RU76765U1

RU76765U1 - ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU76765U1
Application number: RU2008113229/22U
Authority: RU
Inventors: Святослав Яковлевич Луцкий; Денис Владимирович Долгов; Леонид Николаевич Козлов; Евгений Николаевич Игнатенко
Original assignee: Святослав Яковлевич Луцкий; Денис Владимирович Долгов
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2008-09-27

Abstract

Изобретение относится к электротехнике, а именно к промышленным электронагревателям.The invention relates to electrical engineering, namely to industrial electric heaters.

Электронагреватель содержит токопроводящий резистивный элемент с выводами для подключения к источнику питания. Токопроводящий резистивный элемент выполнен в виде ленты или жил, расположенных рядами на подложке из теплоизоляционного термостойкого материала, пригодного для сворачивания в рулон.The electric heater contains a conductive resistive element with leads for connection to a power source. The conductive resistive element is made in the form of a tape or cores arranged in rows on a substrate of heat-insulating heat-resistant material suitable for folding into a roll.

Токопроводящий резистивный элемент заламинирован вместе с подложкой электроизоляционной термостойкой пленкой в единое целое.The conductive resistive element is laminated together with a substrate of an electrically insulating heat-resistant film into a single unit.

Выводы снабжены клеммами, выполненными в виде гибкой металлической плетенки, прикрепленной к токопроводящему резистивному элементу, и снабженной защитным покрытием из нетканного геотекстиля. Техническим результатом является снижение энергопотерь и повышение надежности. Другим техническим результатом является снижение трудозатрат на транспортировку и монтаж.The findings are equipped with terminals made in the form of a flexible metal braid attached to a conductive resistive element and provided with a protective coating of non-woven geotextiles. The technical result is to reduce energy loss and increase reliability. Another technical result is the reduction of labor costs for transportation and installation.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к промышленным электронагревателямThe invention relates to electrical engineering, namely to industrial electric heaters

Изобретение может быть использовано для обогрева больших и нагруженных поверхностей объектов транспортного, промышленного и гражданского строительства (бетонные поверхности дорог, мостов, ВПП, площадки и лестницы, кровли) с целью очистки от снега, гололеда и предотвращения обледенения.The invention can be used to heat large and loaded surfaces of objects of transport, industrial and civil construction (concrete surfaces of roads, bridges, runways, platforms and stairs, roofs) in order to clear snow, ice and prevent icing.

Известен резистивный электронагреватель (патент РФ №2304857), состоящий из токопроводящей пленки из двуокиси олова, легированной сурьмой и бромом, и защитной пленки трифторида алюминия.Known resistive electric heater (RF patent No. 2304857), consisting of a conductive film of tin dioxide doped with antimony and bromine, and a protective film of aluminum trifluoride.

Изготовление такого электронагревателя вследствие термического закрепления при температурах 500-600°С при толщине защитного слоя до 10 мкм трудоемко. Изготовленный нагреватель больших размеров (более 1 кв. м.) при поверхностных нагрузках на него не надежен.The manufacture of such an electric heater due to thermal curing at temperatures of 500-600 ° C with a protective layer thickness of up to 10 microns is laborious. The manufactured heater of large sizes (more than 1 sq. M.) With surface loads on it is not reliable.

Известен гибкий электронагреватель (патент РФ №2079979) в виде ленты, содержащей нагревательный элемент в защитном кожухе из стеклянного волокна.Known flexible electric heater (RF patent No. 2079979) in the form of a tape containing a heating element in a protective casing of glass fiber.

Весьма проблематичным является процесс эксплуатации хрупкого защитного кожуха, а также монтаж и закрепление такой ленты на строительной площадке при обогреве больших поверхностей.A very problematic process is the operation of a fragile protective casing, as well as the installation and fastening of such a tape at a construction site when heating large surfaces.

Известен регулируемый кабельный электронагреватель (патент РФ №2267237), включающий в себя регулятор, соединительные провода, соединительные муфты и нагревающий кабель, имеющий дополнительные контрольные жилы. Такая конструкция плохо работает на растяжение, не воспринимает продольные и поперечные усилия, и, как следствие, подвержена обрывам. Она не может быть использована для обогрева поверхностей, которые воспринимают большие нагрузки, например автомобильных дорог и эстакад. Для эксплуатации данного нагревателя необходимы затраты на устройство регулятора температуры и введение в термоустойчивую оболочку дополнительных контрольных жил. Монтаж такого устройства представляется трудоемким и требует большего времени на размотку и закрепление нагревательного кабеля на поверхности. Но основным недостатком кабельного нагревателя является существенное увеличение (в 2-5 раз) удельного расхода электроэнергии на обогрев 1 кв.м.Known adjustable cable electric heater (RF patent No. 2267237), which includes a regulator, connecting wires, couplings and a heating cable having additional control cores. This design does not work well in tension, does not perceive longitudinal and transverse forces, and, as a result, is prone to breakage. It cannot be used to heat surfaces that are subject to heavy loads, such as roads and overpasses. For the operation of this heater, the costs of a temperature controller and the introduction of additional control cores into the heat-resistant shell are necessary. Installation of such a device seems to be time-consuming and requires more time to unwind and fasten the heating cable to the surface. But the main drawback of the cable heater is a significant increase (2-5 times) in the specific energy consumption for heating 1 sq.m.

Известен электронагреватель (патент РФ №2286032), состоящий из двух слоев электроизоляционного материала и размещенного между ними резистивного слоя, состоящего из токопроводящих резистивных элементов и электрически связанных с ними сваркой токопроводов, дополнительно снабженных тоководами, и заключенных с двух сторон в термопластичную пленку.Known electric heater (RF patent No. 2286032), consisting of two layers of electrical insulation material and a resistive layer placed between them, consisting of conductive resistive elements and electrically connected by welding current leads, additionally equipped with current leads, and enclosed on both sides in a thermoplastic film.

Этот нагреватель по своей технической сущности является наиболее близким к заявляемому изобретению из токопроводящих резистивных элементовThis heater in its technical essence is the closest to the claimed invention from conductive resistive elements

Крепление резистивных элементов с токоподводами и тоководами в известном техническом решении осуществляется точечной сваркой, усложняющей процесс изготовления изделия и не обладающей высокой прочностью на разрыв и изгиб. Токоподводы и тоководы при внешней поверхностной нагрузке и большой поверхности нагрева зажаты внутри конструкции нагревателя, что является технически не целесообразным при The fastening of resistive elements with current leads and current leads in a known technical solution is carried out by spot welding, which complicates the manufacturing process of the product and does not have high tensile and bending strength. Current leads and current leads with an external surface load and a large heating surface are clamped inside the heater structure, which is technically not practical when

монтаже и соединении с электрической сетью (источником электроэнергии). В случае параллельного соединения резистивных элементов токоподающие провода оказываются запечатанными внутри электронагревателя, что может привести к потере работоспособности конструкции при обогреве поверхностей с большими строительными и эксплуатационными нагрузками (дороги, мосты и пр.). Кроме того, сам резистивный слой с двух сторон имеет термопластичную оболочку, а затем только электроизоляционные слои, что ведет к удорожанию конструкции в целом.installation and connection to the electrical network (source of electricity). In the case of a parallel connection of resistive elements, the supply wires are sealed inside the electric heater, which can lead to loss of the design's performance when heating surfaces with large construction and operational loads (roads, bridges, etc.). In addition, the resistive layer itself has a thermoplastic shell on both sides, and then only insulating layers, which leads to a rise in the cost of the structure as a whole.

В конструкциях с «подстилающим электронагревателем», где требуется исключить проскальзывание подстилающего электронагревателя по поверхности или внутри подогреваемого слоя, потребуются дополнительные мероприятия по устройству еще одного слоя ребристой поверхности, обеспечивающего хорошее сцепление электронагревателя, к примеру, с дорожной одеждой. Кроме того, дорожные сооружения требуют обязательный отвод и дренаж воды в подстилающие слои. При использовании данного типа нагревателя выполнение этого условия становится недоступным. При попадании влаги на поверхность происходит ее застой и заиливание, что способствует снижению отдачи тепла обогреваемому телу. Известное техническое решение одинаково отдает тепло со всех своих поверхностей, что приведет к энергопотерям при одной обогреваемой поверхности. Поэтому известное техническое решение не может быть самостоятельно использовано для обогрева больших и нагруженных поверхностей и дополнительно требует специальных приспособлений.In constructions with a “underlying electric heater”, where it is necessary to prevent slipping of the underlying electric heater on the surface or inside the heated layer, additional measures will be required to arrange another layer of a ribbed surface that provides good adhesion of the electric heater, for example, with pavement. In addition, road structures require mandatory drainage and drainage of water into the underlying layers. When using this type of heater, this condition becomes unavailable. When moisture enters the surface, it stagnates and silts, which helps to reduce heat transfer to the heated body. Known technical solution equally gives off heat from all of its surfaces, which will lead to energy loss with one heated surface. Therefore, the known technical solution cannot be independently used for heating large and loaded surfaces and additionally requires special devices.

Известное техническое решение дает большие энергопотери при эксплуатации в условиях одностороннего рабочего обогрева.The known technical solution gives large energy losses during operation in a one-sided working heating.

Задачей предлагаемого изобретения является создание энергосберегающего электронагревателя, пригодного для обогрева больших и нагруженных поверхностей, преимущественно с односторонним рабочим обогревом.The objective of the invention is the creation of an energy-saving electric heater suitable for heating large and loaded surfaces, mainly with one-sided working heating.

Техническим результатом является снижение энергопотерь и повышение надежности. Другим техническим результатом является снижение трудозатрат на транспортировку и монтаж.The technical result is to reduce energy loss and increase reliability. Another technical result is the reduction of labor costs for transportation and installation.

Поставленная задача решается том, что в электронагревателе, содержащем токопроводящий резистивный элемент с выводами для подключения к источнику питания, токопроводящий резистивный элемент выполнен в виде ленты или жил, расположенных рядами на подложке из теплоизоляционного термостойкого материала, пригодного для сворачивания в рулон, и заламинирован вместе с подложкой электроизоляционной термостойкой пленкой в единое целое, при этом выводы снабжены клеммами, выполненными в виде гибкой металлической плетенки, прикрепленной к токопроводящему резистивному элементу, и снабженной защитным покрытием из нетканного геотекстиля.The problem is solved in that in an electric heater containing a conductive resistive element with leads for connection to a power source, the conductive resistive element is made in the form of tape or cores, arranged in rows on a substrate of heat-insulating heat-resistant material suitable for folding into a roll, and laminated with a substrate with an insulating heat-resistant film in a single unit, while the findings are equipped with terminals made in the form of a flexible metal braid attached to a current lead ovodyaschemu resistive element, and provided with a protective coating of non-woven geotextile.

Крепление металлической плетенки к токопроводящему резистивному элементу может быть выполнено металлическими скобками либо высокопрочными текстильными нитями.The fastening of a metal braid to a conductive resistive element can be performed with metal brackets or high-strength textile threads.

Целесообразно, чтобы электронагреватель дополнительно был бы снабжен сквозными отверстиями между рядами токопроводящего резистивного элемента.It is advisable that the electric heater is additionally provided with through holes between the rows of the conductive resistive element.

Целесообразно также, чтобы токопроводящий резистивный элемент был бы выполнен в виде ленты или жил из материала на основе высокопрочного углеродного соединения или анодированного металла.It is also advisable that the conductive resistive element be made in the form of a tape or cores of a material based on a high-strength carbon compound or anodized metal.

В качестве материала для подложки может быть использован пенофол, или стекловата или поролон.As a material for the substrate can be used penofol, or glass wool or foam.

Материал для изоляционной термостойкой пленки может быть выбран из ряда полиэтилен или полипропилен или полиэфир или полиэстер.The material for the insulating heat-resistant film can be selected from the range of polyethylene or polypropylene or polyester or polyester.

Предлагаемое изобретение поясняется описанием и чертежами, на которых:The invention is illustrated by the description and drawings, in which:

Фиг.1 - электронагреватель,Figure 1 - electric heater,

Фиг.2 - электронагреватель в разрезе по А-А;Figure 2 - electric heater in section along aa;

Фиг.3а и 3б - устройство клеммы электронагревателя;Figa and 3b - terminal device of the electric heater;

Фиг.4а - 4в - возможные исполнения электронагревателя.Figa - 4B - possible versions of the electric heater.

Фиг.5 - иллюстрирует электронагреватель в сборкеFigure 5 - illustrates an electric heater in an assembly

Электронагреватель (фиг.1) содержит токопроводящий резистивный элемент 1 с выводами для подключения к источнику питания (токопроводу 6), подложку 2, электроизоляционную термостойкую пленку 3.The electric heater (figure 1) contains a conductive resistive element 1 with leads for connection to a power source (current lead 6), a substrate 2, an insulating heat-resistant film 3.

Токопроводящий резистивный элемент 1 и подложка 2 заламинированы электроизоляционной термостойкой пленкой 3 в единое целое (фиг.2).The conductive resistive element 1 and the substrate 2 are laminated by an electrically insulating heat-resistant film 3 into a single unit (figure 2).

Лента или жила токопроводящего резистивного элемента 1 могут быть выполнены из высокопрочного углеродного соединения или пластичного анодированного металла и дополнительно покрыты защитной оболочкой из силикона или фторопласта и т.п.The tape or core of the conductive resistive element 1 can be made of a high-strength carbon compound or plastic anodized metal and additionally coated with a protective sheath made of silicone or fluoroplastic, etc.

Подложка 2 выполнена из теплоизоляционного термостойкого материала, пригодного для скручивания в рулон.The substrate 2 is made of heat-insulating heat-resistant material suitable for twisting into a roll.

В качестве теплоизоляционного термостойкого материала для подложки 2 может быть применен пенофол, или стекловата, или поролон. Может быть использована минеральная вата, фольга и пр.As heat-insulating heat-resistant material for the substrate 2 can be applied penofol, or glass wool, or foam. Mineral wool, foil, etc. may be used.

Толщина подложки 2 не превышает 8 мм. Это создает пригодность для сворачивания в рулон с одновременным обеспечением теплоизоляции.The thickness of the substrate 2 does not exceed 8 mm. This makes it suitable for roll-up while providing thermal insulation.

Материал для электроизоляционной термостойкой пленки выбирают из ряда: полиэтилен или полипропилен, или полиэфир или полиэстер.The material for the insulating heat-resistant film is selected from the range: polyethylene or polypropylene, or polyester or polyester.

Лента или жилы токопроводящего резистивного элемента 1 могут быть расположены на подложке 2 несколькими отдельными лентами (фиг.4а и 4б) или полосами (фиг.4в) с возможностью одностороннего (4б) и/или двухстороннего (4а и 4в) подключения к токопроводу 6.The tape or cores of the conductive resistive element 1 can be located on the substrate 2 with several separate tapes (Figs. 4a and 4b) or strips (Fig. 4c) with the possibility of one-sided (4b) and / or two-sided (4a and 4c) connection to the conductive 6.

Выводы для подключения к источнику питания (тоководу 6) снабжены клеммами 5, выполненными в виде гибкой металлической плетенки 9, прикрепленной к резистивному элементу 1, и защищенной с двух сторон нетканым геотекстилем 8.The findings for connecting to a power source (current lead 6) are provided with terminals 5 made in the form of a flexible metal braid 9 attached to a resistive element 1 and protected on both sides by a non-woven geotextile 8.

Крепление может быть выполнено металлическими скобками 10 (фиг.3б) или высокопрочными текстильными нитями (фиг.3а) шитьем.The fastening can be done with metal brackets 10 (fig.3b) or high-strength textile threads (figa) sewing.

Дополнительно композитный электронагреватель может быть снабжен перфорацией (сквозными отверстиями) 4, расположенной между рядами ленты 1 токопроводящего резистивного элемента для обеспечения лучшего сцепления с подстилающим и обогреваемым слоем, а также для фильтрации поверхностных вод на открытых территориях.Additionally, the composite electric heater can be equipped with perforations (through holes) 4 located between the rows of tape 1 of the conductive resistive element to provide better adhesion to the underlying and heated layer, as well as to filter surface water in open areas.

Для обогрева малых конструкций и площадей могут быть использованы электронагреватели, содержащие одну секцию 11, которые предварительно сворачиваются в рулон, что удобно, снижает трудозатраты на транспортировку и монтаж.To heat small structures and areas can be used electric heaters containing one section 11, which are pre-rolled, which is convenient, reduces the labor costs for transportation and installation.

Для обогрева больших конструкций и площадей используют несколько секций 11 (для равномерного обогрева больших поверхностей). Их скрепление между собой производят внахлест 12 и/или с помощью строительных скоб 13. Секции предварительно могут быть свернуты в рулон, что удобно, снижает трудозатраты на транспортировку и монтаж.For heating large structures and areas use several sections 11 (for uniform heating of large surfaces). They are bonded to each other with an overlap 12 and / or using building brackets 13. Sections can be pre-rolled up, which is convenient and reduces labor costs for transportation and installation.

Электронагреватель располагают под нагреваемой поверхностью. Концы ленты или жил, являющиеся выводами для подключения к источнику питания, крепят клеммами 5 к тоководам 6. Места стыковки изолируют защитным слоем, например, из силикона.An electric heater is placed under a heated surface. The ends of the tape or cores, which are the terminals for connecting to a power source, are fixed with terminals 5 to the current leads 6. The joints are insulated with a protective layer, for example, of silicone.

При подключении к источнику питания по тоководу 6 электрический ток поступает и нагревает токопроводящий резистивный элемент 1. Выделяющееся резистивным элементом 1 тепло поступает вверх от подложки 2 к вышележащей поверности и нагревает ее.When connected to a power source via current lead 6, electric current enters and heats the conductive resistive element 1. The heat released by the resistive element 1 flows upward from the substrate 2 to the overlying surface and heats it.

Материалы ленты или жил, подложки 2 и пленки 3, схема укладки ленты или жил на подложке 2 электронагревателя могут быть подобраны специально по проведенным электротехническим и теплотехническим расчетам либо выполнены типовым образом. Типоразмер резистивного элемента и схему его размещения выбирают в зависимости от требуемой мощности и напряжения электропитания.The materials of the tape or cores, the substrate 2 and the film 3, the layout of the tape or cores on the substrate 2 of the electric heater can be selected specifically for the electrical and heat engineering calculations or performed in a typical way. The size of the resistive element and its layout are selected depending on the required power and voltage.

Электронагреватель имеет толщину до 10 мм, обеспечивает направленное теплоизлучение.The electric heater has a thickness of up to 10 mm, provides directional heat radiation.

Для универсальности укладки и удобства монтажа, электронагреватели целесообразно выпускать в виде рулонов, имеющих следующие геометрические размеры: ширина - от 0,3 до 2,2 м; длина - от 1 до 200 м; толщина - до 10 мм.For versatility of laying and ease of installation, it is advisable to produce electric heaters in the form of rolls having the following geometric dimensions: width - from 0.3 to 2.2 m; length - from 1 to 200 m; thickness - up to 10 mm.

Рулоны по краям должны иметь технологические зазоры от 0,7-0,25 м, обеспечивающие укладку материала внахлест и/или его скрепление в единую конструкцию по средствам строительных скоб или сшиванием.Rolls at the edges should have technological gaps from 0.7-0.25 m, providing overlapping and / or fastening of the material into a single structure by means of building brackets or stitching.

Claims

1. An electric heater containing a conductive resistive element with leads for connection to a power source, characterized in that the conductive resistive element is made in the form of tape or cores, arranged in rows on a substrate of heat-insulating heat-resistant material suitable for folding into a roll, and laminated together with the substrate electrically insulating heat-resistant film in a single unit, while the findings are equipped with terminals made in the form of a flexible metal braid attached to a conductive resis element, and provided with a protective coating of non-woven geotextiles.

2. The electric heater according to claim 1, characterized in that the fastening is made with metal brackets or high-strength textile threads.

3. The electric heater according to claim 1, characterized in that it is further provided with perforation between the rows of the conductive resistive element.

4. The electric heater according to claim 1, characterized in that the conductive resistive element is made in the form of a tape of material based on a high-strength carbon compound or anodized metal.

5. The electric heater according to claim 1, characterized in that penofol, or glass wool, or foam rubber with a thickness of not more than 10 mm is used as the material for the substrate.

6. The electric heater according to claim 1, characterized in that the material for the insulating heat-resistant film is selected from the range: polyethylene, or polypropylene, or polyester, or polyester.