RU90954U1 - FILM ELECTRIC HEATER - Google Patents

Abstract

1. Пленочный электронагреватель, содержащий два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий и излучающий элемент, имеющий в плане меандровую форму, снабженный выводами для подключения к электрической сети или другому электронагревателю, и излучающий элемент, разделенные слоем гибкой электроизоляционной пленки, отличающийся тем, что толщина слоя гибкой электроизоляционной пленки, размещенной между резистивным нагревающим и излучающим элементом и излучающим элементом, находится в диапазоне от 35 мкм до 3 мм. ! 2. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий и излучающий 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 и излучающий элемент выполнен в виде непрерывной полосы с образованием меандровой формы. ! 4. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий и излучающий элемент выполнен в виде параллельных полос, соединенных последовательно перемычками поочередно с одной и другой стороны.1. Film electric heater, containing two layers of flexible electrical insulation film, between which is placed a resistive heating and radiating element, having a meander shape in plan, equipped with leads for connection to an electric network or other electric heater, and a radiating element separated by a layer of flexible electrical insulation film, characterized in that the layer thickness of a flexible insulating film placed between the resistive heating and radiating element and the radiating element is in the range from 35 microns to 3 mm. ! 2. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating and radiating element is made in the form of parallel strips connected in series by their L-shaped bend in the direction of the next strip in turn from one side and the other. ! 3. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating and radiating 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 and radiating 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, и может быть использована для обогрева бытовых, хозяйственных и производственных помещений.The utility model relates to the field of electrothermics, in particular to flat flexible electric heaters of a radiating type, and can be used to heat household, utility, and industrial premises.

Известно обогревающее устройство инфракрасного излучения (RU 2075837, кл. Н05В 3/30, опубл. 20.03.1997 г.), выполненное в виде, по крайней мере, одной композитной ленты, состоящей из резистивного элемента, к одной стороне которого прикреплен электроизоляционный слой и рефлектор в виде металлического или металлизированного листа, с другой стороны он покрыт слоем с высокой излучательной способностью. Соединенные композитные ленты в плане образуют меандровую форму, крайние полосы которых соединены с клеммами, подключенными к сети электропитания.A heating device for infrared radiation is known (RU 2075837, class Н05В 3/30, publ. March 20, 1997), made in the form of at least one composite tape consisting of a resistive element, on which side an insulating layer is attached and a reflector in the form of a metal or metallized sheet, on the other hand it is covered with a layer with high emissivity. United composite tapes in plan form a meander shape, the extreme stripes of which are connected to the terminals connected to the power supply network.

Недостатком обогревающего устройства является жесткость конструкции, обусловленная выполнением излучающего элемента в виде металлического или металлизированного листа, снижающая потребительские свойства.The disadvantage of the heating device is the structural rigidity due to the implementation of the radiating element in the form of a metal or metallized sheet, which reduces consumer properties.

Кроме того, недостатком является сложность и трудоемкость изготовления и монтажа конструкции из-за наличия большого числа конструкционных элементов (композитных лент). При сложных ступенчатых формах, криволинейных поверхностях потолка монтаж конструкции затруднителен.In addition, the disadvantage is the complexity and complexity of manufacturing and installation of the structure due to the presence of a large number of structural elements (composite tapes). With complex stepped forms, curved surfaces of the ceiling, installation of the structure is difficult.

В качестве прототипа принят пленочный электронагреватель (RU 2321188, кл. Н05В 3/36, опубл. 27.03.2008 г.), выполненный в виде двух электроизоляционных гибких пленок между которыми расположен резистивный нагревающий и излучающий элемент из фольги в виде непрерывной ленты из токопроводящего материала и излучающий элемент в виде алюминиевой фольги, разделенные между собой электроизоляционной пленкой» толщина которой не превышает 30 мкм. Резистивный нагревающий и излучающий элемент снабжен выводами для подключения к электрической сети.As a prototype, a film electric heater was adopted (RU 2321188, class Н05В 3/36, published March 27, 2008), made in the form of two electrically insulating flexible films between which there is a resistive heating and radiating element made of foil in the form of a continuous tape of conductive material and a radiating element in the form of aluminum foil, separated by an electrical insulating film, the thickness of which does not exceed 30 microns. The resistive heating and radiating element is equipped with leads for connection to an electrical network.

В процессе изготовления пленочного электронагревателя при нарезании токопроводящего материала на ленты (полосы) по краям среза часто образуются режущие кромки, заусенцы. При ламинировании слоев режущие кромки и заусенцы резистивного нагревающего и излучающего элемента точечно прокалывают электроизоляционную пленку, размещенную между резистивным нагревающим и излучающим элементом и излучающим элемент, насквозь из-за ее малой толщины, в результате чего образуются дополнительные вихревые токи, отмечается потеря энергии у электронагревателя. При наличии двух и более проколов происходит короткое замыкание резистивного излучающего и нагревающего элемента на излучающий элемент при подключении пленочного электронагревателя к электрической сети, что в свою очередь приводит к порче электронагревателя.In the process of manufacturing a film electric heater when cutting conductive material into tapes (strips), cutting edges, burrs are often formed along the edges of the cut. When laminating the layers, the cutting edges and burrs of the resistive heating and radiating element punctually pierce the insulating film placed between the resistive heating and radiating element and the radiating element, through it because of its small thickness, as a result of which additional eddy currents are formed, energy loss is noted at the electric heater. In the presence of two or more punctures, a resistive radiating and heating element is shorted to the radiating element when the film electric heater is connected to the electric network, which in turn leads to damage to the electric heater.

Кроме того в процессе эксплуатации электронагревателя при перепадах напряжения сети температура электронагревателя может достигать до +80°С, при этом электроизоляционная пленка ввиду малой толщины начинает плавиться, что также может привести к короткому замыканию.In addition, during operation of the electric heater with voltage drops, the temperature of the electric heater can reach up to + 80 ° С, while the insulating film begins to melt due to the small thickness, which can also lead to a short circuit.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эксплуатационной надежности и предотвращение потери мощности у электронагревателя.The task to which the utility model is directed is to increase operational reliability and prevent loss of power from the electric heater.

Решение поставленной задачи в пленочном электронагревателе, содержащем два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий - и излучающий элемент, имеющий в плане меандровую форму, и снабженный выводами для подключения к электрической сети или другому электронагревателю и излучающий элемент, разделенные слоем гибкой электроизоляционной пленки, достигается применением гибкой электроизоляционной пленки, размещенной между резистивным нагревающим и излучающим элементом и излучающим элементом, толщиной от 35 мкм до 3 мм.The solution to this problem in a film electric heater containing two layers of flexible electrical insulating film, between which is a resistive heating - and radiating element that has a meander shape in plan, and is equipped with leads for connecting to an electric network or another electric heater and a radiating element separated by a layer of flexible electrical insulating film is achieved by using a flexible electrical insulating film placed between the resistive heating and radiating element and the radiating element, Thickness of 35 microns to 3 mm.

При этом резистивный нагревающий и излучающий 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 and radiating element can be 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 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.

Высота заусенцев и острых кромок, образующихся при резке токопроводящего материала на полосы, в соответствии с практическими данными достигает 30 мкм. Применяемая в прототипе электроизоляционная пленка толщиной менее 35 мкм не может обеспечить электроизоляцию резистивного нагревающего и излучающего элемента и излучающего элемента и исключить их короткое замыкание друг на друга в результате ее малой толщины, что многократно подтверждалось при промышленном производстве пленочных электронагревателей.The height of the burrs and sharp edges formed when cutting conductive material into strips, in accordance with practical data reaches 30 microns. The electric insulation film used in the prototype with a thickness of less than 35 μm cannot provide electrical insulation for the resistive heating and radiating element and the radiating element and cannot exclude their short circuit to each other as a result of its small thickness, which was repeatedly confirmed in the industrial production of film electric heaters.

Кроме того, при соединении полос резистивного нагревающего и излучающего элемента, например, пайкой или сваркой, при их перегибе образуются неровности, острые кромки, приливы в толщине и форме резистивного нагревающего и излучающего элемента, высота которых достигает 30 мкм, использование пленки толщиной менее 35 мкм не может обеспечить необходимую электроизоляцию слоев после их ламинирования.In addition, when connecting the bands of a resistive heating and radiating element, for example, by soldering or welding, when they are bent, irregularities, sharp edges, tides in the thickness and shape of the resistive heating and radiating element, whose height reaches 30 μm, use a film with a thickness of less than 35 μm cannot provide the necessary electrical insulation of the layers after their lamination.

Для достижения дополнительной герметичности полотна электронагревателя с целью увеличения влагозащиты его подвергают повторному ламинированию, при этом толщина всех слоев электронагревателя, в т.ч. электроизоляционной пленки утончается, что приводит к дополнительному прокалыванию пленки, острыми кромками, заусенцами, особенно в местах пайки (сварки).To achieve additional tightness of the electric heater blade in order to increase moisture protection, it is subjected to repeated lamination, while the thickness of all layers of the electric heater, including the insulating film is thinned, which leads to additional puncturing of the film, sharp edges, burrs, especially in places of soldering (welding).

Увеличение толщины пленки более 35 мкм позволяет обеспечить надежность работы пленочного электронагревателя, снизить или полностью исключить прокалывание, повреждение электроизоляционной пленки.An increase in the film thickness of more than 35 μm makes it possible to ensure the reliability of the film electric heater, to reduce or completely eliminate puncturing, damage to the insulating film.

Верхний предел толщины применяемой электроизоляционной пленки 3 мм обусловлен тем, что, во-первых, при толщине пленки более 3 мм снижается КПД электронагревателя, в результате ухудшенного контакта (взаимодействия) между резистивным нагревающим и излучающим элементом и излучающим элементом, электронагреватель становится жестким (мало гибким), что сказывается на его потребительских свойствах, особенно при монтаже на потолочные поверхности различной формы (ступенчатая поверхность). Во-вторых, современная промышленность пленку большей толщины не выпускает.The upper limit of the thickness of the used insulating film of 3 mm is due to the fact that, firstly, when the film thickness is more than 3 mm, the efficiency of the electric heater decreases, as a result of poor contact (interaction) between the resistive heating and radiating element and the radiating element, the electric heater becomes rigid (slightly flexible ), which affects its consumer properties, especially when mounted on ceiling surfaces of various shapes (stepped surface). Secondly, modern industry does not produce film of greater thickness.

Применяемая толщина электроизоляционной пленки от 35 мкм до 3 мм, разделяющая резистивный нагревающий и излучающий элемент и излучающий элемент, во всем диапазоне толщин обеспечивает повышение надежности эксплуатации электронагревателя, не позволяя при нагреве пленки при ламинировании слоев или при перепадах напряжения сети в процессе эксплуатации электронагревателя, ее прокалывание режущей кромкой или заусенцами токопроводящей полосы, достигающими в высоту до 30 мкм, а также ее плавление, приводящие к короткому замыканию.The applied thickness of the insulating film from 35 μm to 3 mm, separating the resistive heating and radiating element and the radiating element, in the entire thickness range provides increased reliability of the operation of the electric heater, not allowing the film to be heated when the layers are laminated or when the voltage drops during the operation of the electric heater, piercing with a cutting edge or burrs of a conductive strip reaching a height of up to 30 μm, as well as its melting, leading to a short circuit.

Пленочный электронагреватель является элементом системы отопления, установленный минимальный срок службы (эксплуатации) которой 25 лет, предложенная толщина электроизоляционной пленки позволяет обеспечить установленный срок службы электронагревателя, исключая возможные короткие замыкания, вызванные приведенными выше причинами.The film electric heater is an element of the heating system, the minimum service life (operation) of which is 25 years, the proposed thickness of the insulating film allows you to set the service life of the electric heater, excluding possible short circuits caused by the above reasons.

Предложенные варианты соединения полос резистивного нагревающего и излучающего элемента позволяют изготовлять пленочный электронагреватель различными способами.The proposed options for connecting the bands of the resistive heating and radiating element allow the manufacture of a film electric heater in various ways.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 - общий вид пленочного электронагревателя и поперечный разрез полотна, на фиг.2 - пленочный электронагреватель (соединение полос путем г-образного загиба), на фиг.3 - пленочный электронагреватель (последовательное соединение полос перемычками), на фиг.4 - пленочный электронагреватель (непрерывная полоса резистивного излучающего и нагревающего элемента).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 the web, in Fig. 2 is a film electric heater (connecting strips by means of a g-shaped bend), Fig. 3 is a film electric heater (serial connection of strips with jumpers) , Fig.4 - film electric heater (continuous strip of a resistive radiating and heating element).

Пленочный электронагреватель содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 электроизоляционные пленки, выполненные из термостойкого полимерного материала, между которыми размещен резистивный нагревающий и излучающий элемент 3 и излучающий элемент 4, разделенные слоем электроизоляционной пленки 5 из того же термостойкого полимерного материала. Резистивный нагревающий и излучающий элемент 3 выполнен в виде параллельных полос из токопроводящего материала, например, из алюминиевой фольги, соединенных с образованием в плане меандровой формы или синусоиды. Излучающий элемент 4 выполнен в виде тонкой металлической фольги, например, алюминиевой.The film electric heater contains upper 1 and lower 2 electrical insulation films made of heat-resistant polymer material, between which a resistive heating and radiating element 3 and radiating element 4 are placed, separated by a layer of electrical insulation film 5 of the same heat-resistant polymer material. The resistive heating and radiating element 3 is made in the form of parallel strips of conductive material, for example, aluminum foil, connected with the formation in terms of a meander shape or a sinusoid. The radiating element 4 is made in the form of a thin metal foil, for example, aluminum.

Получение резистивного нагревающего и излучающего 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 resistive heating and radiating element of the meander shape 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, as a rule, along its entire width, the other edge of which, in turn, is g-shaped bent to the side subsequent strip.

Получение резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 меандровой формы также может быть реализовано последовательным соединением полос, при котором полосы соединены последовательно перемычками поочередно с одной и с другой стороны.Obtaining a resistive heating and radiating element 3 meander shape can also be implemented by a serial connection of strips, in which the strips are connected in series by jumpers alternately from one and the other side.

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

Полосы могут быть соединены точечной сваркой, осуществляемой на молекулярном уровне.Strips can be joined by spot welding, carried out at the molecular level.

Полосы резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 занимают 15-70% полотна пленочного электронагревателя. К крайним полосам резистивного нагревающего и излучающего элемента 3 припаяны выводы 6 для подключения к сети электропитания или другому пленочному электронагревателю. Края верхней 1 и нижней 2 электроизоляционных пленок электронагревателя соединены с внутренней стороны лентой с самоклеящейся основой или заламинированы.The bands of the resistive heating and radiating element 3 occupy 15-70% of the film of the film electric heater. To the extreme bands of the resistive heating and radiating element 3, leads 6 are soldered to connect to a power supply network or other film electric heater. The edges of the upper 1 and lower 2 electrical insulation films of the electric heater are connected from the inside by a tape with a self-adhesive base or laminated.

Толщина каждого слоя электроизоляционного пленок 1 и 2 варьируется в пределах 125-250 мкм, в зависимости от требований, предъявляемых к электронагревателю. Применяемая толщина электроизоляционных пленок 1 и 2 обеспечивает защиту электронагревателя от пробоя электрическим током при перегрузках сети и от механических повреждений резистивного нагревающего и излучающего элемента.The thickness of each layer of electrical insulation films 1 and 2 varies in the range of 125-250 microns, depending on the requirements for an electric heater. 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 and radiating element.

Толщина электроизоляционной пленки 5, размещенной между резистивным нагревающим и излучающим элементом 3 и излучающим элементом 4, находится в диапазоне от 35 мкм до 3 мм, обеспечивая изоляцию между резистивным излучающим и нагревающим элементом 3 и излучающим элементом 4, исключая их замыкание друг на друга.The thickness of the electrical insulating film 5, located between the resistive heating and radiating element 3 and the radiating element 4, is in the range from 35 μm to 3 mm, providing insulation between the resistive radiating and heating element 3 and the radiating element 4, excluding their short circuit to each other.

Проведенными испытаниями установлено, удельная мощность электронагревателя находится в диапазоне 70-250 Вт/м², при этом рабочий ток, протекающий по резистивному излучающему и нагревающему элементу 3 не превышает 1 А. Рабочая температура на поверхности электронагревателя при температуре воздуха в обогреваемом помещении +20°С находится в диапазоне +30…+70°С.It was established by tests, the specific power of the electric heater is in the range of 70-250 W / m ² , while the working current flowing through the resistive radiating and heating element 3 does not exceed 1 A. The operating temperature on the surface of the electric heater at an air temperature in the heated room + 20 ° C is in the range + 30 ... + 70 ° C.

Величина тока в пределах 1 А, протекающего по резистивному излучающему и нагревающему элементу 3, создает электромагнитное поле, не превышающее магнитное поле земли и не оказывающее вредного влияния на организм человека.The current value within 1 A flowing through the resistive radiating and heating element 3 creates an electromagnetic field that does not exceed the magnetic field of the earth and does not have a harmful effect on the human body.

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

Выводы пленочного электронагревателя подключаются к электрической сети через понижающий элемент напряжения или через соединенный последовательно или параллельно другой пленочный электронагреватель. По резистивному излучающему и нагревающему элементу 3 протекает ток, вызывая его нагревание. Резистивный нагревающий и излучающий элемент 3 подогревает излучающий элемент 4, с поверхности которого равномерно излучается инфракрасный тепловой поток, обеспечивающий прогрев предметов и пола помещения, выделяющих тепло внутрь помещения. Резистивный элемент 4 при нагреве также осуществляет функцию дополнительного излучающего элемента, излучая инфракрасный тепловой поток.The conclusions of the film electric heater are connected to the electric network through a step-down voltage element or through another film electric heater connected in series or in parallel. A current flows through the resistive radiating and heating element 3, causing it to heat. The resistive heating and radiating 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, which generate heat inside the room. When heated, the resistive element 4 also performs the function of an additional radiating element, emitting an infrared heat flux.

Claims (4)

1. Пленочный электронагреватель, содержащий два слоя гибкой электроизоляционной пленки, между которыми размещен резистивный нагревающий и излучающий элемент, имеющий в плане меандровую форму, снабженный выводами для подключения к электрической сети или другому электронагревателю, и излучающий элемент, разделенные слоем гибкой электроизоляционной пленки, отличающийся тем, что толщина слоя гибкой электроизоляционной пленки, размещенной между резистивным нагревающим и излучающим элементом и излучающим элементом, находится в диапазоне от 35 мкм до 3 мм.1. Film electric heater, containing two layers of flexible electrical insulation film, between which is placed a resistive heating and radiating element, having a meander shape in plan, equipped with leads for connection to an electric network or other electric heater, and a radiating element separated by a layer of flexible electrical insulation film, characterized in that the layer thickness of a flexible insulating film placed between the resistive heating and radiating element and the radiating element is in the range from 35 microns to 3 mm. 2. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий и излучающий элемент выполнен в виде параллельных полос, соединенных последовательно путем их Г-образного загиба в сторону следующей полосы поочередно с одной и с другой стороны.2. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating and radiating element is made in the form of parallel strips connected in series by their L-shaped bend in the direction of the next strip in turn from one side and the other. 3. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий и излучающий элемент выполнен в виде непрерывной полосы с образованием меандровой формы.3. The film electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive heating and radiating element is made in the form of a continuous strip with the formation of a meander shape. 4. Пленочный электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что резистивный нагревающий и излучающий элемент выполнен в виде параллельных полос, соединенных последовательно перемычками поочередно с одной и другой стороны.

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