Ячейка энергосберегающего нагревательного элемента

Изобретение относится к области электротехники, а в частности к электрическим приборам и устройствам, используемым в холодное время года для отопления бытовых и производственных помещений, а также салонов и кабин подвижного состава пассажирского и индивидуального транспорта. Ячейка нагревательного элемента содержит радиаторы с теплопередающими поверхностями и основаниями, размещенные между последними электроды и нагревательные элементы, при этом нагревательные элементы выполнены в виде терморезисторов, установленных между электродами, а между основаниями радиаторов и электродами выполнены электроизоляционные слои. Техническим результатом изобретения является создание электроотопительных устройств, позволяющих значительно (от 4 до 10 раз) экономить потребляемую электроэнергию при аналогичной теплоотдаче по сравнению с существующими устройствами (бытовыми конвекторами, отопителями салонов трамваев и троллейбусов и т.п.). 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а в частности, к электрическим приборам и устройствам, используемым в холодное время года для отопления бытовых и производственных помещений, а также салонов и кабин подвижного состава пассажирского и индивидуального транспорта.

Известен нагревательный элемент, содержащий узел нагревательного тела, включающий в себя нагревательный элемент, элемент электрода, наложенный на нагревательный элемент, изолирующий лист и радиатор (RU 2435335 С1 27.11.2011).

Недостатком известной конструкции является то, что форма и малая масса радиатора при естественной и принудительной конвекции способствуют значительному охлаждению нагревательных элементов, следствием чего является высокое потребление устройством электрической энергии.

Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств -нагревательных приборов.

Техническим результатом изобретения является создание электроотопительных устройств, позволяющих, значительно (от 4 до 10 раз) экономить потребляемую электроэнергию при аналогичной теплоотдаче по сравнению с существующими устройствами (бытовыми конвекторами, отопителями салонов трамваев и троллейбусов и т.п.).

Технический результат достигается, что ячейка нагревательного элемента содержит радиаторы с теплопередающими поверхностями и основаниями, размещенные между последними электроды и нагревательные элементы, при этом нагревательные элементы выполнены в виде терморезисторов, установленных между электродами, а между основаниями радиаторов и электродами выполнены электроизоляционные слои.

Теплообменная поверхность может быть выполнена в виде конусных штырей, установленных рядами в шахматном порядке.

Теплообменная поверхность может быть выполнена в виде ребер.

Электроизоляционные слои могут быть выполнены из слюды или высокотемпературной эмали (лака).

Ячейка может быть снабжена стягивающими элементами в виде зажимов или винтовых соединений.

На фиг.1 представлен общий вид нагревательного элемента.

На фиг.2 - вид элемента сбоку.

Электронагревательный элемент, в зависимости от конструкции и требованию по тепловой отдаче, предъявляемых к конкретному отопительному устройству, собирается из ячеек, имеющих между собой параллельное электрическое соединение. Причем, он может состоять как из одного, так и нескольких рядов соединенных между собой ячеек.

Ячейка электронагревательного энергосберегающего элемента состоит из двух металлических радиаторов 1 и 2, изготовленных из алюминия силумина, меди или стали. Основание радиатора может иметь толщину от 1,5 мм до 6,0 мм. Теплоотдающая поверхность радиатора может иметь ребристую или штыревую игольчатую форму. Плоские поверхности радиаторов и соприкасающиеся с ними поверхности электродов 3 и 4 разделены электроизоляционным слоем 5 и 6, выполненным из слюды или высокотемпературной эмали (лака). С помощью электродов 3 и 4 электрическое напряжение подводится к терморезистору 7, материал которого имеет положительный коэффициент электрического сопротивления (РТС-резистор или позистор). Вся конструкция стягивается с помощью специальных зажимов или винтовыми соединениями, обеспечивающими надежный контакт между электродами 3 и 4 и электродами терморезистора 7. Гидроизоляция ячейки обеспечивается с помощью высокотемпературного герметизирующего материала 8.

Например, ячейка электронагревательного энергосберегающего элемента высотой А равной 90 мм, шириной В равной 61 мм и длиной Е равной 100 мм, состоит из двух радиаторов из силумина с толщиной основания Д равной 3 мм. Радиаторы имеют по семнадцать рядов конусных штырей, расположенных в шахматном порядке, как показано на рисунке. Данное расположение штырей обеспечивает более эффективный нагрев воздуха при конвекции, за счет увеличения площади контакта воздуха с нагретой поверхностью. Электроды изготовлены из листового алюминия толщиной 1,5 мм. В конструкции ячейки использовано два терморезистора прямого нагрева марки РТС-НТ, серийно выпускаемых Витебским заводом радиодеталей (РУНПП «ВЗРД»). Данная ячейка в установившемся режиме (через 10 минут после подключения напряжения 220 В переменного тока), имеет потребляемую мощность не более 50 Вт.

Установленный в корпусе бытового конвектора, собранный из четырех ячеек нагревательный элемент, при температуре окружающего воздуха 16 градусов Цельсия, на расстоянии 4 см от выходного отверстия конвектора, позволил получить температуру воздуха равную 92,5 градусов Цельсия. Потребляемая электрическая мощность составила 190-210 Вт. При этом, до замены спирального нагревательного элемента, потребляемая мощность конвектора составляла 2000 Вт, а температура воздуха на выходе, при прочих равных условиях, составляла 87 градусов Цельсия. Таким образом, при практически одинаковой теплоотдаче, имеет место десятикратное снижение потребляемой электрической энергии.

Конструкция ячейки электронагревательного энергосберегающего элемента, при 30-40% повышении потребляемой мощности, позволяет использовать принудительную конвекцию с помощью вентилятора, что до трех раз увеличивает объем теплого воздуха, выходящего из конвектора. Указанные эффекты достигаются, прежде всего тем, что использование массивных радиаторов не позволяет воздуху при конвенции охлаждать непосредственно поверхность терморезистора. В данном случае, его рабочий температурный диапазон находится вблизи Температуры Кюри керамического материала, из которого изготовлен терморезистор. Следует также отметить, что сборная из ячеек конструкция электронагревательного элемента, позволяет в одном типоразмере корпуса получить отопительные приборы различной тепловой мощности, что дает возможность их унифицировать и удешевить производство.

1. Ячейка нагревательного элемента, характеризующаяся тем, что содержит радиаторы с теплопередающими поверхностями и основаниями, размещенные между последними электроды и нагревательные элементы, при этом нагревательные элементы выполнены в виде терморезисторов, установленных между электродами, а между основаниями радиаторов и электродами выполнены электроизоляционные слои.

2. Ячейка по п.1, характеризующаяся тем, что теплообменная поверхность выполнена в виде конусных штырей, установленных рядами в шахматном порядке.

3. Ячейка по п.1, характеризующаяся тем, что теплообменная поверхность выполнена в виде ребер.

4. Ячейка по п.1, характеризующаяся тем, что электроизоляционные слои выполнены из слюды или высокотемпературной эмали (лака).

5. Ячейка по п.1, характеризующаяся тем, что снабжена стягивающими элементами в виде зажимов или винтовых соединений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники, к технологии нагрева жидких и др. .

Изобретение относится к области теплотехники, непосредственно к технологии нагрева жидких, полужидких или твердых субстанций, размещенных внутри цилиндрических неподвижных емкостей с плоским днищем, посредством их нагрева снизу, со стороны днища, снаружи.

Изобретение относится к отопителю для транспортного средства. .

Изобретение относится к области теплотехники, а непосредственно к технологии нагрева жидких субстанций внутри цилиндрических неподвижных емкостей с плоским днищем посредством нагрева днища снаружи.

Изобретение относится к нагревательным элементам. .

Изобретение относится к плоскому вырабатывающему теплоту элементу, предназначенному для использования на рулевых колесах автомобильных транспортных средств и моторных катеров.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к установке для подогрева площадок, а именно спортивных площадок, с использованием кабелей (9, 9', 9"), по которым подается электрический ток и которые заглублены в грунт площадки.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении радиаторов отопления. Радиатор с высокой эксплуатационной подвижностью содержит рассеивающий элемент, имеющий опоры для его соединения со стеной.

Группа изобретений относится к энергетике и может использоваться в нефтегазовой, химической, металлургической и других отраслях промышленности для получения нагретого воздуха.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах для одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате.

Изобретение относится к области теплотехники и предназначено для использования в теплообменном оборудовании микрогазотурбинных двигателей (µГТД). .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в строительстве при установке отопительных радиаторов, в частности у витрин и остекленных стен. .

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в теплообменных устройствах для отопления помещений. .

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для подогрева жидкостей, газов и их смесей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для обеспечения технологических процессов, например для подогрева природного газа.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к воздухонагревательным отопительным системам с использованием газовых воздухонагревателей, и может быть использовано для автономного воздушного отопления зданий и сооружений.

Изобретение относится к керамической горелке. .

Изобретение относится к области мобильных нагревателей воздуха и может найти применение для подогрева двигателей внутреннего сгорания, для сушки спецодежды и обуви в климатических условиях крайнего Севера.

Изобретение относится к отопительной технике, а именно к системам водяного отопления. Предлагаемый радиатор является разборным и состоит из труб любого сечения, причем количество труб возможно от 1 до 6, причем, если количество труб более одной, то оно должно быть четным, к трубам жестко присоединены две пластины со сквозными фрезерованными окнами под профиль трубы - левая и правая, причем количество фрезерованных окон соответствует количеству труб, далее к этой конструкции крепятся две боковые крышки с фрезерованными каналами, которые обеспечивают процесс циркуляции, в боковых крышках имеются резьбовые отверстия для подсоединения радиатора к системе отопления, по два отверстия на крышку, кроме того, внутри верхней или нижней трубы в случае количества труб больше одной располагается вставка, представляющая собой трубу меньшего диаметра с резьбой на одном из концов, которая вкручивается в резьбовое отверстие, выполненное в крышке, и законтривается гайкой, отверстие крышки имеет заглушку в зависимости от схемы движения теплоносителя. Технический результат - увеличение срока эксплуатации, облегчение ремонтно-эксплуатационных работ. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а в частности к электрическим приборам и устройствам, используемым в холодное время года для отопления бытовых и производственных помещений, а также салонов и кабин подвижного состава пассажирского и индивидуального транспорта. Ячейка нагревательного элемента содержит радиаторы с теплопередающими поверхностями и основаниями, размещенные между последними электроды и нагревательные элементы, при этом нагревательные элементы выполнены в виде терморезисторов, установленных между электродами, а между основаниями радиаторов и электродами выполнены электроизоляционные слои. Техническим результатом изобретения является создание электроотопительных устройств, позволяющих значительно экономить потребляемую электроэнергию при аналогичной теплоотдаче по сравнению с существующими устройствами. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх