RU2304368C1 - Термоэлектрический мат - Google Patents
Термоэлектрический мат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304368C1 RU2304368C1 RU2005137883/09A RU2005137883A RU2304368C1 RU 2304368 C1 RU2304368 C1 RU 2304368C1 RU 2005137883/09 A RU2005137883/09 A RU 2005137883/09A RU 2005137883 A RU2005137883 A RU 2005137883A RU 2304368 C1 RU2304368 C1 RU 2304368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mat
- moisture
- thermoelectric
- layer
- insulating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к термоэлектрическим матам, предназначаемым для обогрева бетона, грунта, заполнителей и т.д. Термоэлектрический мат включает послойно размещенные наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие, контактирующее в процессе эксплуатации мата с обогреваемой поверхностью, нагревательный элемент, выполненный, по меньшей мере, из двух параллельно расположенных полос эластичного неметаллического токопроводящего материала, разделенных между собой электроизоляционными вставками и снабженными по краям электродами, внутренний электроизоляционный слой, теплоизоляционный слой и влагозащитное покрытие, наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие выполнено толщиной: где h - толщина наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия; К1=0,01÷0,03 коэффициент, зависящий от характера обогреваемого материала; К2=0,01÷0,06 - коэффициент, характеризующий прочность материала, из которого изготовлено наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие; S - площадь термоэлектрического мата, а внутренний электроизоляционный слой размещен над полосами эластичного токопроводящего материала на расстоянии не менее 1 мм. Техническим результатом является увеличение срока службы термоэлектрического мата. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к термоэлектрическим матам, предназначаемым для обогрева бетона, грунта, заполнителей и т.д.
Известны термоэлектрические маты, нагревательные элементы которых изготавливаются из зигзагообразной нихромовой проволоки, размещенной в карманах чехла из стеклянной ткани (см. B.C.Аханов "Электротермия в технологии бетона". Махачкала, Дагестанское книжное издательство 1971 г., с.206-207, рис.87).
Известен также термоэлектрический мат, нагревательный элемент которого состоит из асбестовой ткани с продернутой нихромовой проволокой диаметром 0,8 мм. Нагревательный элемент помещен между слоями стеклянной ткани и сверху покрыт теплоизоляционными слоями из ватина, пропитанного огнезащитным составом. Все элементы термоэлектрического мата заключены во влагозащитную теплостойкую оболочку (см. B.C.Аханов "Электротермия в технологии бетона". Махачкала, Дагестанское книжное издательство, 1971 г., с.206-208, рис 88, 89).
Основным недостатком описанных выше термоэлектрических матов является то, что используемая в качестве нагревательного элемента нихромовая проволока быстро выходит из строя (обрывается).
Указанный недостаток обусловлен частыми и многократными перегибами мата при перемещении его в разогретом состоянии с одного обогреваемого участка бетона на другой.
Известен гибкий электронагреватель, содержащий нагревательный элемент, выполненный из углеродного волокна на основе гидратцеллюлозных волокон с конечной температурой обработки не менее 1800°С, размещенную поверх него изоляцию и защитный кожух, выполненный из стекловолокна, и подсоединительные контакты из металлической фольги. При этом нагревательный элемент выполнен из углеродной ленты шириной 20-100 мм, изоляция - в виде герметичного чехла из фторопластовой пленки, а подсоединительные контакты выполнены сложенными и завернутыми вместе с концами углеродной ленты и снабжены обжимающими полосками из нержавеющей стали (см патент РФ №2079979, МКИ Н05В 3/34).
Применение в качестве нагревательного элемента углеродной ленты увеличивает долговечность гибкого электронагревателя по сравнению с описанными выше термоэлектрическими матами с нихромовой проволокой. Тем не менее, описанный электронагреватель имеет свои существенные недостатки, основные из которых ограниченные технологические возможности и значительные теплопотери.
Ограниченные технологические возможности обусловлены шириной нагревательного элемента (80-100 мм), что не позволяет применять для обогрева.
Значительные теплопотери обусловлены тем, что верхняя, контактирующая с атмосферой поверхность гибкого электронагревателя не имеет дополнительной теплоизоляции.
В связи с этим интенсивность теплопередачи от электронагревателя на обогреваемую поверхность и в атмосферу одинакова.
За прототип выбран термоэлектрический мат, включающий послойно размещенные наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие, контактирующее в процессе эксплуатации мата с обогреваемой поверхностью, нагревательный элемент, выполненный из нескольких параллельно уложенных полос эластичного неметаллического токопроводящего материала, разделенных между собой электроизоляционными вставками и снабженных по краям электродами, внутренний электроизоляционный слой, теплоизоляционный слой и влагозащитное покрытие.
Полосы эластичного неметаллического токопроводящего материала приклеены к наружному электроизоляционному влагостойкому покрытию и к внутреннему электроизоляционному слою (см. ТУ 67-679-87 "Мат термоэлектрический", приложение 1 и п.1.2.).
Основным недостатком выбранного за прототип термоэлектрического мата является небольшой срок его службы.
Указанный недостаток обусловлен, во-первых, интенсивным износом наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия, контактирующего в процессе эксплуатации мата с обогреваемым материалом, а во-вторых, быстрым выходом из строя полос эластичного неметаллического токопроводящего материала, из которых состоит нагревательный элемент. Последнее обусловлено неравномерным расширением в процессе нагрева наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия, внутреннего электроизоляционного слоя и заключенных между ними (и приклеенных к ним) полос эластичного неметаллического токопроводящего материала.
Техническая задача изобретения состояла в увеличении срока службы термоэлектрического мата.
Сущность изобретения заключается в том, что в термоэлектрическом мате, включающем послойно размещенные наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие, контактирующее в процессе эксплуатации мата с обогреваемой поверхностью, нагревательный элемент, выполненный, по меньшей мере, из двух параллельно расположенных полос эластичного неметаллического токопроводящего материала, разделенных между собой электроизоляционными вставками и снабженных по краям электродами, внутренний электроизоляционный слой, теплоизоляционный слой и влагозащитное покрытие, наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие выполнено толщиной
где h - толщина наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия;
К1=0,01-0,03 - коэффициент, зависящий от характера обогреваемого материала;
К2=0,01-0,06 - коэффициент, характеризующий прочность материала, из которого изготовлено наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие;
S - площадь термоэлектрического мата,
а внутренний электроизоляционный слой размещен над полосами эластичного токопроводящего материала на расстоянии не менее 1 мм.
Такая конструкция термоэлектрического мата позволила, увеличит срок его службы в 1,5-1,7 раза. Как показали проведенные заявителем сравнительные испытания технический ресурс предлагаемого термоэлектрического мата для обогрева бетона, составил 7500 часов, против 4700-5000 часов у мата, выбранного за прототип.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен термоэлектрический мат - вид сверху с частичным разрезом; на фиг.2 - термоэлектрический мат в разрезе по А-А.
Термоэлектрический мат содержит послойно размещенные наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие 1, нагревательный элемент, выполненный из параллельно расположенных полос эластичного токопроводящего материала 2, разделенных между собой электроизоляционными вставками 3 и снабженных по краям электродами 4, внутренний электроизоляционный слой 5, теплоизоляционный слой 6 и влагозащитное покрытие 7. К электродам 4 подсоединены провода 8, соединяющие термоэлектрический мат с источником напряжения (не показан).
Наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие 1 может быть выполнено, например, из мембранного полотна МБС (ГОСТ 7338-90), пленки ПЭТ-Э ГОСТ 2434-80 с изм.1, 2, фторолакоткани Ф-4Д-Э01 (ТУ-301-05-422-89), и т.д. Толщина наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия равна:
где h - толщина наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия;
K1=0,01-0,03 - коэффициент, зависящий от характера обогреваемого материала;
K2=0,01-0,06 - коэффициент, характеризующий прочность материала, из которого изготовлено наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие;
S - площадь термоэлектрического мата.
Коэффициент K1 выбирается в зависимости от характера обогреваемого материала (обогреваемой поверхности), в частности от его сплошности, наличия острых, абразивных включений им т.д. При обогреве черноземных, глинистых и других подобных грунтов, не содержащих острых и абразивных включений K1=0,01, при обогреве бетона K1=0,02, в случае обогрева острых и абразивных материалов (например, щебень, песок и т.д.) K1=0,03.
Коэффициент К2 выбирается в зависимости от прочности материала, из которого изготовлено наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие. Например, если предел прочности при растяжении этого материала Qp>34 МПа (фторолакоткань Ф-4Д-Э01), то К2=0,01. Если предел прочности при растяжении материала Qp=21-33 МПа (мембранное полотно МБС), то К2=0,03, а если Qp=5-13 МПа (термостойкие резины), то К2=0,06 и т.д.
Параллельно расположенные полосы 2 нагревательного элемента выполняются из углеродной ткани УРАЛ-22ТР (ГОСТ 28005-88), Вискум и других подобных материалов.
В зависимости от длины термоэлектрического мата полосы 2 нагревательного элемента могут быть приклеены к наружному электроизоляционному влагостойкому покрытию 1, или закреплены по краям в зонах размещения электродов 4.
Электроизоляционные вставки 3 выполнены из термостойкого материала, например, мембранного полотна МБС (ГОСТ 7338-90), пленки ПЭТ-Э ГОСТ 2434-80, фторопласта и связаны (например, приклеены) с наружным электроизоляционным влагостойким покрытием 1 и внутренним электроизоляционным слоем 5 выполненным также, как и вставки 3, из термостойкого материала.
Внутренний электроизоляционный слой 5 размещен над полосами 2 нагревательного элемента на расстоянии не менее 1 мм. Величина указанного расстояния зависит от массы теплоизоляционного слоя 6, уложенного на электроизоляционный слой 5, и массы влагозащитного покрытия 7. Чем больше эти массы, тем больше должно быть расстояние между электроизоляционным слоем 5 и полосами 2 нагревательного элемента, что исключает контакт между ними в процессе эксплуатации мата из-за возможного постепенного провисания (вытягивания) электроизоляционного слоя 5.
Отсутствие контакта между электроизоляционным слоем 5 и полосами 2 улучшает условия работы и срок службы нагревательного элемента. Это обусловлено тем, что электроизоляционный слой 5 в процессе своего расширения при нагреве не воздействует на полосы 2, а следовательно, не способствует образованию в материале полос 2 складок или разрывов.
Теплоизоляционный слой 6 может быть выполнен из любого материала, имеющего коэффициент теплопроводности не более 0,05 Вт/(м°С), например из стеклопрошивного мата ПСХ (ТУ 6-48-97-93). Влагозащитное покрытие 7 выполнено, например, из мембранного полотна МБС (ГОСТ 7338-90), стеклоткани Т-11, Т-13 (ГОСТ 19170-73), которая дополнительно может быть пропитана кремнийорганическим составом.
Термоэлектрический мат работает следующим образом. На обогреваемый материал, например бетон, укладывают термоэлектрический мат и подключают его посредством проводов 8 к источнику напряжения. Электрический ток, проходя через нагревательный элемент, разогревает его. Тепловой поток через наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие направляется на обогреваемый участок. После завершения процесса обогрева термоэлектрический мат снимают и переносят на другую поверхность, которая подлежит обогреву.
Claims (1)
- Термоэлектрический мат, включающий послойно размещенные наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие, контактирующее в процессе эксплуатации мата с обогреваемой поверхностью, нагревательный элемент, выполненный, по меньшей мере, из двух параллельно расположенных полос эластичного неметаллического токопроводящего материала, разделенных между собой электроизоляционными вставками и снабженными по краям электродами, внутренний электроизоляционный слой, теплоизоляционный слой и влагозащитное покрытие, отличающийся тем, что наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие выполнено толщинойгде h - толщина наружного электроизоляционного влагостойкого покрытия;К1=0,01÷0,03 - коэффициент, зависящий от характера обогреваемого материала;К2=0,01÷0,06 - коэффициент, характеризующий прочность материала, из которого изготовлено наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие;S - площадь термоэлектрического мата,а внутренний электроизоляционный слой размещен над полосами эластичного токопроводящего материала на расстоянии не менее 1 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005137883/09A RU2304368C1 (ru) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Термоэлектрический мат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005137883/09A RU2304368C1 (ru) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Термоэлектрический мат |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005137883A RU2005137883A (ru) | 2007-06-20 |
RU2304368C1 true RU2304368C1 (ru) | 2007-08-10 |
Family
ID=38313841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005137883/09A RU2304368C1 (ru) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Термоэлектрический мат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2304368C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200366U1 (ru) * | 2019-01-10 | 2020-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Спектрон" | Термоэлектрический мат |
-
2005
- 2005-12-05 RU RU2005137883/09A patent/RU2304368C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТУ 67-879-87. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200366U1 (ru) * | 2019-01-10 | 2020-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Спектрон" | Термоэлектрический мат |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005137883A (ru) | 2007-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2236024C (en) | Heating element and method of manufacture | |
CN1535076A (zh) | 带状加热器 | |
US3193664A (en) | Electrical heating mat | |
RU2304368C1 (ru) | Термоэлектрический мат | |
US3749886A (en) | Electrical heating pad | |
KR930701089A (ko) | 전기 장치 | |
US20020009540A1 (en) | Insulating method of carbon filament and method for forming a coaxial cable with carbon filament and electric conductor | |
KR102175827B1 (ko) | 유연 스트레처블 기반 저저항 세라믹 금속 복합체 구조의 히터 및 그 제조방법 | |
RU165547U1 (ru) | Электронагревательная панель | |
RU2320830C2 (ru) | Термоэлектрический мат | |
RU2289891C1 (ru) | Термоэлектрический мат | |
RU51059U1 (ru) | Термоэлектрический мат | |
RU2413395C1 (ru) | Термоэлектрический мат | |
RU2213432C2 (ru) | Гибкий электронагреватель | |
RU2077117C1 (ru) | Электрический эластичный нагреватель | |
RU200366U1 (ru) | Термоэлектрический мат | |
RU2811643C1 (ru) | Термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте рулонных кровель | |
US1087518A (en) | Electric heater. | |
RU2297113C1 (ru) | Электрический нагреватель (варианты) | |
NO121684B (ru) | ||
SU1690225A1 (ru) | Способ изготовлени плоского электронагревател | |
UA136765U (uk) | Гнучкий електронагрівальний елемент | |
DE59700478D1 (de) | Anschweissbare schelle für ein aus thermisch schweissfähigem material bestehendes leitungsrohr | |
WO2002056638A1 (en) | Insulating method of carbon filament and method for forming a coaxial cable with carbon filament and electric conductor | |
RU2285188C2 (ru) | Трубопровод с электроподогревом и способ его изготовления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071206 |