim 1, characterized in that the terminals for connecting the electrical network are located on one side of the electric heater from one end and the other.

5. The electric heater according to claim 1, characterized in that the electric heater is made in the form of a rectangle.

6. An electric heater according to claim 1, characterized in that the films and the heating circuit are glued together.

7. Electric heater according to claim 1, characterized in that the heating element is made in the form of a single conductive thread.

8. Electric heater according to claim 1, characterized in that the heating element is made of high-resistance wire strands.

9. Electric heater according to claim 1, characterized in that the films can be of the same or different thickness.

10. Electric heater according to claim 1, characterized in that the terminals for connection to the electrical network are made of a material with low electrical resistance.