Электрический лучистый обогреватель

 

Изобретение относится к системам электрического отопления для обогрева помещений. Корпус обогревателя в поперечном сечении выполнен Е-образной формы с формированием углубления вдоль задней стенки корпуса. Теплоизлучающий элемент расположен внутри корпуса и снабжен образованным вдоль его продольной оси держателем электронагревателя. Держатель выполнен с С-образным поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя. Толщина пластины в поперечном сечении выполнена уменьшающейся по направлению от продольной оси к периферии и составляет на краю пластины от 0,1 до 0,5 максимальной толщины пластины. Канавки выполнены глубиной, составляющей от 0,2 до 0,3 ширины канавки, а расстояние между осями соседних канавок составляет от 1,05 до 1,4 ширины канавки. В результате достигается повышение КПД обогревателя. 4 ил.

Изобретение относится к системам электрического отопления для обогрева помещений жилых или других зданий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрический лучистый обогреватель, содержащий корпус с опорными торцевыми крышками и центральной опорой, выполненный в виде пластины переменного профиля, теплоизлучающий элемент с параллельными канавками на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент и трубчатый электронагреватель (см. , например, свидетельство на полезную модель RU 12314 UI, 16.12.1999).

Данный обогреватель позволяет интенсифицировать обогрев помещений, однако существенное значение на эффективность обогрева оказывают конструктивные особенности выполнения обогревателя.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение КПД обогревателя за счет оптимизации выполнения теплоизлучающего элемента и корпуса обогревателя.

Указанная задача решается за счет того, что электрический лучистый обогреватель содержит корпус с опорными торцевыми крышками и центральной опорой, выполненный в виде пластины переменного профиля, теплоизлучающий элемент с параллельными канавками на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент и трубчатый электронагреватель, при этом корпус в поперечном сечении выполнен Е-образной формы с формированием углубления вдоль задней стенки корпуса, теплоизлучающий элемент расположен внутри корпуса и снабжен образованным вдоль его продольной оси держателем электронагревателя, причем держатель выполнен с С-образным поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя, толщина пластины в поперечном сечении выполнена уменьшающейся по направлению от продольной оси к периферии и составляет на краю пластины от 0,1 до 0,5 максимальной толщины пластины, канавки выполнены глубиной, составляющей от 0,2 до 0,3 ширины канавки, а расстояние между осями соседних канавок составляет от 1,05 до 1,4 ширины канавки.

Анализ работы обогревателя показал, что эффективность работы электрического лучистого обогревателя в существенной степени зависит от того, каким образом организована передача тепла от трубчатого электронагревателя к теплоизлучающей пластине и от последней к окружающей ее среде. В частности выполнение теплоизлучающей пластины с выполненным на ней держателем электронагревателя с С-образным поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя. В случае, если электронагреватель в поперечном сечении образован окружностью, то С-образный канал выполняют цилиндрическим. В этом случае его диаметр равен наружному диаметру электронагревателя. Сопряжение наружной поверхности электронагревателя и поверхности С-образного канала позволяет максимально сократить тепловые потери при передаче тепла от нагревателя к пластине. Однако не меньшее значение имеет процесс распределения тепла по теплоизлучающей пластине с учетом процесса передачи тепла пластиной окружающей среде. Было установлено, что выполнение пластины, имеющей толщину на краю, составляющую от 0,1 до 0,5 от максимальной толщины пластины, в зоне размещения держателя электронагревателя позволяет обеспечить интенсивную передачу тепла от середины пластины к ее краю, причем уменьшение толщины пластины к ее краю в указанном диапазоне не приводит к снижению эффективности тепла. На работу обогревателя, а конкретнее на распределение тепла теплоизлучающим элементом в окружающей среде, оказывает влияние то, каким образом выполнены канавки в пластине теплоизлучающего элемента.

Было установлено, что выполнение канавок с указанными выше соотношениями ширины и глубины канавок, а также расстояние между осями соседних канавок позволяет равномерно распределять тепло в окружающей среде с созданием "теплового конуса", исходящего из пластины теплоизлучающего элемента. В результате достигается быстрый и равномерный прогрев помещения по его высоте при расположении описываемого электрического лучистого обогревателя, например на потолке обогреваемого помещения.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - повышения КПД обогревателя за счет оптимизации выполнения теплоизлучающего элемента и корпуса обогревателя.

На фиг.1 представлен продольный разрез Б-Б электрического лучистого обогревателя; на фиг. 2 - сечение А-А по фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А по фиг.1 (вариант выполнения); на фиг. 4 - вид I по фиг. 2.

Электрический лучистый обогреватель содержит корпус 1 с опорными торцевыми крышками 2, 3 и центральной опорой 4, выполненный в виде пластины переменного профиля теплоизлучающий элемент 5 с параллельными канавками 6 на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент 7 и трубчатый электронагреватель 8. Корпус 1 в поперечном сечении выполнен Е-образной формы с формированием углубления 9 вдоль задней стенки 10 корпуса 1. Теплоизлучающий элемент 5 расположен внутри корпуса 1 и снабжен образованным вдоль продольной оси теплоизлучающего элемента 5 держателем 11 электронагревателя 8, причем в держателе 11 выполнен С-образный канал с поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя 8. Обогреватель может быть выполнен с несколькими теплоизлучающими пластинами 5. Толщина (S) пластины в поперечном сечении выполнена уменьшающейся по направлению от продольной оси к периферии и составляет на краю пластины от 0,1 до 0,5 максимальной толщины пластины, канавки 6 выполнены глубиной (В), составляющей от 0,2 до 0,3 ширины (Н) канавки 6, а расстояние (L) между осями соседних канавок 6 составляет от 1,05 до 1,4 ширины канавки 6.

Канавки 6 могут быть выполнены вдоль теплоизлучающей пластины, поперек нее, под наклоном к продольной оси пластины, криволинейными, в виде дуги окружности, в виде концентрично расположенных эллипсов или в виде совокупности коротких канавок. Теплоизлучающий элемент 5 может быть выполнен из цветных металлов и их сплавов, токопроводящих материалов, конструкционных теплопроводящих полимеров, стеклопластиков, углепластиков, армированных полимеров, теплостойких полимеров, минералосодержащих материалов, пористых огнестойких материалов. Обогреватель может содержать лампу индикации работы обогревателя, в корпусе 1 обогревателя над теплоизлучающим элементом 5 может быть размещен отражательный элемент 12, а сам корпус 1 может быть выполнен из конструкционных полимеров, из слоистых материалов или из других материалов, допускающим работу с теплоизлучающим элементом 5, а на боковых стенках корпуса 1 могут быть выполнены впадины или выступы.

При подаче электроэнергии на трубчатый электронагреватель 8 последний, нагреваясь, передает тепло через держатель теплоизлучающей пластине элемента 5. Тепловые лучи пластины теплоизлучающего элемента 5 достигают пола и нагревают предметы, находящиеся в помещении, в результате производится прогрев всего помещения. Как правило, обращенная к полу поверхность пластины теплоизлучающего элемента 5 нагревается до 200^oC. При такой температуре нагрева до 90% энергия преобразуется в лучистый инфракрасный поток, при этом в случае подвески обогревателя под потолком температура воздуха на уровне головы человека будет на 1-2^oC ниже температуры на уровне пола помещения.

Таким образом, в отличие от традиционных источников конвекционного обогрева помещения, например маслянного радиатора или батареи центрального отопления, требуется меньшая затрата энергии на прогрев помещения до заданной температуры.

Настоящее изобретение может быть использовано везде, где требуется отапливать помещения, например жилые здания, при минимальных капитальных затратах на организацию отопления.

Формула изобретения

Электрический лучистый обогреватель, содержащий корпус с опорными торцевыми крышками и центральной опорой, выполненный в виде пластины переменного профиля, теплоизлучающий элемент с параллельными канавками на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент и трубчатый электронагреватель, отличающийся тем, что корпус в поперечном сечении выполнен Е-образной формы с формированием углубления вдоль задней стенки корпуса, теплоизлучающий элемент расположен внутри корпуса и снабжен образованным вдоль его продольной оси держателем электронагревателя, причем держатель выполнен с С-образным поперечным сечением с возможностью сопряжения с боковыми образующими электронагревателя, толщина пластины в поперечном сечении выполнена уменьшающейся по направлению от продольной оси к периферии и составляет на краю пластины от 0,1 до 0,5 максимальной толщины пластины, канавки выполнены глубиной, составляющей от 0,2 до 0,3 ширины канавки, а расстояние между осями соседних канавок составляет от 1,05 до 1,4 ширины канавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4