PL224492B1 - Ogrzewacz - Google Patents

Abstract

Ogrzewacz zawiera wyposażoną w co najmniej jeden wieszak obudowę(1) z umieszczoną u wylotu obudowy żaluzją (5) oraz z umieszczonym we wnętrzu obudowy co najmniej jednym elementem grzejnym (2) oraz co najmniej jednym wentylatorem (3), gdzie element grzejny (2) jest samoregulującym się elementem grzejnym typu PTC, zestawionym z zabezpieczeniem termicznym oraz korzystnie układem termostatycznym, umieszczonym poza obudową (1), korzystnie na powierzchni dogrzewanego układu elektronicznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ogrzewacz przemysłowy stosowany do dogrzewania niewielkich przestrzeni, zwłaszcza zawierających urządzenia elektroniczne.

Urządzenia elektroniczne, jak serwery, szafy sterownicze lub przewody układane w zamkniętych kanałach dla poprawnego działania wymagają pozbawienia dostępu do ich podzespołów przede wszystkim wilgoci. Pomijając sytuację w których obwody elektryczne zalewane są w skutek uszkodzenia izolacji lub obudowy urządzenia, wilgoć najczęściej pojawia się jako woda wykroplona w skutek różnicy temperatur pomiędzy obudową urządzenia elektronicznego a środowiskiem zewnętrznym. Dlatego w celu uniknięcia uszkodzenia elektroniki w skutek działania wilgoci w obudowach takich urządzeń lub kanałach w jakich się je umieszcza montowane są pochłaniacze wilgoci lub urządzenia elektroniczne instaluje się w ogrzewanych przestrzeniach. Nie zawsze jednak istnieje dostęp do ogrzewanego pomieszczenia w jakim można umieścić urządzenia elektroniczne. Dlatego w niewielkich przestrzeniach montuje się niekiedy ogrzewacze w celu uniknięcia wykraplania wilgoci oraz jej zamarzania na elementach elektronicznych.

Ogrzewacze takie maja postać grzałek, najczęściej oporowych zawieszanych we wnętrzu obudowy, jednak w takim wypadku ogrzane powietrze migruje grawitacyjnie ku górze i nie ogrzewa całej ogrzewanej przestrzeni. Dlatego wówczas stosuje się wentylatory wymuszające obieg powietrza montowane w obudowie elektroniki, jakich podstawową funkcją gdy grzałka jest wyłączona jest chłodzenie podzespołów elektronicznych.

Znane są także rozwiązania w których odpowiednie ukształtowanie obudowy pozwala na osiągnięcie innych niż ogrzanie powietrza skutków technicznych. Przykładowo w zgłoszeniu wynalazku według US20110186564 elektryczny grzejnik wyposażony jest w rurową obudowę umieszczonym w jej wnętrzu elementem grzejnym. Obudowa posiada punktowe zagłębienia jakie mają utrzymywać element grzejny. Załączeniem lub rozłączeniem napięcia elementu grzejnego steruje termistor.

Z kolei z opisu wynalazku US20120292299 znana jest nagrzewnica w której element grzejny zestawiono z umieszczonym poniżej elementu grzejnego, w tej samej obudowie wentylatorem, przy czym sam za elementem grzejnym umieszczony może być dodatkowy wentylator lub wentylatory jakie „wypychają” z niego ogrzane powietrze.

Z kolei w patencie EP 2073600 ujawniono konstrukcję elektrycznego grzejnika w którym wiele ustawionych pionowo sekcji z elementami grzewczych umieszczono nad sobą. Każda sekcja wypos ażona jest w ekrany jakie kierunkują przepływające przez grzejnik powietrze i umożliwiają ograniczony dopływ „świeżego” powietrza do kolejnych elementów grzejnych. Zasadniczo grzejnik według tego rozwiązania jest grzejnikiem konwekcyjnym, jednak ujawniono że może być zestawiony z sekcji w których (w co najmniej jednej z nich) zamontowany jest wentylator.

Urządzenie do wytwarzania gorącego powietrza ujawniono także w opisie JPH 0642813, w jakim zastosowano grzałkę PTC o przedłużonej żywotności, przy czym wydłużona żywotność grzałki wynika z zastosowania przyłączonego do elementu grzewczego rezystora oraz zespołu elektrod, tworzących element grzejny typu PTC otaczający kanał przez który tłoczone jest powietrze.

Inne podejście cechuje urządzenie według wzoru użytkowego CN20228137, który obejmuje obudowę, tylną pokrywę, wentylator, element grzewczy, panel sterowania oraz system zasilania, a obudowa jest trwale połączona z tylną pokrywą w celu utworzenia wewnętrznego zagłębienia, przy czym górna część zagłębienia obudowy jest zaopatrzona w podstawę o odporności na wysoką temperaturę i wentylator umieszczony w odpornej na temperaturę ramie. Element grzejny jest umieszczony na podstawie wysokotemperaturowej, wentylator jest umieszczony na podłożu wentylatora, a zespół wentylatora umiejscowiony jest w środku (naprzeciwko środka) elementu grzejnego. Powstałe we wnętrzu swego rodzaju okno przez które przebiega przegrzane powietrze służące do usuwania z klimatyzowanej przestrzeni w jakiej umieszczono to urządzenie wilgoci.

W opisie US4384189 ujawniono konstrukcję grzejnika konwekcyjnego z wymuszonym i niew ymuszonym mechanicznie obiegiem powietrza. Pierwszy obieg powietrza z niewymuszoną cyrkulacją jest połączony z obiegiem drugim o wymuszonym za pomocą turbiny przepływem powietrza. Obieg wymuszony powietrza posiada wlot, jaki umieszczony jest zasadniczo na poziomie gruntu, a pojedynczy element grzejny jest wspólny dla obu obiegów powietrza.

Nieco odmienną budowę ma urządzenie według FR2492064 w jakim oporowy element grzewczy zestawiono z wentylatorem napędzanym elektrycznie oraz elementami sterującymi. Przy czym

PL 224 492 B1 elementy sterujące umożliwiają zmianę wielkości strumienia powietrza przepływającego przez obudowę urządzenia, a nawet całkowitego zamknięcia kanału przez jaki przepływa powietrze.

Znane rozwiązania pozwalają na dogrzanie przestrzeni w jakiej znajdują się urządzenia elektr oniczne, jednak cechuje je znaczna energochłonność i dodatkowo strumień ogrzanego powietrza nie może być precyzyjnie regulowany, co prowadzi często do przegrzewania nagrzewających się elementów elektronicznych. Regulacja mechaniczna wielkości strumienia powietrza, poprzez wymuszoną zmianę kierunku jego przepływu albo zmniejszenie wielkości kanału przez jakie płynie strumień ogrzewanego gazu powoduje zwykle negatywne skutki dla elementu grzejnego, do jego przepalenia włącznie. Z kolei stosowane zabezpieczenia jak w szczególności termistory, sprawiają, że czas oczekiwania na ponowne załączenie elementu grzejnego po jego przegrzaniu i zadziałaniu zabezpieczenia jest bardzo długi. W skutek tego w ogrzewanej przestrzeni, na przykład szafy serwerowej, po nadmiernym wzroście temperatury i wyłączeniu ogrzewania w strefach przyściennych w skutek różnicy temperatur na ściankach obudowy szafy serwerowej powstaje rosa, która może uszkodzić elektronikę. Dodatkowo znane ogrzewacze zaprzestają pracy po wyłączeniu ogrzewanego urządzenia, co skutkuje tym, że ponowny rozruch wymaga często osuszenia przestrzeni np. serwera poprzez obejście układu zasilania ogrzewacza i załączenia go z pominięciem zasilania urządzenia elektronicznego w celu usunięcia wilgoci i zlodowaceń. Dlatego celowym było opracowanie ogrzewacza przestrzeni w jakich montowane są elementy elektroniczne o możliwie niskim poborze energii, umożliwiającego precyzyjną regulację strumienia ogrzanego powietrza jaki pracowałby niezależnie od zasilania urządzenia elektronicznego.

Ogrzewacz według wynalazku zawiera wyposażoną w co najmniej jeden wieszak obudowę z umieszczonym w niej elementem grzejnym oraz co najmniej jednym wentylatorem. Element grzewczy jest samoregulującym się elementem grzewczym typu PTC zestawionym z co najmniej jednym zabezpieczeniem termicznym chroniącym element grzejny przed nadmiernym nagrzaniem i spaleniem i/lub korzystnie emitującym sygnał alarmowy o nieprawidłowych parametrach pracy urządzenia, a także korzystnie układem termostatycznym umieszczonym poza obudową, korzystnie na powierzchni dogrzewanego układu elektronicznego.

Obudowa wykonana jest z twardego i odpornego na wysokie temperatury tworzywa sztucznego, korzystnie PPS i ma prostokątny przekrój poprzeczny a w jej wnętrzu umieszczone są wykonane jednolicie z obudową kurtyny kierunkujące i spiętrzające strumień przepływającego przez obudowę powietrza. Obudowa po stronie wylotu powietrza posiada usytuowaną ukośnie żaluzję. Żaluzja wytworzona jest jednolicie z obudową, poszczególne jej listwy mają szerokość nie mniejszą niż 2 mm i krawędzie skierowane nieprostopadle do płaszczyzn zewnętrznych obudowy. Przy czym krawędzie żaluzji zbiegające się osi symetrii obudowy usytuowane są tak, że krawędzie biegnące wzdłuż dłuższych płaszczyzn obudowy i krawędzie poprzeczne do nich pochylone są wzajemnie i do prostej prostopadłej do zewnętrznej płaszczyzny obudowy pod kątem 91,5°. Krawędź zewnętrzna żaluzji wytworzona jest zaokrąglona, a kąt nachylenia jej najbardziej zewnętrznej w stosunku do wnętrza obudowy części wynosi 88°. Styczna do zewnętrznej powierzchni żaluzji tworzy z płaszczyzną zewnętrzną obudowy kąt 112,7°.

Kurtyny są wykonane jednolicie z obudową i mają postać umieszczonego pomiędzy wentylatorem a elementem grzejnym przewężenia przekroju poprzecznego obudowy, co w przekroju podłużnym odpowiada kształtem trapezowi równoramiennemu. Kurtyny zwieńczone są skierowanymi w stronę elementu grzejnego występami. Przy czym głębokość przewężenia jest co najmniej równa odległości pomiędzy wentylatorem a początkiem kurtyn. Występy skierowane są w kierunku grzejnego tak, że pomiędzy nimi a elementem grzejnym pozostaje szczelina o szerokości co najmniej 2 mm.

Element grzewczy jest korzystnie elementem typu PTC o samoregulującej sie charakterystyce i umieszczony jest w usytuowanych pomiędzy kurtyną a wylotem obudowy co najmniej dwóch wytworzonych jednolicie z obudową uchwytach zwężających się pod kątem 2°. Przy czym uchwyt znajdujący się bezpośrednio za kurtyną i jest niższy niż boczna płaszczyzna obudowy, a uchwyt sięga przez całą szerokość bocznej płaszczyzny obudowy.

Elementy elektryczne ogrzewacza połączone są z układem zasilania niezależnym od urządzenia elektronicznego jakie jest ogrzewane.

Ogrzewacz według wynalazku/wzoru użytkowego przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok ogólny obudowy ogrzewacza, fig. 2 przedstawia przekrój podłużny obudowy ogrzewacza.

PL 224 492 B1

Ogrzewacz według wynalazku/wzoru użytkowego zawiera wyposażoną w wieszak obudowę 1 z umieszczonym w niej elementem grzejnym 2 oraz wentylatorem 3. Element grzewczy jest samoregulującym się elementem grzewczym typu PTC zestawionym z zabezpieczeniem termicznym oraz układem termostatycznym umieszczonym poza obudową 1.

Obudowa 1 wykonana jest z twardego i odpornego na wysokie temperatury tworzywa sztucznego, korzystnie PPS i ma prostokątny przekrój poprzeczny a w jej wnętrzu umieszczone są wykonane jednolicie z obudową kurtyny 4 kierunkujące i spiętrzające strumień przepływającego przez obudowę 1 powietrza. Obudowa 1 po stronie wylotu powietrza posiada usytuowaną ukośnie żaluzję 5. Żaluzja 5 wytworzona jest jednolicie z obudową, poszczególne jej listwy mają szerokość nie mniejszą niż 2 mm i krawędzie skierowane nieprostopadle do płaszczyzn zewnętrznych obudowy. Przy czym krawędzie żaluzji 5 zbiegające się osi symetrii obudowy 1 usytuowane są tak, że krawędzie biegnące wzdłuż dłuższych płaszczyzn obudowy i krawędzie poprzeczne do nich pochylone są wzajemnie i do prostej prostopadłej do zewnętrznej płaszczyzny obudowy pod kątem 91,5°. Krawędź zewnętrzna żaluzji 5 wytworzona jest zaokrąglona, a kąt nachylenia jej najbardziej zewnętrznej w stosunku do wnętrza obudowy części wynosi 88°. Styczna do zewnętrznej powierzchni żaluzji 5 tworzy z płaszcz yzną zewnętrzną obudowy 1 kąt 112,7°

Kurtyny 4 są wykonane jednolicie z obudową i mają postać umieszczonego pomiędzy wentylatorem 3 a elementem grzejnym 2 przewężenia przekroju poprzecznego obudowy 1, co w przekroju podłużnym odpowiada kształtem trapezowi równoramiennemu. Kurtyny 4 zwieńczone są skierowan ymi w stronę elementu grzejnego 2 występami 6. Głębokość przewężenia jest większa od odległości pomiędzy wentylatorem 3 a początkiem kurtyn 4. Występy 6 skierowane są w kierunku grzejnego tak, że pomiędzy nimi a elementem grzejnym pozostaje szczelina o szerokości co najmniej 2 mm.

Element grzewczy 2 jest korzystnie elementem typu PTC o samoregulującej sie charakterystyce i umieszczony jest w usytuowanych pomiędzy kurtyną 4 a wylotem obudowy 1 co najmniej dwóch wytworzonych jednolicie z obudową uchwytach 7 i 8 zwężających się pod kątem 2°. Przy czym uchwyt 8 znajdujący się bezpośrednio za kurtyną 4 i jest niższy niż boczna płaszczyzna obudowy 1, a uchwyt 7 sięga przez całą szerokość bocznej płaszczyzny obudowy 1.

Konstrukcja ogrzewacza według wynalazku/wzoru użytkowego zmniejsza zużycie energii elektrycznej do 15-20% a konstrukcja żaluzji obudowy pozwala na precyzyjne sterowanie strumieniem ogrzanego powietrza, tak aby nie ogrzewać elementów jakie same w sobie generują znaczne ilości ciepła.

Claims (8)

1. Ogrzewacz zawierający wyposażoną w co najmniej jeden wieszak obudowę z umieszczoną u wylotu obudowy żaluzją oraz z umieszczonym we wnętrzu wykonanej z twardego i odpornego na wysokie temperatury tworzywa sztucznego obudowy co najmniej jednym elementem grzejnym typu PTC zestawionym z zabezpieczeniem termicznym oraz co najmniej jednym wentylatorem, znamienny tym, że żaluzja (5) wykonana jest jednolicie z obudową (1), a obudowa ma we wnętrzu wykonane jednolicie z obudową (1) kurtyny (4) kierunkujące i spiętrzające strumień przepływającego przez obudowę powietrza, żaluzja (5) wytworzona jest jednolicie z obudową tak, że poszczególne listwy żaluzji (5) mają szerokość nie mniejszą niż 2 mm, a ich krawędzie skierowane są nieprostopadle do płas zczyzn zewnętrznych obudowy (1) i krawędzie żaluzji (5) zbiegające się ku osi symetrii obudowy (1) w kierunku elementu grzejnego (2) i usytuowane są tak, że krawędzie biegnące wzdłuż dłuższych płaszczyzn obudowy (1) i krawędzie poprzeczne do nich pochylone są wzajemnie i do prostej prost opadłej do zewnętrznej płaszczyzny obudowy (1) pod kątem 91,5°, a krawędź zewnętrzna żaluzji (5) wytworzona jest zaokrąglona, a kąt nachylenia jej najbardziej zewnętrznej w stosunku do wnętrza obudowy (1) wynosi 88°, a styczna do zewnętrznej powierzchni żaluzji (5) tworzy z płaszczyzną zewnętrzną obudowy (1) kąt 112,7°

2. Ogrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że umieszczone w obudowie (1) kurtyny (4) są wykonane jednolicie z obudową i mają postać umieszczonego pomiędzy wentylatorem (3) a elementem grzejnym (2) przewężenia przekroju poprzecznego obudowy (1), co w przekroju podłużnym odpowiada kształtem trapezowi równoramiennemu.

3. Ogrzewacz według zastrz. 2, znamienny tym, że kurtyny (4) zwieńczone są skierowanymi w stronę elementu grzejnego (2) występami (6).

PL 224 492 B1

4. Ogrzewacz według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że kurtyny (4) zwieńczone są skierowanymi w stronę elementu grzejnego (2) występami (6), a głębokość przewężenia uzyskanego kurt ynami (4) jest co najmniej równa odległości pomiędzy wentylatorem (3) a początkiem kurtyn (4).

5. Ogrzewacz według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że występy (6) skierowane są w kierunku elementu grzejnego (2) tak, że pomiędzy nimi a elementem grzejnym (2) pozostaje szczelina o szerokości co najmniej 2 mm.

6. Ogrzewacz według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że element grzewczy (2) jest umieszczony w usytuowanych pomiędzy kurtyną (4) a wylotem obudowy (1) co najmniej dwóch wytworzonych jednolicie z obudową uchwytach zwężających się pod kątem 2° w kierunku osi symetrii obudowy, a uchwyt znajdujący się bezpośrednio za kurtyną (4) i jest niższy niż boczna płaszczyzna obudowy (1), a uchwyt sięga przez całą szerokość bocznej płaszczyzny obudowy (1).

7. Ogrzewacz według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że elementy elektryczne ogrzewacza połączone są z układem zasilania niezależnym od urządzenia elektronicznego jakie jest ogrzewane, a układ grzejny zestawiony jest z układem termostatycznym umieszczonym poza obudową (1).

8. Ogrzewacz według zastrz. 7, znamienny tym, że układ termostatyczny umieszczony jest na powierzchni dogrzewanego układu elektronicznego.