Modelul de utilitate se referă atât la satisfacerea nevoilor vitale ale unei persoane, cât și la inginerie electrică și poate fi utilizat pentru a proteja încălzitoarele electrice de uz casnic împotriva supraîncălzirii în cazul unei defecțiuni a acestor dispozitive, în special a plăcuțelor de încălzire. Modelul de utilitate rezolvă problema asigurării fiabilității în funcționare a plăcuței de încălzire datorită protecției element de încălzire de la supraîncălzire cu creșterea siguranței la incendiu și a siguranței electrice pe toată perioada de funcționare a încălzitorului electric. Rezultatul tehnic este atins prin faptul că într-un suport de încălzire care conține un element de încălzire închis într-o carcasă flexibilă, dispozitivul oprire de protecție plăcuțele electrice de încălzire de la supraîncălzire sub forma unei siguranțe ireversibile normal închise conectate în serie cu elementul de încălzire și un comutator de mod de funcționare, un tiristor și un condensator conectate în paralel cu ieșirile elementului de încălzire sunt introduse în dispozitivul de oprire de protecție, iar siguranța normal închisă ireversibilă este realizată sub forma unei siguranțe de curent.
Modelul de utilitate se referă atât la satisfacerea nevoilor vitale ale unei persoane, cât și la inginerie electrică și poate fi utilizat pentru a proteja încălzitoarele electrice de uz casnic împotriva supraîncălzirii în cazul unei defecțiuni a acestor dispozitive, în special a plăcuțelor de încălzire.
Este cunoscut un încălzitor electric flexibil (brevet RF 2076462, IPC H05V 3/34, 27 martie 1997), care conține un capac, un element de încălzire situat în interiorul capacului sub forma unei benzi curbate în zig-zag și o siguranță termică. Dezavantajul acestui design este că atunci când elementul de încălzire este zdrobit, are loc o încălzire necontrolată, ceea ce duce la deteriorarea dispozitivului și la aprinderea încălzitorului.
Cel mai apropiat de modelul de utilitate revendicat este un încălzitor electric de uz casnic (brevet RF 97624 MPK A61F / 00, 20/09/2010) care conține o carcasă flexibilă cu un element de încălzire situat în ea, un comutator de mod de funcționare și o siguranță ireversibilă normal închisă.
Cu toate acestea, dezavantajul acestui design este siguranța electrică insuficientă a dispozitivului, datorită faptului că nu protejează rețeaua de scurtcircuite în elementul de încălzire și în firele de conectare, ceea ce este deosebit de important pentru asigurarea durabilității. dispozitiv, deoarece izolarea firelor și a elementului de încălzire situat la temperatura ridicata până la sfârșitul duratei sale de viață, îmbătrânește și se prăbușește.
Pentru a preveni utilizarea greșită a incendiului, se aplică următoarele măsuri: cronometrul limitează timpul de încălzire; puterea totală este redusă; sunt instalați senzori termici și relee termice, controlere termice sunt instalate în comutatoarele de mod, elemente de fixare sunt realizate pentru a fixa încălzitorul electric pe o persoană sau pe un pat. Dar, așa cum a demonstrat practica, oamenii lasă încălzitoarele electrice nesupravegheate, neglijând instrucțiunile de utilizare.
Modelul de utilitate rezolvă problema asigurării fiabilității în funcționare a unui încălzitor electric prin protejarea elementului de încălzire împotriva supraîncălzirii cu o creștere a siguranței la incendiu și a siguranței electrice pe toată durata de viață a încălzitorului electric.
Rezultatul tehnic este atins prin faptul că, într-o plăcuță de încălzire care conține un element de încălzire închis într-o carcasă flexibilă, un dispozitiv de protecție împotriva supraîncălzirii sub forma unei siguranțe ireversibile normal închise conectată în serie cu elementul de încălzire și un comutator de mod de funcționare, un tiristor și un condensator conectat în paralel se introduc în dispozitivul de protecție.bornele elementului de încălzire, iar siguranța ireversibilă normal închisă se realizează sub forma unei siguranțe de curent.
Figura 1 arată forma generala plăcuțe de încălzire;
figura 2 prezintă o diagramă funcțională a unei plăci de încălzire;
figura 3 - proiectarea elementului de încălzire.
pernă de încălzire conține un element de încălzire 1, un dispozitiv 2 pentru oprirea de protecție a unei plăci de încălzire electrică împotriva supraîncălzirii și un comutator pentru 3 moduri de funcționare.
Elementul de încălzire 1 este conceput pentru a încălzi un suport de încălzire la o temperatură de cel mult 60°C și este un cablu termic închis într-o manta flexibilă 4 care conține un miez de cupru 5 purtător de curent acoperit cu un strat izolator 6 peste care este înfășurată o bobină de încălzire 7 dintr-un fir de nicrom închis deasupra într-o izolație elastică 8. Elementul de încălzire 1 este inclus în circuitul de control al temperaturii, iar temperatura acestuia este menținută în modul specificat.
Dispozitivul de protecție 2 al plăcuței de încălzire este conceput pentru a proteja elementul de încălzire împotriva supraîncălzirii.
Dispozitivul 2 funcționează numai în combinație cu cablul termic 1. Cablul termic 1 este utilizat ca senzor pentru depășirea temperaturii limită, adică. generează un semnal pentru dispozitivul 2, iar dispozitivul 2 este utilizat ca dispozitiv de acţionare.
Dispozitivul de oprire de protecție 2 conține o siguranță ireversibilă normal închisă 9, un tiristor 10 și un condensator 11.
Siguranța ireversibilă normal închisă 9 este o siguranță de curent având o valoare nominală a curentului de funcționare de protecție aproximativ egală cu curentul nominal prin elementul de încălzire 1.
Siguranța 9 este conectată cu o ieșire la sursa de alimentare prin comutatorul 3 moduri de funcționare, cealaltă la primele ieșiri ale elementului de încălzire 1, tiristorul 10 și condensatorul 11.
Siguranța ireversibilă curentă 9 este proiectată pentru a întrerupe circuitul de alimentare cu energie al elementului de încălzire 1 atunci când curentul prin acesta crește peste valoarea admisă.
Tiristorul 10 și condensatorul 11 sunt conectate în paralel cu bornele elementului de încălzire 1.
Comutatorul 3 moduri de funcționare a plăcii de încălzire este conectat în serie cu siguranța curentă 9.
Comutatorul 3 comută modurile de funcționare ale plăcuței de încălzire. Într-unul dintre modurile U pit \u003d U network (unde U pit este tensiunea de alimentare furnizată elementului de încălzire al plăcii de încălzire, U rețeaua este tensiunea reteaua electrica) placa de încălzire funcționează la putere maximă. Într-un alt mod, U pit \u003d 1 / 2U al rețelei (unde U pit este tensiunea de alimentare furnizată elementului de încălzire al plăcii de încălzire, rețeaua U este tensiunea rețelei electrice), tensiunea rețelei trece prin dioda 12 , care nu trece de semiunda superioară a tensiunii de rețea, placa de încălzire funcționează cu 50 % putere.
Placa de încălzire funcționează după cum urmează.
În timpul funcționării normale, temperatura elementului de încălzire 1 nu depășește temperatura limită setată.
Când placa de încălzire se supraîncălzește, stratul izolator 6 al cablului termic 1 se topește, drept urmare bobina de încălzire 7 este conectată la miezul de cupru 5 purtător de curent. 5 este furnizat dispozitivului de oprire de protecție 2.
Deoarece bobina de încălzire 7 și conductorul de cupru purtător de curent 5 sunt conectate (în caz de supraîncălzire), un impuls de tensiune de rețea va apărea pe conductorul de cupru care poartă curentul 5. Primit la dispozitivul 2, impulsul de tensiune de rețea acționează asupra electrodului de control al tiristorului 10 și aceasta duce la ruperea tiristorului 10, adică la trecerea de la o stare neconductivă la una conductivă. În timpul trecerii la starea conductivă a tiristorului 10, un curent suplimentar trece prin acesta. Ca urmare, curentul prin siguranța ireversibilă 9 va depăși curentul maxim admis prin siguranța 9, iar aceasta din urmă se va topi cu curentul și va întrerupe circuitul de putere al elementului de încălzire 1. Pentru a preveni ca tiristorul 10 să devină conductiv, atunci când se aplică tensiunea de alimentare, se folosește un condensator 11.
Astfel, modelul de utilitate propus are următoarele avantaje:
Controlul supraîncălzirii se efectuează pe întreaga zonă a plăcii de încălzire;
Absența contactelor într-o siguranță ireversibilă prin care curge un curent semnificativ al elementului de încălzire și utilizarea unei siguranțe de curent ca siguranță ireversibilă crește semnificativ durabilitatea dispozitivului;
Introducerea unei siguranțe de curent în locul uneia termice simplifică dispozitivul datorită absenței unui element de încălzire și a absenței conexiunii termice cu elementul de încălzire, crește fiabilitatea și durabilitatea acestuia prin facilitarea funcționării unei siguranțe ireversibile, care se află nu într-un compartiment cu o temperatură ridicată de 250-300 ° C, ci într-un loc cu normal temperatura camerei 25-30°C.
Introducerea unei siguranțe de curent simultan cu protecția termică asigură protecția rețelei de alimentare împotriva scurtcircuitului (scurtcircuit) în elementul de încălzire și în firele de conectare, ceea ce este deosebit de important pentru asigurarea durabilității dispozitivului, deoarece izolarea firele și elementul de încălzire la temperaturi ridicate îmbătrânesc până la sfârșitul duratei de viață și sunt distruse;
Absența contactelor de rupere în dispozitiv, în timpul comutării cărora apar interferențe în rețeaua electrică, în plus, contactele au o durată de viață foarte mică.
O plăcuță de încălzire care conține un element de încălzire închis într-o carcasă flexibilă, un dispozitiv de decuplare de protecție pentru suportul de încălzire împotriva supraîncălzirii sub forma unei siguranțe ireversibile normal închise conectată în serie cu elementul de încălzire și un comutator de mod de funcționare, caracterizat prin aceea că: tiristorul și un condensator conectat în paralel sunt introduse în ieșirea dispozitivului de decuplare de protecție a elementului de încălzire, iar siguranța ireversibilă normal închisă este realizată sub forma unei siguranțe de curent.
Probabil, mulți oameni au încă astfel de plăcuțe de încălzire din perioada sovietică:
Aveau 3 comutatoare de poziție pentru a regla temperatura. În epoca noastră a electronicii, este un păcat să nu modernizăm așa ceva, mai ales că este destul de simplu. Iată o diagramă a unui termostat proiectat pentru o temperatură fixă de 36-37 ° C:
Baza circuitului este un senzor de temperatură DS1821 care funcționează în modul termostat. La început, circuitul nu avea un tranzistor, dar practica a arătat că o astfel de includere a unui senzor de temperatură este inacceptabilă. În timpul funcționării, tensiunea la pinul 2 a depășit sursa de alimentare a microcircuitului din cauza unei căderi de tensiune la tranziția de control a triacului. Acest lucru a dus la reprogramarea spontană a senzorului de temperatură și la întreruperea funcționării acestuia. A trebuit să adaug un tranzistor (orice unul de putere mică) și să reprogramez pragurile TH0 și TH1.
Cel mai convenabil este să programați DS1821 pentru a-l pune în modul termostat și a seta pragurile de funcționare folosind un programator simplu. Senzorul este plasat direct în interiorul plăcuței de încălzire.
O placă de încălzire electrică modernă este cel mai bun dispozitiv care ajută o persoană în sezonul rece să prevină o răceală după hipotermie sau să calmeze durerea. Un aparat electric convenabil și practic, care le-a înlocuit pe cele cu răcire rapidă sau pe cele catalitice, este o sursă de căldură uscată de înaltă calitate.
Înghețul și vremea umedă nu sunt îngrozitoare dacă o pernă de încălzire caldă fără probleme așteaptă acasă, care va încălzi corpul și va efectua o adevărată procedură de fizioterapie. În plus, poate fi echipat cu un masaj cu vibrații, care va ajuta la îmbunătățirea circulației sângelui în picioare, care are un efect benefic asupra întregului corp uman, ameliorează durerea, ameliorează spasmele și accelerează procesele metabolice.
Placă de încălzire electrică: descriere
Acesta este un dispozitiv pentru generarea de căldură și menținerea constantă temperatura confortabila cu ajutorul energiei electrice. Modele moderne nu numai convenabil, ci și sigur. Sunt echipate cu un mecanism de protecție triplă care previne supraîncălzirea dispozitivului și protejează o persoană de șoc electric. Pernuța de încălzire în formă de pătură poate fi echipată cu un cronometru oprire automată, ceea ce vă permite să nu vă ridicați din pat pentru a deconecta cablul de la priză, ci să adormiți liniștit - placa de încălzire se va opri de la sine.
Dispozitivul încălzitoarelor moderne include un element de încălzire intern, o husă externă detașabilă din țesătură rezistentă la căldură (fleece), un cablu de alimentare cu priză și un termostat. Acest design vă permite să operați dispozitivul simplu și confortabil. Husa se indeparteaza usor, se poate spala (lavabila la masina la unele modele), indepartand orice murdarie accidentala de pe ea, datorita elementului de incalzire, caldura se mentine constant, iar termostatul controleaza gradul de incalzire necesar.
Tipuri și forme
Gama actuală de plăcuțe de încălzire uimește chiar și cumpărătorii pretențioși. În fiecare an sunt lansate pe piață noutăți din ce în ce mai avansate pentru utilizarea radiatoarelor electrice acasă și la țară, în mașină și în călătorii. Există astăzi covorașe de încălzire și tampoane calde chiar și pentru animalele de companie!
În producția de plăcuțe de încălzire, foarte materiale rezistente- produs de iarnă sintetic și polibuton high-tech (combinație de bumbac și poliester).
Încălzitoarele electrice din farmacii pot fi împărțite condiționat în următoarele modele: pentru corp - saltele-saltele mici, pe care este ușor să se întindă și să se încălzească; dispozitive universale - tampoane plate mici aplicate pe zonele înghețate ale corpului; plăcuțe de încălzire specializate cu încălzire electrică, concepute pentru anumite părți ale corpului (picioare, zona inferioară a spatelui, zona umerilor, regiunea cervicală și coloana vertebrală).
Pot avea o formă anatomică deosebită sau pot fi realizate sub formă de cizme, cizme din pâslă sau papuci (un încălzitor electric pentru picioare), o vestă de încălzire, o curea sau o rolă. Tampoanele de încălzire sunt atât sub formă de patrulater, cât și sub formă de rolă; modelele ortopedice servesc la prevenirea osteocondrozei cervicale.
Saltelele-pernuțe încălzitoare pot acționa ca o alternativă la oprire încălzire centrală. Modelele alimentate de rețeaua electrică a mașinii vor fi la îndemână pe o călătorie lungă. Pernutele de incalzire pentru scaune pot fi alese atat pentru acasa cat si pentru a fi in masina.
Lenjeria de pat și accesoriile (pături electrice și cearșafuri electrice) sunt la fel de moi și plăcute pentru corp ca cele obișnuite, dar sunt echipate cu un întrerupător de alimentare pentru un control convenabil al temperaturii. Tampoanele de incalzire aromatice (Beurer Aroma) sunt echipate in plus cu doua umpluturi pentru sedintele de aromoterapie: pentru raceala si pentru relaxare.
Utilizarea dispozitivelor de încălzire
Tampoanele de încălzire sunt dispozitive care sunt folosite pentru a încălzi corpul sau anumite zone pentru prevenire sau tratament.
Un suport electric de încălzire va ajuta la obținerea unei călduri uscate uniforme cu un nivel reglabil: în caz de hipotermie (atât întregul corp, cât și părțile sale individuale); pentru recuperarea mușchilor după sarcini de putere; pentru a crește tonusul și a reduce excesul de stres în caz de stare generală de rău sau după stres psihic crescut; în lupta împotriva răcelilor; pentru a elimina congestia în alimentarea cu sânge a organelor și țesuturilor interne, în sistemul limfatic; pentru îngrijirea pacienților imobilizați la pat (inclusiv postoperator); pentru combaterea bolilor sistemului musculo-scheletic (afecțiuni ale coloanei vertebrale și articulațiilor, osteocondroză, reumatism); în tratamentul complex al cistitei și a altor afecțiuni care necesită căldură uscată.
Caracteristici
Diferite tipuri de încălzitoare electrice pot diferi și în caracteristici: puterea - este legată de rata de încălzire a dispozitivului; cantitate conditii de temperatura- acest lucru vă permite să setați temperatura de funcționare necesară cât mai confortabil posibil (într-un suport de încălzire pentru picioare, de exemplu, nu trebuie să depășească 60 de grade); funcție de oprire automată - dispozitivele de înaltă calitate permit oamenilor să adoarmă fără a-și face griji în privința unei arsuri sau incendii - termostatul va opri dispozitivul la timp, prevenind supraîncălzirea; prezența unui masaj vibrator (în plăcuțe electrice de încălzire pentru picioare) - aceasta ajută la antrenamentul picioarelor în diferite moduri, beneficiind întregul corp.
Dar încălzirea și masarea picioarelor în același timp nu vor funcționa - aceste două opțiuni sunt schimbate. Tensiunea consumată a plăcuțelor electrice de încălzire nu depășește patruzeci de wați, astfel încât produsele certificate sunt cât mai sigure, plăcute la atingere și fiabile.
Iarna a venit pe nesimțite, am simțit-o când în drum spre magazin îmi erau mâinile foarte reci. Desigur, știu despre mănuși, dar acestea nu încălzesc, ci doar ne țin mâinile calde.
Prin urmare, am decis în grabă a pus împreună un mini tampon de încălzire special pentru mâinile mele prețioase.Există o mulțime de plăcuțe de încălzire de acest fel pe piețe, dar totuși am vrut să-mi fac propriile mele.La vânzare există plăci de încălzire cu un amestec combustibil în interior, acestea sunt încălzitoare de rezervă pe termen lung bazate pe principiul arderii catalitice. Există și încălzitoare electrice cu o baterie încorporată și un element de încălzire.
Cu mult timp în urmă am cumpărat mai multe power bank-uri cu carcasă metalică, iar pe baza acestei carcase a fost asamblată o pernă de încălzire.
Placa mea de încălzire va fi electrică.
Pe aliexpress, am cumpărat un element de încălzire cu infraroșu folosit ca încălzitor pentru încălzirea prin pardoseală, sunt de asemenea înfășurați țevi de apa pentru ca apa din acesta din urmă să nu înghețe. Ei bine, în general, există o mulțime de aplicații pentru un astfel de încălzitor.
Încălzitorul este format din două părți - un material fibros rezistiv care se încălzește efectiv și o izolație flexibilă rezistentă la căldură.
Astfel de încălzitoare sunt alimentate de la rețea, 10 metri dintr-un astfel de fir consumă aproximativ 160 de wați atunci când sunt alimentate de o rețea de 220 de volți. Exact materialul datși am decis să o folosesc în placa mea de încălzire.
Din punct de vedere empiric, am selectat puterea optimă a elementului de încălzire; pentru aceasta a fost folosit un încălzitor nicrom. Am înfășurat firul pe cadrul de aluminiu al power bankului și am ales lungimea astfel încât atunci când este alimentat de 12 și volți, carcasa să se încălzească până la 50 de grade în maxim 20-30 de secunde, drept urmare, am aflat că aceasta necesită un încălzitor cu o putere de aproximativ 6 wați.
Cunoscând câteva date inițiale și legea lui Ohm, puteți calcula cu ușurință lungimea dorită a încălzitorului, dar trebuie să țineți cont de faptul că pe măsură ce se încălzește, rezistența încălzitorului va crește, prin urmare puterea va scădea, lungimea și rezistența pentru cazul meu nu sunt atât de importante, deoarece toată lumea va calcula încălzitorul individual, în funcție de tensiunea de alimentare și lungimea încălzitorului.
Încălzitorul va fi alimentat de o singură doză standard de litiu 18650 , dar nu direct, ci printr-un convertor boost, este posibil fără acesta, dar pentru a obține puterea dorită de la 3,7 Volți, trebuie să scurtați lungimea firului și să conectați mai multe în paralel. Pentru a evita o fermă colectivă, am decis să folosesc un convertor, caz în care încălzitorul va fi solid și se va întinde pe toată lungimea manșonului, asigurând astfel o încălzire uniformă.
Într-o plăcuță de încălzire, bateria trebuie protejată, altfel poate eșua din cauza descărcării profunde.
Între turele încălzitorului, a păstrat o oarecare distanță, primind ceva ca niște crestături pentru degete, astfel încât suportul de încălzire să se potrivească perfect în mână.
O eșarfă ieftină MT3608 este ideală ca convertizor de boost, furnizăm 3,7 volți la intrarea plăcii și setăm 12 volți la ieșirea modulului prin rotirea rezistenței de tuns. Carcasa mea s-a dovedit a fi prea mică și placa convertor pur și simplu nu se potrivea, dar nu am vrut să schimb carcasa, în cele din urmă am decis să modific placa invertorului cu tăietoare de sârmă și asta s-a întâmplat.
Dimensiunile au scăzut de două ori și jumătate.
Să luăm măsurători ale puterii și timpului de funcționare. Furnăm o tensiune de 3,7 volți la intrarea invertorului, simulând o baterie, conectăm un încălzitor și un wattmetru la ieșirea invertorului.
Consumul de la baterie este ceva mai mic de doi amperi, din care aproximativ 100mA este consumat de wattmetrul propriu-zis, care este ceva mai mult de 7 wati la intrare, iar la iesire avem 4,5-5 wati, randamentul este de aproximativ. 70%.
Desigur, fără un invertor, ar exista mai puține pierderi.Dar chiar și ținând cont de toată această baterie de 2200mAh, va fi suficientă pentru puțin mai mult de o oră de funcționare continuă a plăcuței de încălzire, iar dacă acest lucru nu este suficient, puteți lua o baterie de 3400mAh.O bandă adezivă rezistentă la căldură este înfășurată pe carcasa de aluminiu a bancului de alimentare, în principiu nu este necesară, a fost folosită inițial pentru izolarea carcasei. Acest lucru este necesar pentru ca bateria să nu se supraîncălzească, dar testele ulterioare au arătat asta majoritatea căldura va fi transferată direct către mână, iar temperatura din interiorul carcasei nu este critică.
În ciuda plăcii de convertizor trunchiate, a trebuit să prelungesc carcasa, deoarece am uitat complet că la început am plănuit să introduc aici un sistem de încărcare USB.
Încălzitorul este pornit cu un buton care nu se blochează.