RU219038U1 - Электронагреватель-конвектор - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для обогрева воздуха в помещениях. Технический результат, который может быть достигнут при использовании предложенного технического решения, заключается в повышении безопасности использования электронагревателя-конвектора за счет уменьшения максимальной температуры поверхности корпуса, равномерном распределении температуры по поверхности, а также повышении инерционности обогревателя. Технический результат достигается за счет того, что электронагреватель-конвектор выполнен в виде конструкции, содержащей основание, на которое смонтированы электрический нагреватель, терморегулятор, термовыключатель, устройство коммутации и крышка, причем основание и крышка выполнены из толстых пластин керамического материала. Керамические материалы, как правило, обладают худшей теплопроводностью по сравнению с металлом, но большей удельной теплоемкостью. Кроме того, масса керамической плиты значительно больше тонкого листового материала. Это приводит к тому, что поверхность керамического материала будет иметь меньшую температуру поверхности, чем металлическая и будет являться более безопасной при использовании конвектора. Кроме того, большее значение удельной теплоемкости приводит к увеличению времени остывания поверхности по сравнению с тонким листом металла. То есть, керамический материал будет отдавать тепло в помещение значительно дольше, чем металл. Это приводит к увеличению времени между включениями термостата и позволяет продлить ресурс его работы.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Предложенное техническое решение относится к электрическим обогревательным системам, а именно к малогабаритным электроотопительным приборам конвективного типа, использующимся для обогрева различных помещений, таких как квартиры жилых домов, загородные дома, рестораны, офисные и административные здания, санатории, гостиничные и туристические комплексы и т.п.

Уровень техники

В основу работы бытового электрического электронагревателя-конвектора (далее электрического конвектора) положена естественная циркуляция воздуха в помещении: движение вниз холодных потоков воздуха и перемещение теплых, нагретых масс в верхние слои.

Существует множество конструкций электрических бытовых конвекторов, отличающихся конструкцией корпуса, видом нагревательного элемента, наличием системы управления и регулирования мощности и/или температурой.

Примером является электроконвектор, описанный в RU 133594 U1, опубликованный 20 октября 2013 г. и принятый в качестве наиболее близкого аналога.

Известный электроконвектор включает в себя корпус, выполненный из тонкой листовой стали с прямоугольными воздухозаборными отверстиями, размещенными снизу, и воздуховыпускными горизонтальными отверстиями, расположенными в верхней части лицевой панели, покрытой декоративным покрытием. Корпус устройства содержит теплоизлучающую панель, причем теплоизлучающая панель выполнена в виде плоского металлического теплопередающего элемента. Устройство включает также, размещенные с внешней стороны задней панели кронштейн, электронагревательный элемент, устройство управления (программируемый термостат), расположенный на задней стенке корпуса. Также электроконвектор можно поставить на пол, используя специальные ножки.

Основными преимуществами электрических конвекторов являются:

пожаробезопасность;

за счет малой температуры нагревательного элемента, включенный на самую большую мощность конвектор не разогревается до высоких температур. Максимальная температура поверхности корпуса обычно находится в диапазоне от 60 до 130 градусов Цельсия. Конвектор при своей работе не уменьшает содержание кислорода в воздухе;

простота монтажа и использования, так как при установке не требуется вмешательство в существующие инженерные коммуникации.

Недостатком всех электрических конвекторов является невысокая тепловая инерция. Это приводит к частым срабатываниям термостата и вызывает его преждевременный выход из строя. Также, срабатывание термостата сопровождается щелчком, что может создавать дискомфорт при использовании приборов во время сна. Кроме того, малая толщина металла и его хорошая теплопроводность обуславливает наличие локальных областей с температурой, превышающей 60°С на поверхности корпуса и лицевой панели в области расположения нагревательного элемента, что может привести к получению ожогов кожи при случайном соприкосновении с обогревателем.

Раскрытие полезной модели

Техническая проблема, решаемая при использовании предложенного технического решения, заключается в малой инерционности нагревателя, частым срабатываниям терморегулятора и вызывает его быстрый износ и преждевременный выход из строя, а также опасности получения термических ожогов кожи при случайном прикосновении к поверхности обогревателя из-за малой толщины и высокой теплопроводности материала корпуса (металла).

Технический результат, который может быть достигнут при использовании предложенного технического решения, заключается в понижении тепловодности стенок крышки и основания, вызывающих уменьшение максимальной температуры поверхности, равномерном распределении температуры по поверхности и повышению инерционности обогревателя. Технический результат достигается за счет того, что электронагреватель-конвектор выполнен в виде конструкции, содержащей основание в котором сделаны впускные и выпускные отверстия, на которое смонтированы электрический нагреватель, терморегулятор, термовыключатель, устройство коммутации и крышка, причем стенки основания и крышки выполнены из толстых пластин керамического материала.

Краткое описание чертежей

Предложенное техническое решение характеризуется чертежом на фиг. 1.

На чертеже:

1 - основание;

2 - термовыключатель;

3 - керамическая пластина;

4 - электрический нагреватель;

5 - терморегулятор;

6 - устройство коммутации;

7 - впускные отверстия;

8 - выпускные отверстия;

9 - крышка.

Осуществление полезной модели

Электронагреватель-конвектор предназначен для подвешивания на вертикальную поверхность или установки на горизонтальное основание. В основании из тонкой листовой стали 1 вырезаны впускные отверстия 7, через которые в обогреватель попадает воздух, и выпускные отверстия 8, откуда нагретый воздух выходит наружу. Основание с крышкой 9, а также входным и выходным отверстиями образуют воздушный канал. Внутри этого канала расположен электрический нагреватель 4, обеспечивающий нагрев воздуха.

К поверхности основания и крышки прикреплены пластины из керамического материала 3 толщиной от 5 до 15 мм. В процессе работы электрообогревателя-конвектора происходит нагрев керамических пластин за счет инфракрасного излучения и конвекционных потоков горячего воздуха, создаваемых электрическим нагревателем. Керамические материалы, как правило, обладают худшей теплопроводностю по сравнению с металлом, но большей удельной теплоемкостью. Кроме того, масса керамической плиты значительно больше тонкого листового материала. Это приводит к тому, что поверхность керамического материала будет иметь меньшую температур поверхности, чем металлическая и будет являться более безопасной при использовании конвектора. Кроме того, большее значение удельной теплоемкости приводит к увеличению времени остывания поверхности по сравнению с тонким листом металла. То есть, при выключенном электрическом нагревателе керамический материал будет отдавать тепло значительно дольше, чем стенки, выполненные из металла. Это приводит к увеличению времени между включениями терморегулятора и позволяет продлить ресурс его работы.

Питание электрического нагревателя осуществляется при помощи устройства коммутации 6, который крепится на основании и который может быть выполнен с возможностью работы от по меньшей мере одного известного из уровня техники источника питания, например от источника (сети, устройства) переменного тока с напряжением от ПО В до 230 В, частотой 50/60 Гц. Устройство коммутации обеспечивает подачу питающего напряжения на нагреватель, тем самым обеспечивает требуемую мощность нагрева.

В простейшем случае устройство коммутации представляет собой двух- или трехсекционный переключатель, с помощью которого осуществляется коммутация напряжения на электрический нагреватель. В другом случае, устройством коммутации может быть электронное устройство на основе микропроцессора, которое управляет работой узлов электронагревателя-конвектора по заранее заложенной программе и способно управляться дистанционно с помощью проводных или беспроводных линий передачи данных (Wi-Fi, GSM, LoRa и т.п.) Кроме того, устройство коммутации позволяет вести дистанционный контроль за событиями, процессами и сигналами, а также информировать об уровне и/или значении различных параметров работы электронагревателя-конвектора в целом и отдельных его компонентов, например, информировать о температуре, времени работы и/или работоспособности.

Пользователь электронагревателя-конвектора имеет возможность задать режим работы обогревателя, например, повысить или понизить температуру в помещении путем ее задания на встроенном терморегуляторе 5.

Терморегулятор представляет собой, по меньшей мере, один известный из уровня техники механический или электронный аппарат, предназначенный для задания и поддержания заданной температуры с определенной точностью и выполненный с возможностью электрического соединения с нагревательным элементом непосредственно или устройством коммутации. В простейшем случае терморегулятор представляет собой биметаллическую пластину, закрепленную на основании терморегулятора, с электрическими контактами и ручкой для задания требуемой температуры.

Термовыключатель 2 выполняет важную функцию и предназначен для выключение электронагревателя конвектора в случае в аварийной ситуации и представляет собой термостат, который блокирует подачу напряжения на нагревательный элемент при достижении температуры корпуса электронагревателя-конвектора выше определенного порогового значения. Тем самым предотвращается возможность пожара при неисправном электронагревателе-конвекторе.

Керамическая пластина 3 может представлять собой, по меньшей мере, один известный из уровня техники материал, обладающий большой удельной теплоемкостью, термостойкостью и механической твердостью. Предпочтительно керамическая пластина представляет собой плитку из природного камня, керамики или керамогранита с естественным покрытием или покрытой глазурью на одной (наружной) или обеих сторонах плитки. Крепление пластин к основанию и крышке и осуществляется механически или с помощью полимерных материалов с хорошей теплопроводностью. Основание 1 и крышка 9 могут иметь отверстия для эффективной передачи тепла непосредственно керамическим пластинам,

Питающее напряжение подается на электронагреватель-конвектор с помощью шнура питания.

Крышка 9 предназначена формирования потока воздуха и исключения касания людей и животных электрического нагревателя. Крышка выполнена, по меньшей мере, из одного известного из уровня техники материала, в частности обеспечивающего высокую механическую прочность и предпочтительно стойкость к химическому воздействию.

Обогреватель предназначен для установки либо на стену на кронштейнах, либо на ножках на полу. Напольная установка осуществляется путем прикрепления к основанию конвектора специальных металлических кронштейнов с ножками или колесиками.

Проводились испытания опытного образца обогревателя.

Пример 1.

Сравнивались максимальные температуры поверхности обогревателя при длительной работе в помещении объемом 60 м³ со стандартным обогревателем, выполненным из тонкой листовой стали. Мощность обоих электрических обогревателей составляла 1 кВт. Температура в помещении поддерживалась в диапазоне 23-25 градусов Цельсия. Было установлено уменьшение максимальной температуры поверхности заявляемого образца на 32% при более однородном распределении температуры после 12 часов непрерывной работы по сравнению с конвектором, изготовленным из металла. Количество срабатываний терморегулятора при этом сократилось на 6%.

Предложенное техническое решение обладает простотой, прочной, надежной и технологичной конструкцией и защитой от внешних воздействий. Кроме того, предложенное техническое решение обладает простотой монтажа (установки), демонтажа, обслуживания и ремонта.

Указанные преимущества позволяют использовать предложенное техническое решение как в быту, так и на производстве.

Claims (1)

1. Электронагреватель-конвектор в виде конструкции, содержащей основание с впускными отверстиями, размещенными снизу, и выпускными отверстиями, расположенными в верхней части, на основание смонтированы электрический нагреватель, терморегулятор, термовыключатель, устройство коммутации и крышка, отличающийся тем, что стенки основания и крышки выполнены из пластин керамического материала.

Images