RU57070U1

RU57070U1 - FILM ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU57070U1
Application number: RU2006110752/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Егорович Епишков; Сергей Владимирович Глухов; Егор Николаевич Епишков; Юрий Васильевич Мантуров
Original assignee: Егор Николаевич Епишков
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Полезная модель относится к плоским электронагревателям излучающего типа, в частности к пленочным электронагревателям, применяемым для обогрева бытовых и производственных помещений. Пленочный электронагреватель, содержит плоский меандровой формы резистивный излучающий элемент из фольги, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, резистивный элемент намотан непрерывно, без применения перемычек, соединяющих его параллельные полосы, и фольга выполнена из прецизионных токопроводящих материалов. Электронагреватель обладает повышенной механической прочностью, высоким к.п.д. и надежностью.The utility model relates to flat electric heaters of a radiating type, in particular to film electric heaters used for heating domestic and industrial premises. The film electric heater contains a flat meander-shaped resistive radiating element made of foil located between two flexible heat-resistant electrical insulating films and equipped with leads for connecting to the electric network, the resistive element is wound continuously, without the use of jumpers connecting its parallel strips, and the foil is made of precision conductive materials . The electric heater has increased mechanical strength, high efficiency and reliability.

Description

Патентуемая полезная модель относится к плоским электронагревателям излучающего типа, в частности к пленочным электронагревателям, применяемым для обогрева бытовых и производственных помещений.The patented utility model relates to flat electric heaters of a radiating type, in particular to film electric heaters used for heating domestic and industrial premises.

Известен «нагревательный изоляционный модуль» (см. заявку ЕПВ №0116788, М кл Н 05 В 3/14, 3/36, 1984 г.), который предназначен для получения потолков, обеспечивающих отопление излучением. Модуль содержит нагреватель, образованный нагревательной пленкой, закрепляемой на поверхности теплоизоляционного слоя, который одновременно выполняет функцию дополнительного или подвесного потолка. Пленка же обращена в рабочем положении в сторону отапливаемого помещения и своими электрическими контактами подключается к питающим шинам.The well-known "heating insulation module" (see application EPO No. 0116788, M class N 05 B 3/14, 3/36, 1984), which is designed to produce ceilings that provide heating by radiation. The module contains a heater formed by a heating film fixed on the surface of the heat-insulating layer, which simultaneously performs the function of an additional or suspended ceiling. The film is turned in the working position towards the heated room and is connected to the supply buses by its electrical contacts.

В целом конструкция модуля является жесткой, что снижает его потребительские свойства, а резистивный элемент выполнен в виде токопроводящего слоя, практически полностью покрывающего поверхность пленки, и изготавливается на основе оловяно-сурмяно-свинцового сплава, что обуславливает высокую стоимость модуля.In general, the design of the module is rigid, which reduces its consumer properties, and the resistive element is made in the form of a conductive layer that almost completely covers the surface of the film and is made on the basis of tin-antimony-lead alloy, which leads to the high cost of the module.

Известен «Гибкий электронагреватель», защищенный а.с. СССР №377977, М кл Н 05 В 3/14, в котором в качестве токопроводящего материале использована углеграфитовая ткань, защищенная электроизоляционным слоем резины. Нагреватель вследствие гибкости удобен для использования, т.к. им можно облицовывать не только плоские поверхности, но имеющие более сложный рельеф. Вместе с тем углеграфитовая ткань плохо соединяется с резиновой оболочкой, что обуславливает наличие воздушных пузырей, существенно снижающих технические характеристики нагревателя. Ввод в углеграфитовую ткань серы для повышения прочности связи между тканью и резиновой оболочкой с одной стороны существенно удорожает производство нагревателя, т.к. необходимо рафинированная сера, с другой стороны - положительный результат трудно достижим, т.к. сложно обеспечить гомогенный состав Known "Flexible electric heater", protected A. with. USSR No. 377777, M class N 05 3/4, in which carbon-graphite fabric protected by an insulating rubber layer is used as a conductive material. Due to its flexibility, the heater is convenient to use, as they can be faced not only with flat surfaces, but having a more complex relief. At the same time, carbon-graphite fabric does not connect well with the rubber shell, which leads to the presence of air bubbles that significantly reduce the technical characteristics of the heater. The introduction of sulfur into the carbon-graphite fabric to increase the bond strength between the fabric and the rubber shell on the one hand significantly increases the cost of heater production, as refined sulfur is necessary, on the other hand, a positive result is difficult to achieve, because it is difficult to ensure a homogeneous composition

углеграфитовой ткани. Кроме того, присутствие серы и резиновый электроизоляционный слой отрицательно отражаются на к.п.д. нагревателя.carbon-graphite fabric. In addition, the presence of sulfur and the rubber insulating layer adversely affect the efficiency heater.

Из описания к патенту Японии №53-27496, М кл Н 05 В 3/14, 1978 г. известен «Плоский нагревательный элемент» с теплоизлучением с одной поверхности. Он состоит из прозрачной нагревостойкой электроизоляционной пленки (тефлон, полиэфирная смола), на которой размещен меандровой формы резистивный элемент из алюминиевой или оловянной фольги. Резистивный элемент облицован с «рабочей» стороны еще одной пленкой из синтетической прозрачной термостойкой смолы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (поливинилхлорид, полиамид), в свою очередь покрытой алюминиевой или стальной фольгой, которая выполняет роль экрана.From the description of Japanese Patent No. 53-27496, M class N 05 B 3/14, 1978 known "Flat heating element" with heat radiation from one surface. It consists of a transparent heat-resistant electrical insulating film (Teflon, polyester resin), on which a meander-shaped resistive element of aluminum or tin foil is placed. The resistive element is lined on the "working" side with another film of synthetic transparent heat-resistant resin with a negative temperature coefficient of resistance (polyvinyl chloride, polyamide), in turn, coated with aluminum or steel foil, which acts as a screen.

Нагреватель обладает хорошими теплоизлучающими свойствами, высоким к.п.д, т.к. потери энергии излучением сведены к минимуму из-за удачного сочетания используемых материалов, однако, он дорогостоящ, т.к. во-первых резистивный элемент выполнен из олова, которое к тому же имеет низкую прочность, во-вторых, потому что сложна его конструкция, включающая отражающие экраны. Их применение увеличивает расходы на изготовление, усложняет технологию сборки и увеличивает массу нагревателя.The heater has good heat-emitting properties, high efficiency, because radiation energy losses are minimized due to the successful combination of the materials used, however, it is expensive because firstly, the resistive element is made of tin, which also has low strength, and secondly, because its design is complex, including reflective screens. Their use increases manufacturing costs, complicates assembly technology and increases the mass of the heater.

В качестве прототипа заявителем принят «Пленочный электронагреватель для систем электроотопления зданий», известный из заявки ФРГ №3038417, М КЛ Н 05 В 3/14, 3/36, 1980 г.As a prototype, the applicant adopted "Film electric heater for electrical heating systems of buildings", known from the application of Germany No. 3038417, M KL N 05 B 3/14, 3/36, 1980

Это устройство представляет собой ленту резистивного элемента (фольгу) из оловяно-свинцового-сурмяного сплава, которая зигзагообразно располагается между двумя гибкими электроизоляционными накладками, каждая из которых двухслойна. Внутренний слой, прилегающий к резистивному элементу, выполнен из полиэтиленовой пленки, а наружный - полиэфирной. Резистивный элемент в плане имеет меандрообразную форму, его параллельные участки (полоски) последовательно соединены между собой перемычками. Электронагреватель снабжен выводами для подключения к электросети с напряжением 220 В.This device is a tape of a resistive element (foil) made of tin-lead-antimony alloy, which is zigzag between two flexible electrical insulating plates, each of which is two-layer. The inner layer adjacent to the resistive element is made of plastic film, and the outer one is polyester. The resistive element in the plan has a meander-like shape, its parallel sections (strips) are connected in series by jumpers. The electric heater is equipped with leads for connecting to an electrical network with a voltage of 220 V.

Несмотря на то, что электронагреватель изготовлен из композиции с пониженным содержанием олова (до 52%) и дешевле аналогичных, например, «Пленочного электронагревателя» по заявке ФРГ №2705472, М кл Н 05 В 3/14, который содержит 61,5% олова (по массе), стоимость его остается высокой.Despite the fact that the electric heater is made of a composition with a reduced tin content (up to 52%) and cheaper than similar ones, for example, the “Film electric heater” according to the application of Germany No. 2705472, M class N 05 B 3/14, which contains 61.5% tin (by mass), its value remains high.

Другим недостатком является низкая механическая надежность резистивного элемента устройства, обусловленная свойствами материалов, применяемых для его изготовления. Фольга на основе олова и свинца с присадкой сурьмы имеет предел напряжения на разрыв до 20 кПа/мм² при толщине фольги до 0,45 мм.Another disadvantage is the low mechanical reliability of the resistive element of the device, due to the properties of the materials used for its manufacture. The tin and lead based foil with an antimony additive has a tensile strength of up to 20 kPa / mm ² with a foil thickness of up to 0.45 mm.

Кроме того, сплав весьма хрупок и при изгибах легко разрушается. Поэтому для предохранения от повреждений резистивного элемента приходится применять довольно толстые электроизоляционные обкладки.In addition, the alloy is very fragile and easily bends when bent. Therefore, to protect against damage to the resistive element, it is necessary to use rather thick electrical insulating plates.

Помимо этого многочисленные соединения параллельных полос перемычками являются уязвимым звеном при монтаже нагревателей (повышается вероятность обрыва).In addition, numerous connections of parallel strips with jumpers are a vulnerable link during the installation of heaters (increases the likelihood of a break).

Невысокая механическая прочность известной фольги отражается и на рабочих характеристиках нагревателя. В частности, для обеспечения рабочей мощности, принятой в промышленности модуль нагревателя выпускается с площадью излучающей поверхности не менее 1 м² при последовательном соединении резистивных элементов. Уменьшение общих габаритов модуля электронагревателя влечет за собой необходимость увеличения толщины фольги для сохранения необходимой мощности, следовательно, к перерасходу дорогостоящих металлов.The low mechanical strength of the known foil is reflected in the operating characteristics of the heater. In particular, in order to ensure the operating power adopted in industry, the heater module is produced with a radiating surface area of at least 1 m ² for the series connection of resistive elements. Reducing the overall dimensions of the electric heater module entails the need to increase the thickness of the foil to maintain the required power, therefore, to overuse expensive metals.

Целью настоящего технического решения является увеличение к.п.д. нагревателя за счет использования нового материала, из которого изготовлен резистивный элемент, и надежности конструкции электронагревателя за счет непрерывной намотки резистивного элемента.The purpose of this technical solution is to increase the efficiency the heater through the use of new material from which the resistive element is made, and the reliability of the design of the electric heater due to the continuous winding of the resistive element.

Поставленная цель в известном пленочном электронагревателе, содержащем плоский меандровой формы резистивный излучающий элемент из фольги, расположенный между гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к The goal in a known film electric heater containing a meander-shaped flat resistive radiating element made of foil located between flexible heat-resistant electrical insulation films and equipped with leads for connection to

электрической сети, достигается тем, что фольга уложена непрерывно (без соединения перемычками) и выполнена из прецизионных токопроводящих материалов (например, 03Х13Н14М2ВИ).electrical network, is achieved by the fact that the foil is laid continuously (without jumpering) and made of precision conductive materials (for example, 03X13H14M2VI).

Благодаря непрерывной укладке токоведущей части, без применения перемычек, уменьшается вероятность обрыва в цепи нагревателя при монтаже, а выполнение фольги из прецизионных токопроводящих материалов, вследствие их более высокой прочности, позволяет выполнить электронагреватель с более тонкими электроизоляционными пленками и с повышенной удельной мощностью. Все это позволяет повысить к.п.д. пленочного электронагревателя, повысить его надежность и снизить его стоимость.Due to the continuous laying of the current-carrying part, without the use of jumpers, the likelihood of a break in the heater circuit during installation is reduced, and the foil made of precision conductive materials, due to their higher strength, allows the heater to be made with thinner electrical insulation films and with increased specific power. All this allows you to increase the efficiency film electric heater, increase its reliability and reduce its cost.

Заявитель убежден в том, что патентуемая полезная модель отвечает в полной мере критерию новизны потому, что при изучении уровня техники по доступной заявителю совокупности патентной и непатентной информации не обнаружено ни одного устройства с нагревательным элементом из прецизионных токопроводящих материалов.The applicant is convinced that the patented utility model fully meets the criterion of novelty because when studying the prior art using a combination of patent and non-patent information available to the applicant, not a single device was found with a heating element made of precision conductive materials.

На фиг.1 изображен общий вид пленочного электронагревателя; на фиг.2 и на фиг.1 - разрез по А-А; на фиг.3 - схема соединения нескольких электронагревателей.Figure 1 shows a General view of a film electric heater; figure 2 and figure 1 is a section along aa; figure 3 - connection diagram of several electric heaters.

Пленочный электронагреватель содержит два листа гибких термостойких электроизоляционных пленок 1, в качестве которых может быть использована полиэтелентерефталатная ламинированная пленка по ТУ 6-49-376/63-334-90, между которыми размещен резистивный излучающий элемент 2 из фольги, выполненной из прецизионных токопроводящих материалов (03Х13Н14М2ВИ). Резистивный элемент 2 уложен непрерывно, образуя в плане меандровую форму.The film electric heater contains two sheets of flexible heat-resistant electrical insulating films 1, which can be used as a polyethylene terephthalate laminated film according to TU 6-49-376 / 63-334-90, between which there is a resistive radiating element 2 made of a foil made of precision conductive materials ( 03X13H14M2VI). The resistive element 2 is laid continuously, forming a meander shape in plan.

Элемент 2 снабжен выводами (на фиг. не показаны) для подключения к соединительным проводам 3, которые снабжены вилкой для подключения в сеть электропитания, либо имеют свободные окончания для параллельного соединения нескольких электронагревателей (фиг 3.).Element 2 is equipped with leads (not shown in FIG.) For connecting to connecting wires 3, which are equipped with a plug for connecting to the power supply network, or have free ends for parallel connection of several electric heaters (FIG. 3.).

При использовании пленочного электронагревателя для обогрева, например, служебного помещения собирают несколько электронагревателей по схеме фиг.3, образуя нагревательную панель (потолочную, стеновую, половую и иную). Панель закрепляют на потолке (стене, полу) клеем, гвоздями, шурупами и др. и при необходимости облицовывают, например, древесностружечной или гипсовой плитой, общий электрический вывод 4 панели снабжен либо электрическим разъемом или подключают к выключателю (на фиг. не показан).When using a film electric heater for heating, for example, an office building, several electric heaters are assembled according to the scheme of figure 3, forming a heating panel (ceiling, wall, floor and other). The panel is fixed to the ceiling (wall, floor) with glue, nails, screws, etc. and, if necessary, faced, for example, with chipboard or gypsum board, the general electrical terminal 4 of the panel is equipped with either an electrical connector or connected to a switch (not shown in Fig.).

Электронагреватель работает следующим образом.The electric heater operates as follows.

При подключении его к электрической сети резистивный элемент 2 нагревается и излучает тепло в атмосферу помещения. Потеря энергии излучением вследствие уменьшения толщины электроизоляционной ленты сведены к минимуму, что определяет высокий к.п.д. электронагревателя.When connected to an electric network, the resistive element 2 heats up and radiates heat to the atmosphere of the room. Loss of energy by radiation due to a decrease in the thickness of the insulating tape is minimized, which determines a high efficiency electric heater.

Благодаря повышенной механической прочности резистивного элемента повышается надежность электронагревателя, и он может быть использован как часть облицовки помещений, на его основе могут быть изготовлены обои, ковровые покрытия, детали мебели, в том числе объемной формы.Due to the increased mechanical strength of the resistive element, the reliability of the electric heater is increased, and it can be used as part of the lining of the premises, wallpaper, carpets, furniture details, including three-dimensional shapes, can be made on its basis.

Claims

A film electric heater containing a meander-shaped flat resistive radiating element made of foil located between two flexible heat-resistant electrical insulating films and equipped with leads for connecting to an electric network, characterized in that the resistive element is wound continuously, without using jumpers connecting its parallel strips, and the foil is made from precision conductive materials.