Обігрівальна панель з функцією бойлера

Реферат: UA 86916 U UA 86916 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі теплоенергетики, а саме: до пристроїв променистого (інфрачервоного) обігріву, та може бути використана в системах децентралізованого опалення житлових і промислових приміщень, а також для отримання гарячої води на різні потреби. Відомий панельний нагрівальний елемент, що містить теплоємну панель із природного каменю із закріпленим на її зворотній стороні електричним нагрівачем, і відбиваючу панель, внутрішня поверхня якої виконана дзеркальною і розташована на заданому віддаленні від електричного нагрівача з утворенням відкритого назовні повітряного простору, при цьому обидві панелі скріплені між собою болтами [див. патент Російської Федерації № 2038545 С1 з класу F24H 3/04 опублікований 27.06.1995 року]. Недоліком відомого пристрою є його функціонально-конструктивна недосконалість, яка полягає у наступному: через наявність відкритого назовні повітряного простору між теплоємною і відбиваючою панелями занадто велика частка теплопередачі припадає на конвективний обмін (природну конвекцію), що суперечить характеру променистого (інфрачервоного) опалення. Отже, відомий панельний нагрівальний елемент, незважаючи на наявність досить ефективного джерела інфрачервоного випромінювання - кам'яної панелі, не відповідає санітарно-гігієнічним нормам, оскільки сушить повітря, разом з висхідним конвекційним потоком піднімає пил, спричиняючи у людей різноманітні захворювання дихальної системи. Крім того, до недоліків відомого панельного нагрівального елемента слід віднести те, що він виготовляється із використанням надзвичайно дорогого і складного в обробці матеріалу - натурального каменю, що спричиняє високу собівартість і масивність конструкції, а також ненадійність та не естетичний вигляд болтового кріплення складових частин конструкції. Цей недолік усунений у керамічній нагрівальній панелі, яка містить безпосередньо теплоємну панель, резистивний нагрівальний елемент і захисний металевий корпус, що закриває задню і торцеві поверхні панелі, при цьому на внутрішній поверхні корпусу нанесене полімерне теплоакумулююче покриття, а на зовнішній поверхні встановлена рейлінгова система кріплення [Патент України № 57399 U з класів F24H 3/04, F24H 9/06, опублікований 25.02.2011 року у Бюл. № 4]. Основним недоліком відомого панельного нагрівального елемента є низький коефіцієнт корисної дії, зумовлений незадовільною випромінювальною здатністю теплоємної панелі, виготовленої із кераміки. Вказана керамічна панель, відповідно до заявленої пропозиції, має незначну товщину, а тому нездатна накопичувати і випромінювати весь об'єм теплової енергії, що надходить від резистивного нагрівального елемента. Крім того відомо, що кераміка є недостатньо міцним і надійним матеріалом, тому керамічна панель до того ж має ще й потенційно обмежений ресурс експлуатації. Найбільш близьким аналогом є обігрівальна панель, яка містить теплоємну панель із загартованого скла, резистивний нагрівальний елемент і захисний шар, що вкриває резистивний нагрівальний елемент, виконаний із порошкових матеріалів, нанесених термічним способом, а також теплоакумулюючу панель з гіпсокартону, а захисний металевий корпус виконаний роз'ємним і складається із задньої захисної панелі та рамки, що з'єднує по периметру складові частини конструкції [Патент України № 74785 U з класів F24H 7/00, F24H 9/02, опублікований 12.11.2012 року у Бюл. № 21]. Основним недоліком відомої обігрівальної панелі є невдосконаленість її конструкції через на наявність теплоакумулюючої панелі з гіпсокартону та захисного металевого корпусу. Цей недолік пояснюється наступним. Обігрівальна панель повинна випромінювати тепло, а не акумулювати його всередині, тому теплоакумулююча панель зайва. Проте, саме для її утримання і застосовується захисний металевий корпус з рамкою збірної конструкції. Власно кажучи, захисний корпус захищає тільки гіпсокаротонову панель (не зрозуміло навіщо і від кого). Якщо б не було цієї теплоакумулючої панелі, то й у корпусі немає сенсу. Проте, ці деталі потребують певних витрат на матеріали, виготовлення та монтаж, що невиправдано здорожує обігрівальний виріб, роблячи його менш привабливим для покупців, а отже, знижує споживчий попит. Другим суттєвим недоліком є обмеженість функціональних можливостей обігрівальної панелі. Наявність цього недоліку обумовлена наступним. Для отримання гарячої води люди традиційно використовують електричні бойлери - окремий енергонасичений засіб, який розташовують частіше у ванній кімнаті або на кухні. В той же час, на кухні чи у ванній кімнаті розташовують обігрівальні панелі - також енегронасичений засіб. Отже, у приміщенні є два енергонасичені засоби, які працюють за однаковим принципом, вживають один вид енергії (електричний струм). Якщо звичайну обігрівальну панель наділити функцією бойлера, то в останньому взагалі немає сенсу, принаймні у холодну пору року, коли працює обігрівальна панель. Влітку ж, коли панель не працює, можна використовувати бойлер, але майже півроку 1 UA 86916 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 він не працює, що дозволяє отримати значну економію електроенергії та саме так заощадити гроші. Навіть влітку можна короткочасно ввімкнути панель для отримання гарячої чи теплої води, наприклад, для миття посуду чи рук. Панель проста не встигне нагріти приміщення, а отже не порушить в ньому комфортний стан. Тим паче, що ванни кімнати та кухні доцільно примусово просушувати, навіть, влітку для запобігання появи неприємних запахів появи грибків, оскільки зазначені приміщення мають підвищену вологість. Зазвичай, обігрівальні панелі використовуються лише у холодну пору року. Тому відсутність у відомій обігрівальній панелі засобу для виробництва гарячої води, є, щонайменше, її конструктивним недоліком, який обмежує її функціональні можливості. В основу корисної моделі поставлено задачу розширення функціональних можливостей нагрівальної панелі з одночасним спрощенням її конструкції та технології виготовлення за рахунок надання їй властивостей бойлера для отримання гарячої води на різні потреби шляхом комплексного конструктивного удосконалення та додання до конструкції звичайного трубчастого теплообмінника. Поставлена задача вирішується тим, що у обігрівальній панелі, яка містить теплоємну панель із загартованого скла, резистивний нагрівальний елемент і захисний шар, що вкриває резистивний нагрівальний елемент, виконаний із порошкових матеріалів, нанесених термічним способом, згідно з корисною моделлю, поряд з резистивним нагрівальним елементом розташований трубчастий теплообмінник, який повторює контур резистивного нагрівального елемента, наприклад зигзагоподібний, та один кінець якого підключений через кран до трубопроводу водопостачання помешкання, а другий - до трубопроводу, що закінчується у раковині чи душової кабінки, чи ванни. Завдяки відсутності теплоакумулюючої панелі з гіпсокартону, та захисного металевого корпусу, підвищується коефіцієнт корисної дії панелі (відтепер все тепло використовується за прямим призначенням, а не нагрів гіпсокартону та металевого корпусу), а також суттєво спрощується конструкція (відмова від зайвих деталей). Завдяки наявності у панелі трубчастого теплообмінника, з'являється можливість отримувати гарячу воду під час роботи обігрівальної панелі. Завдяки тому, що трубчастий теплообмінник повторює контур резистивного нагрівального елемента, гранично скорочується час нагріву води. Завдяки тому, що кран для води розташований на вході до теплообмінника, виключається можливість розігріву сталої води (залишку води, що знаходиться у теплообміннику після перекриття потоку краном) до утворення пари у теплообміннику. Таким чином, запропонована обігрівальна панель має розширені функціонально-споживчі властивості, спрощену конструкцію та підвищений коефіцієнт корисної дії у порівнянні з аналогом. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованої корисної моделі, отриманих завдяки внесенню відповідних конструктивних змін у обігрівальну панель забезпечує досягнення технічного результату. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена запропонована обігрівальна панель з функцією бойлера з частковим вирізом для кращого показу конструкції, вигляд в плані. Запропонована обігрівальна панель з функцією бойлера містить прямокутну тепловипромінювальну панель 1 із загартованого скла. На зворотному боці вказаної скляної панелі 1 розташований резистивний нагрівальний елемент 2, вкритий захисним шаром 3 з порошкових матеріалів, нанесених термічним способом. Поряд з резистивним нагрівальним елементом 2 розташований трубчастий теплообмінник 4, який повторює контур резистивного нагрівального елемента 2. Вхідний патрубок 5 трубчастого теплообмінника 4 підключений через кран 6 до трубопроводу 7 водопостачання помешкання, а вихідний патрубок 8 підключений до трубопроводу 9, що закінчується у раковині чи душової кабінки, чи ванни (не показані). Запропоновану обігрівальну панель з функцією бойлера застосовують наступним чином. Обігрівальну панель монтують на стіну (для цього на її задній поверхні розташовані кріплення будь-якої відомої конструкції - не показані через загальновідомість), підключають до мережі електричного живлення і заземлюють. Під дією електричного струму резистивний нагрівальний елемент 2 виділяє теплову енергію, нагріваючи скляну теплоємну панель 1, яка у свою чергу інтенсивно випромінює інфрачервоне тепло, нагріваючи середовище приміщення. Коли панель підключена до електроструму, у разі потреби на гарячу воду, відкривають кран 6, вода потрапляє з трубопроводу 7 у вхідний патрубок 5 і, далі у теплообмінник 4, де нагрівається, і виходить через вихідний патрубок 8 у трубопровід 9, кінець якого знаходиться над раковиною чи ванною, або у душовій кабінці. У даному випадку панель працює одночасно у 2 UA 86916 U 5 10 15 20 25 30 двох режимах: обігрівача і бойлера. Якщо гаряча вода вже не потрібна, закривають кран 6, і панель працює тільки у режимі обігрівача. Суттєва відмінність запропонованої корисної моделі, у порівнянні з раніше відомими, полягає в тому, що обігрівальна панель оснащена теплообмінником для нагріву води, яку можна отримувати на бажання споживача шляхом подання холодної води у теплообмінник за допомогою крана. Вказана відмінність дозволяє розширити функціональні та споживчі властивості обігрівальної панелі через можливість її роботи не тільки за прямим призначенням, але й режимі бойлера для нагріву води. Жодна з відомих обігрівальних панелей не може мати вказаних властивостей взагалі, оскільки не мають у своєму складі сукупності тих суттєвих ознак, які притаманні заявленому технічному рішенню. До основних технічних переваг пристрою, у порівнянні з аналогом, можна віднести наступне: - розширення функціонально-споживчих властивостей за рахунок можливості використання панелі як бойлера для нагріву води; - підвищення коефіцієнта корисної дії за рахунок вилучення з конструкції перешкод для розповсюдженню тепла; - спрощення конструкції з тієї ж причини. Економічний ефект від використання пристрою, у порівнянні з аналогом, отримують за рахунок поєднання двох побутових приладів (обігрівача та бойлера) у єдину конструкцію, що знижує ціну майже у два рази в порівнянні з ціною перелічених виробів, якщо їх придбати окремо кожний, а також заощаджувати кошти на отримання гарячої води через економію електроенергії. Соціальний ефект від використання пропозиції, у порівнянні з аналогом, отримують за рахунок можливості більш повного задоволення потреб споживачів за допомогою всього одного приладу та за рахунок вивільнення простору у приміщенні за рахунок відсутності бойлеру як окремого досить габаритного приладу. Фахівцю зрозуміло, що вище зазначені лише суттєві ознаки запропонованої обігрівальної панелі з функцією бойлера використання. їх можна доповнювати і/або уточнювати скільки завгодно без зміни сутті пропозиції, сформульованої у формулі об'єкта промислової власності, що заявляється. Вище наведений опис розкриває лише найкращій варіант конструктивного виконання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Обігрівальна панель з функцією бойлера, яка містить теплоємну панель із загартованого скла, резистивний нагрівальний елемент і захисний шар, що вкриває резистивний нагрівальний елемент, виконаний із порошкових матеріалів, нанесених термічним способом, яка відрізняється тим, що поряд з резистивним нагрівальним елементом розташований трубчастий теплообмінник, який повторює контур резистивного нагрівального елемента, наприклад зигзагоподібний, та один кінець якого підключений через кран до трубопроводу водопостачання помешкання, а другий - до трубопроводу, що закінчується у раковині чи душової кабінки, чи ванни. 3 UA 86916 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4