Електрична нагрівальна панель

1. Електрична нагрівальна панель, що містить корпус, резистивний нагрівальний елемент, який розміщений між шарами електроізолюючого полімерного матеріалу, і шар теплоізоляції, розташований на електроізолюючому шарі на одній зі сторін панелі, яка відрізняється тим, що на іншій стороні панелі, між корпусом та електроізолюючим шаром, встановлений другий шар теплоізоляції. 2. Електрична нагрівальна панель за п. 1, яка відрізняється тим, що резистивний нагрівальний елемент виконаний у вигляді стрічки з аморфного металевого сплаву. 3. Електрична нагрівальна панель за п. 1, яка відрізняється тим, що тепловий опір другого шару теплоізоляції менше теплового опору першого шару теплоізоляції. 4. Електрична нагрівальна панель за п. 1, яка відрізняється тим, що тепловий опір другого шару теплоізоляції дорівнює тепловому опору першого шару теплоізоляції. 5. Електрична нагрівальна панель за п. 1, яка відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді плоского короба, відкритого зі сторони першого шару теплоізоляції. 6. Електрична нагрівальна панель за п. 5, яка відрізняється тим, що висота бокових ребер короба корпусу більша товщини шарів теплоізоляції і електроізолюючих шарів. 7. Електрична нагрівальна панель за пп. 1, 3, яка відрізняється тим, що перший шар теплоізоляції має на своїй зовнішній поверхні шар з матеріалу, що має високі відбивальні властивості у довгохвильовому (6-10 мкм) ІЧ діапазоні, наприклад поліровану алюмінієву фольгу. 8. Електрична нагрівальна панель за п. 1, яка відрізняється тим, що корпус виконаний з матеріалу з високими випромінювальними властивостями у довгохвильовому (6-10 мкм) ІЧ діапазоні. 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до області техніки, пов'язаної з електричними приладами для обігріву, та може бути використана для обігріву приміщень будь-якого типу, в технологічному обладнанні, а так само для промислових та інших цілей. Відомі електричні обігрівачі, які включають корпус і розташований у ньому резистивний нагрівальний елемент [1, 2, 3]. В електричних обігрівачах тепло виділяється нагрівальним елементом при протіканні по ньому електричного струму. Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого є електричний нагрівач, що містить корпус, резистивний нагрівальний елемент який розміщено між шарами електроізолюючого полімерного матеріалу і шар теплоізоляції розташований на електроізолюючому шарі на одній з сторін нагрівача [4]. До недоліків відомих нагрівачів слід віднести те, що більша частина теплової енергії, що виділяється нагрівачем, відбирається за рахунок конвективного теплообміну. Це не забезпечує достатню ступінь комфортності при користуванні таким нагрівачем. Тепле повітря, що нагрівається, піднімається до стелі, залишаючи в зоні, де знаходяться люди, холодне повітря. Це приводить до вимушених витрат енергії, погіршує к.к.д. нагрівальних пристроїв В даній корисній моделі ставиться технічна задача підвищення експлуатаційних характеристик електричної нагрівальної панелі, а саме підвищення комфортності при її використанні з одночасним зменшенням споживання електроенергії на обігрів приміщень, технологічного устаткування і т.п. Це можливо завдяки тому, що більша частина теплової енергії, що виділяється нагрівачем випромінюється у довгохвильовому (6÷10мкм) інфрачервоному (ІЧ) діапазоні. Тепловий потік спрямовується безпосередньо на споживача або в місце його можливого перебування. При цьому ІЧ випромінювання нагріває предмети, що знаходяться на його шляху, а теплова енергія від нагрівальної панелі не втрачається на нагрівання повітря у верхній части приміщення, під стелею. Суттєвими ознаками електричної нагрівальної панелі загальними для найближчого аналога і запропонованого рішення є наявність у нього корпусу, резистивного нагрівального елементу, який розміщено між шарами електроізолюючого полімерного матеріалу, і шару теплоізоляції розташованого на електроізолюючому шарі на одній з сторін панелі, згідно корисної моделі, на іншій стороні панелі, між корпусом та електроізолюючим шаром додатково встановлено другий шар теплоізоляції. Другою, суттєвою відмінністю є те, що резистивний нагрівальний елемент виконано у вигляді стрічки з аморфного металевого сплаву. Третьою відмінністю є те, що тепловий опір другого шару теплоізоляції менше теплового опору першого шару теплоізоляції. До відмінностей нагрівальної панелі, що заявляється, відноситься те, що тепловий опір другого шару теплоізоляції дорівнює тепловому опору першого шару теплоізоляції. 45867 4 Однією з відмінностей є те, що корпус виконано у вигляді плоского коробу, відкритого зі сторони першого шару теплоізоляції. При цьому висота бокових ребер коробу корпусу може бути виконаною більше товщини шарів теплоізоляції і електроізолюючих шарів. Ще однією відмінністю також є те, що перший шар теплоізоляції має на своїй зовнішній поверхні шар з матеріалу, що має високі відбивальні властивості у довгохвильовому (6-10мкм) ІЧ діапазоні, наприклад з поліровану алюмінієву фольгу. Відмінністю також є те, що корпус виконано з матеріалу з високими випромінювальними властивостями у довгохвильовому (6-10мкм) ІЧ діапазоні. Відмінністю також є те, що корпус виконано з металу, що покрито матеріалом з високими випромінювальними властивостями у довгохвильовому (6-10мкм) ІЧ діапазоні. При цьому покриття корпусу може мати рівномірно шерехату («шагреневу») поверхню. До відмінностей нагрівальної панелі, що заявляється, відноситься те, що другий шар теплоізоляції і прилеглий до нього електроізолюючий шар виконані спільно. Крім того, відмінністю є те, що другий шар теплоізоляції і прилеглий до нього електроізолюючий шар виконані з однакового матеріалу. Відмінністю також є те, що корпус, шари теплоізоляції, електроізолюючі шари і розміщений між ними резистивний нагрівальний елемент виконані спільно. Ще однією відмінністю також є те, що корпус, шари теплоізоляції, електроізолюючі шари виконані з однакового матеріалу. При цьому поверхня корпусу може бути виконана армованою, наприклад склотканиною. До відмінностей нагрівальної панелі, що заявляється, відноситься те, що корпус виконано у вигляді однієї або двох пластин, на якій / між якими розміщено резистивний нагрівальний елемент, електроізолюючі та теплоізолюючі шари. При цьому, пластини корпусу можуть бути виконані з склотекстоліту Відмінністю також є те, пластина корпусу та другий шар теплоізоляції можуть бути виконані спільно з одного матеріалу. Як один з варіантів пластина корпусу та другий шар теплоізоляції можуть бути виконані з штучного або натурального каменя. Крім того, пластина корпусу може бути виконана з гипсокартону. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображено поперечний розріз електричної нагрівальної панелі; на Фіг.2 - поперечний розріз електричної нагрівальної панелі по А-А; на Фіг.3, 4 і 5 - приклади конструктивного виконання електричної нагрівальної панелі. Електрична нагрівальна панель (див. Фіг.1) складається з корпусу 1 і резистивного нагрівального елементу 2, який може бути виконаним у вигляді тонкої стрічки з металевого, наприклад, аморфного сплаву. Ці сплави відрізняються високим значенням питомого опору 1,2-1,6*10-6 Ом*м. Один з можливих варіантів розміщення нагрівального елементу 2 в панелі показано на Фіг.2. 5 45867 6 Нагрівальній елемент 2 покрито шаром електградусів нижча температури тієї ж поверхні виміроізолятора 3. В якості електроізолюючого покритряної пірометром. До таких саме висновків дійшли тя струмопровідної стрічки використовують різнокористувачі, які добре відчували тепло, що випроманітні полімерні матеріали, такі як, наприклад, мінювала панель. поліофеліни, поліаміди, полістирол, епоксидна Виготовлення корпусу 1 або нанесення на ньосмола. На одній з сторін панелі, на електроізолюго матеріалу з високими випромінювальними влаючому шарі 3, розташовано шар теплоізоляції 4. З стивостями у довгохвильовому (6-10мкм) ІЧ діапаіншого боку, між корпусом 1 і електроізолюючим зоні підвищує випромінювальну властивість шаром 3 розміщено другий шар теплоізоляції 5. В нагрівальної панелі. Для цього ж покриття корпусу залежності від призначення електричної нагріва1 може мати рівномірно шерехату («шагреневу») льної панелі шар теплоізоляції 4 і 5 можуть мати поверхню. як різні так і однакові теплові опори. В тому разі Варіанти конструктивного виконання електриколи тепловий опір шару теплоізоляції 4 більше чної нагрівальної панелі в яких теплове випромітеплового опору шару теплоізоляції 5 електрична нювання відбувається з її обох сторін приведені на нагрівальна панель має анізотропні випромінюваФіг.3 і 4. В даному випадку теплові опори шарів льні властивості. Для підсилення таких властивостеплоізоляції 4 і 5 вибирають однаковими. тей шар теплоізоляції 4 може мати на своїй зовніСлід зауважити, що при потребі електроізошній поверхні шар 6 з матеріалу, що має високі люючій шар 3, шари теплоізоляції 4 та 5, корпус 1 відбивальні властивості у довгохвильовому (6(всі разом, або в будь якій комбінації) можуть бути 10мкм) ІЧ діапазоні. З цією ж метою корпус 1 виковиконані спільно і з одного матеріалу. Наприклад, нується у вигляді плоского коробу, відкритого зі при належному виборі товщини шарів, всі вони сторони першого шару теплоізоляції 4. При цьому виконані з епоксидного компаунду. Для надання висота бокових ребер коробу корпусу 1 виконана міцності такій конструкції вона може бути армовабільше товщини шарів теплоізоляції і електроізона склотканиною. люючих шарів, що підвищує теплоізоляцію нероЩе один варіант виконання нагрівальної панебочої сторони панелі за рахунок повітряного пролі наведено на Фіг.5. Ця конструкція може бути шарку. вмонтована в стінове покриття. В цьому випадку Роботу пристрою розглянемо на прикладі елетеплоізоляційний шар 5 і корпус 1 виконані сумісно ктричної нагрівальної панелі з анізотропними виі з одного матеріалу. В якості матеріалу може бути промінювальними властивостями. використано гипсокартон, натуральне або штучне При підключенні нагрівальної панелі до джекаміння необхідної товщини. На зворотній стороні рела електричного живлення електричний струм гипсокартону або каменю монтується нагрівальний проходить через нагрівальний елемент 2, на якому елемент 2 розміщений між електроізолюючими виділяється тепло, величина якого Q відповідає шарами 3 і який теплоізолюється шарами 4 і 6. закону Джоуля-Ленца Q=I2 RT, де І - струм, що Бажано щоб між шаром 6 і стіною залишався повіпротікає через нагрівальний елемент, R тряний зазор. електричний опір нагрівального елемента, Т - час При виборі матеріалів для виготовлення нагріпроходження струму через нагрівальний елемент вальної панелі слід враховувати те, що темпера2. тура поверхні її корпусу не повинна перевищувати Теплові потоки від нагрівального елементу 2 72°С згідно санітарних норм. розповсюджується в «робочу» і «неробочу» стороПри використанні електричної нагрівальної ни нагрівальної панелі пропорційно тепловим опопанелі для обігріву приміщень, наприклад, для рам теплоізоляційних шарів 4 і 5. Наявність шару 6 забезпечення достатньо комфортних умов у кімназ полірованої алюмінієвої фольги і повітряного ті площею 10-15м2 досить однієї панелі розмірами зазору утвореного високими ребрами корпусу 1 500×800мм потужністю 500Вт. дозволяє звести тепловий потік в «неробочу» стоТаким чином конструкція електричної нагріварону до мінімуму. Таким чином майже все тепло, льної панелі, що заявляється забезпечує підвищо виділяється спрямовується на «робочу» сторощення комфортності при її використанні з одночану панелі. сним зменшенням споживання електроенергії, Коло поверхні корпусу 1 тонкий прошарок попідвищуючи ти самим її експлуатаційні характеривітря нагрівається і формує незначний конвективстики. ний потік, який спливає вгору. Цей потік відбирає Перелік посилань. частину тепла від поверхні, знижуючи її темпера1. Патент США US5641421 Amorphous metallic туру завдяки наявності шару теплоізоляції 5. З alloy electrical heater systems. пониженням температури поверхні корпусу 1 зме2. Патент України № 22234, МПК Н05В 3/34 ншується і конвективна тепловіддача. Одночасно Плоский гнучкий електрообігрівальний елемент. відбувається перерозподіл теплового потоку в 3. Патент України № 75191, МПК Н05В 3/34 нагрівальній панелі і більша його частина віддаГнучкий електронагрівальний елемент. ється в навколишнє середовище випромінюван4. Патент України № 27446, МПК Н05В 3/20 ням. Про це свідчать результати вимірювання Енергозберігаючий електричний нагрівач плоских температура, яку фіксувала термопара, що була та циліндричних поверхонь. розміщена на поверхні корпусу 1, була на 10 - 15 7 45867 8 9 Комп’ютерна верстка М. Мацело 45867 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601