RU96306U1

RU96306U1 - FILM ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU96306U1
Application number: RU2010109494/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Панасюк; Владимир Николаевич Лукьянов; Юрий Васильевич Мантуров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Завод "Рациональные отопительные системы"
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2010-07-20

Abstract

1. Пленочный электронагреватель, содержащий два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий элемент, имеющий в плане меандровую форму и снабженный выводами для подключения к электрической сети, отличающийся тем, что к внешней стороне одной из электроизоляционных пленок присоединен излучающий элемент в виде металлической фольги или в виде металлического слоя толщиной от 10 нм до 1 мм, нанесенного напылением или осаждением. ! 2. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий элемент выполнен в виде параллельных полос, соединенных последовательно путем их г-образного загиба в сторону следующей полосы поочередно с одной и с другой стороны. ! 3. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий элемент выполнен в виде непрерывной полосы с образованием меандровой формы. ! 4. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий элемент выполнен в виде параллельных полос, соединенных последовательно перемычками поочередно с одной и другой стороны. 1. A film electric heater containing two layers of a flexible electrical insulating film, between which a resistive heating element is placed, having a meander shape and equipped with leads for connection to an electric network, characterized in that a radiating element in the form of a metal is connected to the outer side of one of the electrical insulating films foil or in the form of a metal layer with a thickness of 10 nm to 1 mm, deposited by sputtering or deposition. ! 2. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating element is made in the form of parallel strips connected in series by their g-shaped bend in the direction of the next strip alternately from one and the other side. ! 3. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating element is made in the form of a continuous strip with the formation of a meander shape. ! 4. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating element is made in the form of parallel strips connected in series by jumpers alternately on one and the other side.

Description

Полезная модель относится к области электротермии, в частности к плоским гибким электронагревателям излучающего типа, применяемым для обогрева бытовых, хозяйственных и производственных помещений, а также как элементы систем удаления влаги, антиобледенения и сушки различных покрытий.The utility model relates to the field of electrothermics, in particular to flat flexible radiating type electric heaters used for heating domestic, household and industrial premises, as well as elements of moisture removal, anti-icing and drying systems for various coatings.

Известен пленочный электронагреватель (RU 84660, кл. Н05В 3/36, опубл. 10.07.2009 г.), содержащий резистивный нагревающий и излучающий элемент меандровой формы в виде непрерывной ленты из фольги прецизионного токопроводящего материала и излучающий элемент из алюминиевой фольги, размещенные между двух слоев гибкой электроизоляционной пленки. При этом резистивный нагревающий и излучающий элемент и излучающий элемент разделены слоем аналогичной гибкой электроизоляционной пленки. Резистивный нагревающий элемент снабжен выводами для подключения к электрической сети.A known electric film heater (RU 84660, class Н05В 3/36, published July 10, 2009) containing a resistive heating and radiating element of a meander shape in the form of a continuous tape of foil of a precision conductive material and a radiating element of aluminum foil placed between two layers of flexible electrical insulation film. In this case, the resistive heating and radiating element and the radiating element are separated by a layer of a similar flexible electrical insulating film. The resistive heating element is equipped with leads for connection to an electrical network.

Наличие слоя внешней гибкой электроизоляционной пленки, покрывающей излучающий элемент, являющейся отчасти теплоизолятором, снижает интенсивность излучения излучающим элементом инфракрасного теплового потока, что в свою очередь приводит к снижению коэффициента полезного действия электронагревателя.The presence of a layer of an external flexible insulating film covering the radiating element, which is partly a heat insulator, reduces the radiation intensity by the radiating element of the infrared heat flux, which in turn leads to a decrease in the efficiency of the electric heater.

В качестве прототипа принят пленочный электронагреватель (RU 2088047, кл. Н05В 3/18, Н05В 3/36, опубл. 20.08.1997 г.), представляющий собой резистивный излучающий элемент плоской зигзагообразной формы, снабженный выводами для подключения к электрической сети, размещенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками. Резистивный излучающий элемент выполнен из фольги аморфного сплава металлов или переходных металлов с металлоидами.As a prototype, a film electric heater was adopted (RU 2088047, class Н05В 3/18, Н05В 3/36, publ. 08/20/1997), which is a resistive radiating element of a flat zigzag shape, equipped with leads for connecting to an electrical network, located between two flexible heat-resistant electrical insulating films. The resistive radiating element is made of a foil of an amorphous alloy of metals or transition metals with metalloids.

Недостатком электронагревателя является неравномерность излучаемого инфракрасного теплового потока в результате размещения полос резистивного излучающего элемента, образующих его зигзагообразную форму, на некотором расстоянии друг от друга. В электронагревателе для формирования необходимого равномерного теплового потока требуется расположение полос резистивного излучающего элемента на расстоянии не более 2 мм друг от друга, что приводит к значительному удорожанию электронагревателя, примерно 50% стоимости которого составляет стоимость материала резистивного элемента.The disadvantage of an electric heater is the unevenness of the emitted infrared heat flow as a result of the placement of the bands of the resistive radiating element forming its zigzag shape at a certain distance from each other. In the electric heater, the formation of the necessary uniform heat flux requires the arrangement of bands of the resistive radiating element at a distance of no more than 2 mm from each other, which leads to a significant increase in the cost of the electric heater, about 50% of the cost of which is the cost of the material of the resistive element.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении излучающей способности (КПД) электронагревателя и снижении его себестоимости.The problem to which the utility model is directed is to increase the emissivity (efficiency) of the electric heater and reduce its cost.

Решение поставленной задачи в пленочном электронагревателе, содержащем два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий элемент, имеющий в плане меандровую форму, и снабженный выводами для подключения к электрической сети, достигается тем, что к внешней стороне одной из электроизоляционных пленок присоединен излучающий элемент в виде металлической фольги или в виде металлического слоя толщиной от 10 нм до 1 мм, нанесенного напылением или осаждением.The solution of this problem in a film electric heater containing two layers of flexible electrical insulation film, between which a resistive heating element is arranged, having a meander shape in plan and equipped with leads for connection to an electric network, is achieved by the fact that a radiating element is connected to the outer side of one of the electrical insulation films in the form of a metal foil or in the form of a metal layer with a thickness of 10 nm to 1 mm, deposited by sputtering or deposition.

При этом, резистивный нагревающий элемент может быть выполнен в виде параллельных полос, соединенных последовательно путем их г-образного загиба в сторону следующей полосы поочередно с одной и с другой стороны или в виде непрерывной полосы с образованием меандровой формы, а также в виде параллельных полос, соединенных последовательно перемычками поочередно с одной и другой стороны.In this case, the resistive heating element can be made in the form of parallel strips connected in series by their g-shaped bend towards the next strip alternately from one and the other side or in the form of a continuous strip with the formation of a meander shape, as well as in the form of parallel stripes, connected in series by jumpers alternately from one and the other side.

Инфракрасный тепловой поток от излучающего элемента, покрытого с одной стороны электроизоляционной пленкой, отделяющей его от резистивного элемента, обладающей теплоизоляционным свойством, излучается по пути наименьшего сопротивления, т.е. большая часть инфракрасного теплового потока излучается со стороны не закрытой электроизоляционной пленкой и направляется в пространство помещения.An infrared heat flux from a radiating element coated on one side with an insulating film separating it from a resistive element having a heat-insulating property is emitted along the path of least resistance, i.e. most of the infrared heat flux is emitted from the side by an uninsulated electrical insulating film and is directed into the space of the room.

Таким образом, интенсивность излучения инфракрасного теплового потока, направленного внутрь помещения увеличивается, КПД электронагревателя повышается.Thus, the radiation intensity of the infrared heat flux directed into the room increases, the efficiency of the electric heater increases.

В аналоге же (RU 84660), где излучающий элемент покрыт с обеих сторон электроизоляционной пленкой, инфракрасный тепловой поток разделяется на две части и излучается практически в одинаковой степени в обоих направлениях и в пространство помещения излучается тепловой поток меньшей интенсивности, что существенным образом сказывается на эффективности работы пленочного электронагревателя.In the analogue (RU 84660), where the radiating element is coated on both sides with an insulating film, the infrared heat flux is divided into two parts and emitted almost equally in both directions and a lower heat flux is emitted into the space, which significantly affects the efficiency film heater operation.

Отсутствие слоя внешней дорогостоящей электроизоляционной пленки, покрывающей излучающий элемент, снижает себестоимость пленочного электронагревателя, что естественным образом сказывается на его потребительских свойствах.The absence of a layer of an external expensive electrical insulating film covering the radiating element reduces the cost of the film electric heater, which naturally affects its consumer properties.

Как правило, толщина электроизоляционной пленки, размещенной между резистивным нагревающим и излучающим элементами достаточна для исключения возможности замыкания резистивного нагревающего элемента на излучающий элемент, т.е. отсутствие внешней электроизоляционной пленки, закрывающей излучающий элемент, не приводит к снижению электробезопасности при эксплуатации и монтаже пленочного электронагревателя.As a rule, the thickness of the insulating film placed between the resistive heating and radiating elements is sufficient to exclude the possibility of shorting the resistive heating element to the radiating element, i.e. the absence of an external electrical insulating film covering the radiating element does not lead to a decrease in electrical safety during operation and installation of a film electric heater.

Монтаж предложенного электронагревателя прост и не трудоемок, поэтому механические повреждения излучающего элемента сведены к минимуму; возможные небольшие повреждения (царапины, затертости и т.д.), как показывает практика, не значительно влияют на его излучающую способность и не могут привести к порче пленочного электронагревателя.Installation of the proposed electric heater is simple and not laborious, therefore, mechanical damage to the radiating element is minimized; possible minor damage (scratches, scratches, etc.), as practice shows, does not significantly affect its emissivity and cannot lead to damage to the film electric heater.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 - общий вид пленочного электронагревателя и поперечный разрез полотна пленочного электронагревателя, на фиг.2 - структура пленочного электронагревателя.The essence of the utility model is illustrated by the drawings: in Fig. 1 is a general view of a film electric heater and a cross section of a sheet of a film electric heater, in Fig. 2 is a structure of a film electric heater.

Пленочный электронагреватель содержит две гибкие электроизоляционные пленки 1 и 2 из термостойкого полимерного материла, между которыми размещен резистивный нагревающий элемент 3. К внешней стороне любой из двух электроизоляционных пленок 1 и 2 присоединен излучающий элемент 4. Резистивный нагревающий элемент 3 выполнен в виде параллельных полос из токопроводящего материала, например, из алюминиевой фольги, сплава металлов или графита, соединенных с образованием в плане меандровой формы или синусоиды.The film electric heater contains two flexible electrical insulation films 1 and 2 of a heat-resistant polymer material, between which a resistive heating element 3 is placed. A radiating element 4 is connected to the outside of any of the two electrical insulation films 1 and 2. Resistive heating element 3 is made in the form of parallel conductive strips material, for example, from aluminum foil, an alloy of metals or graphite, connected with the formation in terms of a meander shape or a sinusoid.

Получение резистивного нагревающего элемента 3 меандровой формы реализовано последовательным соединением полос, при котором край предыдущей полосы загнут г-образно в сторону следующей полосы, как правило, на всю ее ширину, другой край которой, в свою очередь, г-образно загнут в сторону последующей полосы.Obtaining a meander-shaped resistive heating element 3 is realized by a serial connection of strips, in which the edge of the previous strip is bent g-shaped towards the next strip, usually its entire width, the other edge of which, in turn, is g-shaped bent towards the next strip .

Получение резистивного нагревающего элемента 3 меандровой формы также может быть реализовано последовательным соединением полос перемычками поочередно с одной и с другой стороны.Obtaining a resistive heating element 3 meander shape can also be implemented by connecting the strips in series with jumpers alternately from one and the other side.

Меандровая форма резистивного нагревающего элемента 3 может быть получена выполнением ее из непрерывной полосы токопроводящего материала.The meander shape of the resistive heating element 3 can be obtained by making it from a continuous strip of conductive material.

Излучающий элемент 4 может быть выполнен в виде тонкой металлической фольги, например, алюминиевой. Излучающий элемент 4 может быть выполнен напылением или осаждением металлического слоя толщиной от 10 нм до 1 мм на внешнюю поверхность одной из электроизоляционных пленок 1 или 2, покрывающих резистивный элемент 3. Значения 10 нм - 1 мм нанесенного металлического слоя излучающего элемента 4 обеспечивают возможность получения требуемого равномерного теплового потока, создаваемого резистивным нагревающим элементом 3.The radiating element 4 can be made in the form of a thin metal foil, for example, aluminum. The radiating element 4 can be made by sputtering or deposition of a metal layer with a thickness of 10 nm to 1 mm on the outer surface of one of the electrical insulating films 1 or 2, covering the resistive element 3. The values of 10 nm - 1 mm of the deposited metal layer of the radiating element 4 provide the possibility of obtaining the desired uniform heat flux generated by the resistive heating element 3.

Полосы резистивного нагревающего элемента 3 могут быть соединены точечной сваркой, осуществляемой.на молекулярном уровне, они занимают, как правило, 15-70% полотна пленочного электронагревателя.The bands of the resistive heating element 3 can be connected by spot welding, carried out at the molecular level, they occupy, as a rule, 15-70% of the film of the electric film heater.

К крайним полосам резистивного нагревающего элемента 3 припаяны выводы 5 для подключения к сети электропитания или другому пленочному электронагревателю.To the extreme bands of the resistive heating element 3, pins 5 are soldered to connect to a power supply network or other film electric heater.

Толщина слоя электроизоляционной пленки 1 варьируется в пределах 35 мкм - 3 мм, в зависимости от требований по эксплуатации, предъявляемых к электронагревателю.The thickness of the layer of electrical insulating film 1 varies between 35 microns - 3 mm, depending on the operating requirements for the electric heater.

Толщина электроизоляционной пленки 2, обычно, находится в диапазоне от 35 до 300 мкм, при этом применяемая толщина резистивного нагревающего элемента 3, как правило, не превышает 50 мкм, т.е. возможность повреждения электроизоляционной пленки 2, размещенной между резистивным нагревающим 3 и излучающим 4 элементами, в т.ч. из-за наличия заусенцев, выступов на полосах резистивного нагревающего элемента 3, сведена к минимуму. Таким образом, обеспечивается достаточная защита от пробоя электрическим током, т.е. замыкания резистивного нагревающего элемента 3 на излучающий элемент 4 в процессе изготовления и монтажа электронагревателя.The thickness of the insulating film 2 is usually in the range from 35 to 300 μm, while the applied thickness of the resistive heating element 3, as a rule, does not exceed 50 μm, i.e. the possibility of damage to the electrical insulating film 2, placed between the resistive heating 3 and the radiating 4 elements, including due to the presence of burrs, protrusions on the bands of the resistive heating element 3, is minimized. Thus, sufficient protection against electrical shock, i.e. shorting the resistive heating element 3 to the radiating element 4 during the manufacturing and installation of the electric heater.

Применяемая толщина электроизоляционных пленок 1 и 2 обеспечивает защиту электронагревателя от пробоя электрическим током при перегрузках сети и от механических повреждений резистивного нагревающего элемента 3.The applied thickness of the electrical insulating films 1 and 2 provides protection of the electric heater from breakdown by electric current during network overloads and from mechanical damage of the resistive heating element 3.

В конструкцию пленочного электронагревателя может быть дополнительно введено функциональное (рабочее) заземление для обеспечения надлежащей работы установки в нормальных или аварийных условиях, а именно защиты от статического электрического, скапливаемого на поверхности излучающего элемента 4 в процессе его эксплуатации.Functional (working) grounding can be additionally introduced into the design of the film electric heater to ensure proper operation of the installation in normal or emergency conditions, namely protection against static electric accumulating on the surface of the radiating element 4 during its operation.

Работа пленочного электронагревателя осуществляется следующим образом.The operation of the film electric heater is as follows.

Выводы 5 пленочного электронагревателя подключают к электрической сети. По резистивному нагревающему элементу 3 протекает ток, вызывая его нагревание. Резистивный нагревающий элемент 3 подогревает излучающий элемент 4, с поверхности которого равномерно излучается инфракрасный тепловой поток, обеспечивающий прогрев предметов и пола помещения.Conclusions 5 of the film electric heater are connected to the electrical network. A current flows through the resistive heating element 3, causing it to heat. The resistive heating element 3 heats the radiating element 4, from the surface of which the infrared heat flux is uniformly radiated, providing heating of objects and the floor of the room.

Claims

1. A film electric heater containing two layers of a flexible electrical insulating film, between which a resistive heating element is placed, having a meander shape and equipped with leads for connection to an electric network, characterized in that a radiating element in the form of a metal is connected to the outer side of one of the electrical insulating films foil or in the form of a metal layer with a thickness of 10 nm to 1 mm, deposited by sputtering or deposition.

2. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating element is made in the form of parallel strips connected in series by their g-shaped bend in the direction of the next strip alternately from one and the other side.

3. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating element is made in the form of a continuous strip with the formation of a meander shape.

4. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating element is made in the form of parallel strips connected in series by jumpers alternately on one and the other side.