RU2168115C1

RU2168115C1 - Electric radiant heater

Info

Publication number: RU2168115C1
Application number: RU2000129866A
Authority: RU
Inventors: А.И. Бобыль
Original assignee: Бобыль Анатолий Иванович
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: electric heating systems for room heating. SUBSTANCE: heater body in cross-section is E-shaped with formation of a recess along the rear wall of the body. The heat-radiating element is positioned inside the body and provided with an electric heater holder formed along its longitudinal axis. The holder has a C-shaped cross-section for conjugation to the lateral generating lines of the electric heater. The plate thickness in cross-section reduces in the direction from the longitudinal axis to the periphery and makes up 0.1 to 0.5 at the edge of the plate of the maximum plate thickness. The grooves have a depth making up 0.2 to 0.3 of the groove width, and the distance between the axes of the adjacent grooves makes up 1.05 to 1.4 of the groove width. EFFECT: enhanced efficiency of heater. 4 dwg

Description

Изобретение относится к системам электрического отопления для обогрева помещений жилых или других зданий. The invention relates to electric heating systems for heating premises of residential or other buildings.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрический лучистый обогреватель, содержащий корпус с опорными торцевыми крышками и центральной опорой, выполненный в виде пластины переменного профиля, теплоизлучающий элемент с параллельными канавками на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент и трубчатый электронагреватель (см. , например, свидетельство на полезную модель RU 12314 UI, 16.12.1999). The closest to the invention in technical essence and the achieved result is an electric radiant heater, comprising a housing with supporting end caps and a central support, made in the form of a variable-profile plate, a heat-emitting element with parallel grooves on its outer surface, a heat-insulating element and a tubular electric heater (see , for example, certificate for utility model RU 12314 UI, 16.12.1999).

Данный обогреватель позволяет интенсифицировать обогрев помещений, однако существенное значение на эффективность обогрева оказывают конструктивные особенности выполнения обогревателя. This heater allows you to intensify the heating of the premises, however, design features of the heater have a significant impact on the heating efficiency.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение КПД обогревателя за счет оптимизации выполнения теплоизлучающего элемента и корпуса обогревателя. The problem to which the present invention is directed is to increase the efficiency of the heater by optimizing the performance of the heat-emitting element and the heater body.

Указанная задача решается за счет того, что электрический лучистый обогреватель содержит корпус с опорными торцевыми крышками и центральной опорой, выполненный в виде пластины переменного профиля, теплоизлучающий элемент с параллельными канавками на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент и трубчатый электронагреватель, при этом корпус в поперечном сечении выполнен Е-образной формы с формированием углубления вдоль задней стенки корпуса, теплоизлучающий элемент расположен внутри корпуса и снабжен образованным вдоль его продольной оси держателем электронагревателя, причем держатель выполнен с С-образным поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя, толщина пластины в поперечном сечении выполнена уменьшающейся по направлению от продольной оси к периферии и составляет на краю пластины от 0,1 до 0,5 максимальной толщины пластины, канавки выполнены глубиной, составляющей от 0,2 до 0,3 ширины канавки, а расстояние между осями соседних канавок составляет от 1,05 до 1,4 ширины канавки. This problem is solved due to the fact that the electric radiant heater contains a housing with supporting end caps and a central support, made in the form of a variable-profile plate, a heat-emitting element with parallel grooves on its outer surface, a heat-insulating element and a tubular electric heater, while the body is in cross section made E-shaped with the formation of a recess along the rear wall of the housing, the heat-emitting element is located inside the housing and provided with formed along its surface the axis of the heater by the holder, and the holder is made with a C-shaped cross-section with the possibility of pairing with the side generators of the heater, the thickness of the plate in the cross section is made decreasing in the direction from the longitudinal axis to the periphery and ranges from 0.1 to 0.5 maximum the thickness of the plate, the grooves are made with a depth of 0.2 to 0.3 of the width of the groove, and the distance between the axes of adjacent grooves is from 1.05 to 1.4 of the width of the groove.

Анализ работы обогревателя показал, что эффективность работы электрического лучистого обогревателя в существенной степени зависит от того, каким образом организована передача тепла от трубчатого электронагревателя к теплоизлучающей пластине и от последней к окружающей ее среде. В частности выполнение теплоизлучающей пластины с выполненным на ней держателем электронагревателя с С-образным поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя. В случае, если электронагреватель в поперечном сечении образован окружностью, то С-образный канал выполняют цилиндрическим. В этом случае его диаметр равен наружному диаметру электронагревателя. Сопряжение наружной поверхности электронагревателя и поверхности С-образного канала позволяет максимально сократить тепловые потери при передаче тепла от нагревателя к пластине. Однако не меньшее значение имеет процесс распределения тепла по теплоизлучающей пластине с учетом процесса передачи тепла пластиной окружающей среде. Было установлено, что выполнение пластины, имеющей толщину на краю, составляющую от 0,1 до 0,5 от максимальной толщины пластины, в зоне размещения держателя электронагревателя позволяет обеспечить интенсивную передачу тепла от середины пластины к ее краю, причем уменьшение толщины пластины к ее краю в указанном диапазоне не приводит к снижению эффективности тепла. На работу обогревателя, а конкретнее на распределение тепла теплоизлучающим элементом в окружающей среде, оказывает влияние то, каким образом выполнены канавки в пластине теплоизлучающего элемента. Analysis of the heater showed that the efficiency of the electric radiant heater substantially depends on how the heat transfer from the tubular electric heater to the heat-emitting plate and from the latter to its environment is organized. In particular, the implementation of a heat-emitting plate with a holder of an electric heater with a C-shaped cross section made on it with the possibility of pairing with the side generators of the electric heater. If the electric heater in the cross section is formed by a circle, then the C-shaped channel is made cylindrical. In this case, its diameter is equal to the outer diameter of the electric heater. The conjugation of the outer surface of the heater and the surface of the C-shaped channel allows you to minimize heat loss during heat transfer from the heater to the plate. However, the process of heat distribution over the heat-emitting plate, taking into account the process of heat transfer by the plate to the environment, is no less important. It was found that the implementation of the plate having a thickness on the edge of 0.1 to 0.5 of the maximum thickness of the plate in the area of the holder of the electric heater allows intensive heat transfer from the middle of the plate to its edge, with a decrease in the thickness of the plate to its edge in the specified range does not reduce heat efficiency. The operation of the heater, and more specifically, the distribution of heat by the heat-emitting element in the environment, is influenced by how the grooves in the plate of the heat-emitting element are made.

Было установлено, что выполнение канавок с указанными выше соотношениями ширины и глубины канавок, а также расстояние между осями соседних канавок позволяет равномерно распределять тепло в окружающей среде с созданием "теплового конуса", исходящего из пластины теплоизлучающего элемента. В результате достигается быстрый и равномерный прогрев помещения по его высоте при расположении описываемого электрического лучистого обогревателя, например на потолке обогреваемого помещения. It was found that the implementation of the grooves with the above ratios of the width and depth of the grooves, as well as the distance between the axes of the adjacent grooves, allows you to evenly distribute heat in the environment with the creation of a "thermal cone" emanating from the plate of the heat-emitting element. The result is a quick and uniform heating of the room along its height with the location of the described electric radiant heater, for example on the ceiling of the heated room.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - повышения КПД обогревателя за счет оптимизации выполнения теплоизлучающего элемента и корпуса обогревателя. Thus, the achievement of the objective of the invention has been achieved - increasing the efficiency of the heater by optimizing the performance of the heat-emitting element and the heater body.

На фиг.1 представлен продольный разрез Б-Б электрического лучистого обогревателя; на фиг. 2 - сечение А-А по фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А по фиг.1 (вариант выполнения); на фиг. 4 - вид I по фиг. 2. Figure 1 presents a longitudinal section bB electric radiant heater; in FIG. 2 - section aa in figure 1; figure 3 is a section aa in figure 1 (embodiment); in FIG. 4 is a view I of FIG. 2.

Электрический лучистый обогреватель содержит корпус 1 с опорными торцевыми крышками 2, 3 и центральной опорой 4, выполненный в виде пластины переменного профиля теплоизлучающий элемент 5 с параллельными канавками 6 на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент 7 и трубчатый электронагреватель 8. Корпус 1 в поперечном сечении выполнен Е-образной формы с формированием углубления 9 вдоль задней стенки 10 корпуса 1. Теплоизлучающий элемент 5 расположен внутри корпуса 1 и снабжен образованным вдоль продольной оси теплоизлучающего элемента 5 держателем 11 электронагревателя 8, причем в держателе 11 выполнен С-образный канал с поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя 8. Обогреватель может быть выполнен с несколькими теплоизлучающими пластинами 5. Толщина (S) пластины в поперечном сечении выполнена уменьшающейся по направлению от продольной оси к периферии и составляет на краю пластины от 0,1 до 0,5 максимальной толщины пластины, канавки 6 выполнены глубиной (В), составляющей от 0,2 до 0,3 ширины (Н) канавки 6, а расстояние (L) между осями соседних канавок 6 составляет от 1,05 до 1,4 ширины канавки 6. The electric radiant heater comprises a housing 1 with supporting end caps 2, 3 and a central support 4, made in the form of a variable-profile plate, a heat-emitting element 5 with parallel grooves 6 on its outer surface, a heat-insulating element 7 and a tubular electric heater 8. The housing 1 is made in cross section E-shaped with the formation of a recess 9 along the rear wall 10 of the housing 1. The heat-emitting element 5 is located inside the housing 1 and is equipped with formed along the longitudinal axis of the heat-emitting element 5 by the holder 11 of the electric heater 8, and in the holder 11 there is a C-shaped channel with a cross-section with the possibility of pairing with the side generators of the electric heater 8. The heater can be made with several heat-emitting plates 5. The thickness (S) of the plate in the cross section is made decreasing in the direction from the longitudinal axis to the periphery and makes up from 0.1 to 0.5 of the maximum plate thickness on the edge of the plate, grooves 6 are made with a depth (B) of 0.2 to 0.3 of the width (N) of the groove 6, and the distance (L) between axes dnih grooves 6 is from 1.05 to 1.4 6, the groove width.

Канавки 6 могут быть выполнены вдоль теплоизлучающей пластины, поперек нее, под наклоном к продольной оси пластины, криволинейными, в виде дуги окружности, в виде концентрично расположенных эллипсов или в виде совокупности коротких канавок. Теплоизлучающий элемент 5 может быть выполнен из цветных металлов и их сплавов, токопроводящих материалов, конструкционных теплопроводящих полимеров, стеклопластиков, углепластиков, армированных полимеров, теплостойких полимеров, минералосодержащих материалов, пористых огнестойких материалов. Обогреватель может содержать лампу индикации работы обогревателя, в корпусе 1 обогревателя над теплоизлучающим элементом 5 может быть размещен отражательный элемент 12, а сам корпус 1 может быть выполнен из конструкционных полимеров, из слоистых материалов или из других материалов, допускающим работу с теплоизлучающим элементом 5, а на боковых стенках корпуса 1 могут быть выполнены впадины или выступы. The grooves 6 can be made along the heat-radiating plate, across it, at an angle to the longitudinal axis of the plate, curved, in the form of an arc of a circle, in the form of concentric ellipses or in the form of a set of short grooves. The heat-emitting element 5 can be made of non-ferrous metals and their alloys, conductive materials, structural heat-conducting polymers, fiberglass, carbon fiber reinforced polymers, heat-resistant polymers, mineral-containing materials, porous flame-retardant materials. The heater may contain a lamp indicating the operation of the heater, in the heater body 1 above the heat-emitting element 5, a reflective element 12 can be placed, and the housing 1 can be made of structural polymers, from layered materials or from other materials that can work with the heat-emitting element 5, and on the side walls of the housing 1 can be made hollows or protrusions.

При подаче электроэнергии на трубчатый электронагреватель 8 последний, нагреваясь, передает тепло через держатель теплоизлучающей пластине элемента 5. Тепловые лучи пластины теплоизлучающего элемента 5 достигают пола и нагревают предметы, находящиеся в помещении, в результате производится прогрев всего помещения. Как правило, обращенная к полу поверхность пластины теплоизлучающего элемента 5 нагревается до 200^oC. При такой температуре нагрева до 90% энергия преобразуется в лучистый инфракрасный поток, при этом в случае подвески обогревателя под потолком температура воздуха на уровне головы человека будет на 1-2^oC ниже температуры на уровне пола помещения.When power is supplied to the tubular electric heater 8, the latter, when heated, transfers heat through the holder to the heat-emitting plate of the element 5. The heat rays of the plate of the heat-emitting element 5 reach the floor and heat objects in the room, as a result, the whole room is heated. As a rule, the surface of the plate of the heat-emitting element 5 facing the floor is heated to 200 ^o C. At this heating temperature of up to 90%, the energy is converted into a radiant infrared stream, while in the case of a heater suspension under the ceiling, the air temperature at the level of the human head will be 1-2 ^o C below the temperature at floor level.

Таким образом, в отличие от традиционных источников конвекционного обогрева помещения, например маслянного радиатора или батареи центрального отопления, требуется меньшая затрата энергии на прогрев помещения до заданной температуры. Thus, unlike traditional sources of convection heating of a room, for example, an oil radiator or a central heating battery, less energy is required for heating the room to a given temperature.

Настоящее изобретение может быть использовано везде, где требуется отапливать помещения, например жилые здания, при минимальных капитальных затратах на организацию отопления. The present invention can be used wherever it is required to heat rooms, for example residential buildings, with minimal capital costs for the organization of heating.

Claims

An electric radiant heater comprising a housing with abutment end caps and a central support, made in the form of a variable-profile plate, a heat-emitting element with parallel grooves on its outer surface, a heat-insulating element and a tubular electric heater, characterized in that the body is made in an E-shape in cross section with the formation of a recess along the rear wall of the housing, the heat-emitting element is located inside the housing and is equipped with an electric holder formed along its longitudinal axis heater, the holder is made with a C-shaped cross-section with the possibility of interfacing with the side generators of the electric heater, the plate thickness in the cross section is made decreasing in the direction from the longitudinal axis to the periphery and ranges from 0.1 to 0.5 of the maximum plate thickness on the edge of the plate, the grooves are made with a depth of 0.2 to 0.3 of the width of the groove, and the distance between the axes of adjacent grooves is from 1.05 to 1.4 of the width of the groove.