Введение
Существует в мире такая вещь, как «коврик с подогревом». Коврик с подогревом актуален в том, что он прекрасно решает проблему с обогревом пола, когда нет другой возможности сделать полы теплыми. Всем известно, что тепло от ног быстро передается всему телу, и чтобы защититься от простудных заболеваний, ноги всегда должны быть в тепле. А такой коврик с подогревом идеально подойдет для обеспечения тепла вашим ногам.
Предметом моего исследования является излучение электромагнитных волн. Так как коврик с подогревом уже изучен специалистами и создан, им не удалось избавить данный предмет от этой проблемы. Как всем уже известно, электромагнитные волны сильно влияют на нервную и мышечную ткани, могут провоцировать неврологические нарушения и бессонницу, сбои в работе желудочно-кишечного тракта, меняют и частоту сердечных сокращений, и артериальное давление.
Объектом исследования - модель «коврика с подогревом», где я усовершенствую данную модель и сделаю более безопасным для здоровья человека.
Цель работы: Разработать, создать модель коврика с подогревом.
Задачи работы:
1. Изучить вид и форму данной модели;
2. Определить необходимый материал для выполнения проекта;
3. Наметить план, последовательность (подготовить схему, рисунок, подготовить детали);
4. Создать данную модель;
После завершения модели, можно будет его использовать, не беспокоясь за своё здоровье, т.к. я избавлю модель от данной проблемы, при помощи других изделий и деталей. Его так же можно будет спокойно давать детям на использование, не беспокоясь за них каждую секунду. Моя модель будет не только безопасна для здоровья человек, она будет удобной, мобильной и практичной.
Глава I. Электронагревательные приборы и их классификации
1.1.История возникновения электронагревательных приборов
Электронагревательными приборами называют устройства, преобразующие электрический ток в тепловую энергию. Основным элементом любого электронагревательного прибора выступает нагревательный элемент. Такие приборы получили широкое распространение в наше время, к ним относится не только обогревательное оборудование, но и другие бытовые устройства: электрические чайники, утюги, фены, кухонные плиты и многие другие.
Главным домашним источником тепла для человека всегда был очаг — вначале в виде открытого костра, согревавшего наших далеких предков в их пещерах, затем в виде всевозможных печей и печек, элегантных каминов и примитивных буржуек. Работающие на дровах или на угле, эти печи несли тепло и уют, были центром дома, к которому стягивались все его обитатели. Век нефти, пара и газа принес в многоквартирные дома горожан системы центрального отопления, пронизавшие все этажи сосудами трубопроводов, по которым в каждую комнату пришло тепло, скромно приютившись под окном в чугунном радиаторе.
Каждому, наверное, знаком современный масляный обогреватель — металлическая «гармошка», заполненная минеральным маслом с электрическим нагревательным элементом внутри. Но таким масляный обогреватель был не всегда. Масляные обогреватели, которые выпускались в Америке 1932-о г., на «гармошку» похожи мало, что не удивительно. Масло в них не нагревалось электрическим ТЭНом (трубчатый электронагреватель), а сгорало, а помещение обогревалось за счет выделяющегося при этом тепла.
Иногда история умалчивает, что и как создавалось, кому принадлежала гениальная идея. Немало первоисточников о тех и или иных открытиях стерли с лица земли многочисленные войны. Частично это коснулось изобретений и Жака Нуаро — электрических дел мастера. В 30-е годы прошлого столетия он разработал и произвел один из первых в мире электрических обогревателей. А ведь именно это открытие положило начало новому этапу индустриальной эпохи — электрическому отоплению.
Вторая Мировая Война нанесла немалый урон развитию этой эпохи. И скромная электромастерская будущего лидера в производстве электрических обогревателей, как и многие промышленные предприятия, не избежала материальных разрушений. Однако, считают современные последователи Жака Нуаро, в первой половине XX столетия мастер создал двигатель тепла, который невозможно было уничтожить.
В послевоенное время, начиная с 1947 года, ежегодно из его мастерских выходили новаторские обогреватели разнообразного дизайна, размера, технических возможностей. Рекламу его продукции делали сами покупатели, и к 60-м годам имя Жака Нуаро стало национальным французским брендом, а сегодня крупнейшее в мире предприятие с гордостью носит его имя.
Когда Жак Нуаро принял участие в первой для своего предприятия национальной выставке в Париже, было это в 1954 году, элита промышленников и государственных деятелей твердо отметила (именно эти слова сегодня повторяют современники): «Жак, ты создаешь двигатель тепла». После такой оценки продукция Жака Нуаро появилась практически в каждом французском доме. Дело в том, что в 60-х годах Франция переводила электросети с напряжения 110 В. на 220 В.
1.2 Классификация электронагревательных приборов.
Существуют различные виды электронагревательных приборов, наиболее подробно классификация такого оборудования описана в действующих нормативах ГОСТа (государственный стандарт), хотя на практике этой квалификацией пользуются достаточно редко. Сложность разделения электронагревательного оборудования на отдельные виды заключается в огромном количестве таких приборов, использующихся людьми в повседневной жизни. Опираясь на действующие в нашей стране нормативные документы, можно сделать вывод, что классифицировать электронагреватели можно по различным принципам.
Первый вариант классификации предполагает разделение электронагревательного оборудования на несколько групп по конструктивным особенностям нагревательных элементов. По типам конструкции нагревательных элементов я могу выделить три группы электронагревательных устройств и рассказать про каждый:
Нагревательные элементы открытого типа - это спирали, которые открыто, размещены в специальных канавках электроизоляционного материала, имеющего соответствующую форму, или же свободно подвешены на кронштейнах из электрически - изоляционного материала. Передача тепловой энергии осуществляется в них путём излучения и конвекции. К достоинствам таких нагревательных элементов относятся: быстрота нагрева, простота конструкции, относительно низкая стоимость и лёгкость ремонта. К недостаткам - механическое повреждение спирали, возможность замыкания витков спирали и малая электробезопасность. Рассмотрим схему (рис.1):
(Рис.1)
Нагревательные элементы закрытого типа – это спирали и ленты, которые помещены в специальную защитную оболочку, изготовленную из электроизоляционного материала, предохраняющую её от различных механических повреждений. Такая оболочка не препятствует доступу воздуха. Данные нагревательные элементы просты в устройстве, но при этом обладают небольшой механической прочностью. Рассмотрим схему (рис.2):
(Рис.2)
Герметически закрытые нагревательные элементы – в них используются ТЭН-ы - трубчатые нагреватели, работающие по принципу передачи тепловой энергии излучением, теплопроводностью и конвекцией. Они представляют собой металлическую трубку с имеющейся в ней нагревательной спиралью, которая запрессована в специальный наполнитель, называющийся - периклаз. Преимуществами ТЭН-в являются: электробезопасность, то есть нагреватель не находится под напряжением электричества; долгий срок службы; простота конструкции, разнообразная форма нагревателей; механическая прочность и многие другие.
С технической точки зрения такой вариант классификации абсолютно точен, но он не позволяет определить назначение оборудования и особенности его эксплуатации.
Второй вариант классификации электронагревателей – по продукту нагрева. Такая классификация позволяет выделить:
Водонагревательное оборудование (рис.3):
 (рис.3)
Воздухонагревательные устройства (рис.4):
 (рис.4)
Данная квалификация дает больше информации о принципах использования приборов, но сегодня существует электронагревательное оборудование, которое сложно отнести к водо- или воздухонагревателям, к примеру, электрические кухонные плиты или печи СВЧ.
Наиболее точную, исчерпывающую информацию о видах электронагревательных приборов дает классификация оборудования по сфере использования, выделяют устройства:
Для нагрева воды (в системах водоснабжения, отопления, для стирки и приготовления пищи);
Для нагрева воздуха (в сушильном и отопительном оборудовании);
Для приготовления пищи (за счет нагрева поверхностей с посудой и непосредственного нагрева посуды);
Ручные инструменты и приборы с электронагревательными элементами (паяльники, пирографы, утюги);
Для обогрева человеческого тела.
Данный вариант классификации позволяет охватить практически все представленные на рынке электронагревательные устройства.
По виду регулировки нагревательные приборы подразделяют на группы:
Без регулировки;
С регулировкой температуры нагрева;
С регулировкой мощности;
Автоматические нагревательные приборы с программным управлением.
Для регулировки температуры в приборах устанавливают термодатчики и термовыключатели.
Термодатчики разделяются на изделия с самовозвратом – терморегуляторы (так называемые «бескнопочные»), и без самовозврата – термоограничители (так называемые «кнопочные»).
Термоограничитель - устройство, чувствительное к температуре, которое размыкает цепь при достижении температуры прибора заданного значения. В исходное состояние термоограничитель возвращается нажатием кнопки.
Терморегулятор – устройство, чувствительное к температуре, которое поддерживает температуру прибора в определенных пределах путем автоматического отключения или включения цепи. После понижения температуры терморегулятор самостоятельно возвращается в исходное положение.
Регулировка мощности прибора может быть:
Ступенчатой (в электрогрелках, электроплитках и т. д.);
Плавной с помощью реостата (привод швейной машины).
Регуляторы температуры и мощности по скорости замыкания и размыкания контактов подразделяют на:
Быстродействующие;
Медленнодействующие.
Быстродействующие терморегуляторы сложнее по конструкции, обеспечивают мгновенное замыкание и размыкание контактов, что исключает их подгорание и обеспечивает большой срок службы. Применяют в бытовых холодильниках и стиральных машинах.
Размыкание и замыкание контактов медленнодействующих регуляторов происходит со скоростью изгиба термобиметалла (например, в электроутюгах). Такие регуляторы проще по конструкции, но из-за искрения контактов менее долговечны.
Наиболее распространены терморегуляторы – биметаллические, в них используется явление изгибания термобиметаллической пластинки при изменении температуры.
Биметаллическая система состоит из двух или нескольких слоев металлов или сплавов с различными коэффициентами теплового расширения, сваренных между собой по всей плоскости соприкосновения. Слой металла или сплава с большим коэффициентом теплового расширения называется - активным слоем, а с меньшим — пассивным. Пассивный слой изготовляют обычно из инвара (сплав железа с никелем). Никель составляет 35...37%, остальное — железо и примеси. Никель при температуре от -60°С до +100°С практически не изменяет своих размеров. Активный слой изготовляют из латуни, легированной стали и др.
1.3 Классификация приборов по способу защиты от поражения током.
Разделение на классы защиты отражает не уровень безопасности оборудования, а лишь указывает на то, каким способом осуществляется защита от поражения электрическим током.
Электроприборы класса 0 — это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией, при этом отсутствует электрическое соединение открытых проводящих частей, если таковые имеются, с защитным проводником стационарной проводки. При пробое основной изоляции защита должна обеспечиваться окружающей средой (воздух, изоляция пола и т.п.).
Электроприборы класса I — это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей, доступных прикосновению, с защитным проводником стационарной проводки. В этом случае открытые проводящие части, доступные прикосновению, не могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции после срабатывания соответствующей защиты. У оборудования, предназначенного для использования с гибким кабелем, к этим средствам относится защитный проводник, являющийся частью гибкого кабеля.
Электроприборы класса II — это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции, В приборах класса II отсутствуют средства защитного заземления, и защитные свойства окружающей среды не используются в качестве меры обеспечения безопасности.
В некоторых специальных случаях (например, для входных клемм электронного оборудования) в оборудовании класса II может быть предусмотрено защитное сопротивление, если оно необходимо и его применение не приводит к снижению уровня безопасности. Оборудование класса II может быть снабжено средствами для обеспечения постоянного контроля целостности защитных цепей при условии, что эти средства составляют неотъемлемую часть оборудования и изолированы от доступных поверхностей в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оборудованию класса II.
В некоторых случаях необходимо различать оборудование класса II «полностью изолированное» и оборудование «с металлической оболочкой». Оборудование класса II с металлической оболочкой может быть снабжено средствами для соединения оболочки с проводником уравнивания потенциала, только если это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование. Оборудование класса II в функциональных целях допускается снабжать устройством заземления, отличающимся от устройства заземления, применяемого в защитных целях, при условии, что это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование.
Электроприборы класса III — это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током основана на питании от источника безопасного сверхнизкого напряжения и в котором не возникают напряжения выше безопасного сверхнизкого напряжения. В оборудовании класса III не должно быть заземляющего зажима.
Оборудование класса III с металлической оболочкой допускается снабжать средствами для соединения оболочки с проводником уравнивания потенциала при условии, что это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование. Оборудование класса III допускается снабжать устройством заземления в функциональных целях, отличающимся от устройства заземления, применяемого в защитных целях, при условии, что это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование.
Глава II. Классификации электронагревательных приборов в настоящее время
Виды электронагревательных приборов в настоящее время.
В настоящее время выпускается более 50 видов изделий электронагревательных приборов. Они предназначены для общего приготовления пищи, специального назначения (жарения, выпечки, варки), для нагрева воды, глажения, отопления помещений, обогрева тела человека и др.
Кухонные приборы общего назначения представлены электроплитами, микроволновыми печами, плитками и варочными панелями. Электроплитки являются переносными приборами и не имеют жарочного шкафа в отличие от электроплит. Электроплиты могут иметь 2 или 4 конфорки, плитки — 1-2. В электроплитах и плитках конфорки могут быть чугунными, стальными теновыми, радиальными с инфракрасным излучением и галогенными. Плиты и плитки имеют 3-10-ступенчатую регулировку нагрева до рабочей температуры 450-500 градусов. Современные модели этих приборов снабжены автоматикой закипания, электронным распознаванием наличия посуды на плите, функцией «автофокус» для определения диаметра дна посуды и экономии электроэнергии, индикатором остаточного тепла, инфракрасным сенсором с контролем над процессом варки и поддержанием постоянной температуры и др.
Вред кухонных приборов:
Возрастание риска онкозаболеваний;
Ухудшения работы пищеварительной системы, а значит и всех внутренних процессов организма;
Снижение иммунитета;
Увеличение количества плохого холестерина, белых кровяных телец в плазме крови;
Снижение работоспособности, внимания, памяти;
Частые депрессии, отсутствие жизненной энергии.
Варочная панель не имеет никаких выпуклых конфорок, а представляет собой гладкую стеклянную поверхность. Она обеспечивает быстрый нагрев и быстрое остывание, имеет ограничение зоны нагрева, экономична, удобна в уходе и т.п. Вред варочных панелей для здоровья хоть и минимальный, но существует, поскольку этот девайс создает вихревое электромагнитное поле. И всё же, это вред мизерный, например, по сравнению с мобильными телефонами, которые мы ещё и вплотную прижимаем к голове при разговорах.
Приборы для жарения, тушения и выпечки представлены жарочными шкафами, электровафельницами, тостерами (для поджаривания ломтиков хлеба), ростерами (для приготовления горячих бутербродов), грилями (для жарения птицы или мяса на вертеле), фритюрницами (для приготовления мясных, рыбных, овощных и других блюд во фритюре — кипящем масле, сиропе, шоколаде), блинницами и др.Современные жарочные шкафы (печи) имеют нижний нагревательный элемент в виде длинной трубки, могут иметь верхний нагрев и гриль. Кроме этих функций духовые шкафы могут иметь конвекционный вентилятор, покрытую антипригарными и самоочищающимися материалами внутреннюю поверхность, режим размораживания, автоматическое отключение, быстрый нагрев, защиту от перегрева и блокировку двери и др. Вопрос вреда приборов для жарения, тушения и выпечки становится актуальным, когда речь заходит об акриламидах. Это продукт реакции между углеводами и аминокислотами. Эта реакция происходит при обжаривании хлеба (к примеру). Ученые приходят к выводу, что акриламид вреден, поскольку способствует развитию раковых клеток, но содержание этого вещества в приборах для жарения, к счастью очень мал, что можно и не говорить о вреде данных приборов.
Электроприборы для варки пищи и приготовления напитков представлены чайниками, кофеварками, электросамоварами, электрокастрюлями, яйцеварками, пароварками и др. Наиболее широко применяются электрочайники, емкость которых может быть от 1 до 4 л, потребляемая мощность 0,8-1,2 кВт, время закипания 1 л воды — до 7,5 мин. Нагревательный элемент в них может быть в виде трубки-тэна или закрытым (плоским) из нержавеющей стали, покрытый золотом, серебром или титаном. Чайники изготавливаются в бесшнуровом исполнении, с терморегулятором и сигнализирующим устройством, с термоограничителем, с термовыключателем, со свистком, индикатором уровня воды, включения, фильтрами от накипи и др.Вред электрочайника: если чайник сделан из материала PP он же Полипропилены, после года использования, при высоких температурах выделяет фенол. Фенол ядовит. Вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей и кожу. Попадая в организм, фенол очень быстро всасывается даже через неповрежденные участки кожи и уже через несколько минут начинает воздействовать на ткани головного мозга. Сначала возникает кратковременное возбуждение, а потом и паралич дыхательного центра. Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил. Тяжелые случаи отравления характеризуются бессознательным состоянием, синюхой, затруднением дыхания, нечувствительностью роговицы, скорым, едва ощутимым пульсом, холодным потом, нередко судорогами. Зачастую фенол является причиной онкозаболеваний, поэтому лучше использовать чайник, сделанный из Поликарбоната (это твердый бесцветный полимерный пластик, используемый в производстве в виде гранул, он прочный, легкий, оптически прозрачный, пластичный, морозостойкий, является хорошим диэлектриком и очень долговечный), чайник из нержавейки или же стеклянный. А электрокофеварки выпускаются двух типов: гейзерные и компрессионные. В гейзерных кофеварках кофе засыпается в бункер, кипяток поступает по полой трубке, а готовый напиток — через отверстие стекает в емкость. В компрессионных кофеварках имеются две емкости, между которыми расположен бункер с кофе. Корпуса этих изделий вырабатывают из нержавеющей стали, алюминия, но чаще из термостойких сополимеров полистирола и поликарбонатов. И поэтому, кофеварки абсолютно не вредны для организма человека.
К приборам для подогрева и поддержания температуры относятся мармиты (металлические или керамические подставки с вмонтированными нагревательными элементами для подогрева пищи до 100 °С), подогреватели детского питания (емкости с теплоизоляцией, двойными стенками и вмонтированным нагревательным элементом мощностью до 80 Вт) и термостаты (теплоизолированные шкафы с поддерживаемой температурой около 70 °С). Такие приборы также не вредны для организма человека, но если прибор использовать не по инструкции возможно получение небольшого тока, что, конечно, вредно для организма человека.
Приборы для глажения представлены электроутюгами, электропрессами, гладильными машинами. В быту наиболее распространены электроутюги, а остальные приборы — на швейных предприятиях, в костюмерных и т. п. Утюги выпускаются в нормальном исполнении и малогабаритные следующих типов: УТ - утюг с терморегулятором; УТП - с терморегулятором и пароувлажнителем; УТПР - то же, но с разбрызгивателем; УТМ - малогабаритные с терморегулятором. Лучшими считаются утюги типа УТПР. Корпуса утюгов вырабатывают из прочных термостойких пластмасс, подошвы — из алюминия и нержавеющей стали. Покрытие подошвы может быть из тефлона, титана, эмалевое или из металлокерамики. Эмалевое покрытие и металлокерамика повышают степень скольжения, тефлон придает антипригарные свойства, а применение в некоторых моделях сапфировой посыпки подошв утюгов повышает их устойчивость к повреждениям от пуговиц, булавок. Современные модели утюгов имеют шарнирное крепление шнура с поворотом на 360°, функции «турбопар» (паровой удар), постоянную подачу пара, вертикальное отпаривание, самоочистку резервуара от накипи, противокапельную систему, возможность регулировки подачи пара, автоматическое отключение через 30 с. при неподвижном положении на подошве или на боку и в вертикальном положении — через 8 мин. Такие приборы вредны для здоровья человека, так как они выделяют электромагнитные волны, и радиус излучения составляет - 20 см. Также опасны в режиме нагрева, при неаккуратном использовании.
Машины и приборы для поддержания микроклимата. Эта подгруппа товаров представлена кондиционерами, тепловыми насосами, вентиляторами, увлажнителями воздуха, климатизерами, воздухоочистителями. Кондиционеры служат для охлаждения, очистки и вентиляции воздуха; тепловые насосы - для охлаждения помещений летом и обогрева зимой. Вентиляторы — наиболее распространенные приборы для поддержания микроклимата. Они используются для обдува, обдува и перемещения воздуха, для вытяжки, притока и вытяжки воздуха. По месту установки могут быть настольными, настенными, настольно-настенными, торшерными, ручными, автомобильными, оконными, встраиваемыми в вентиляционные каналы и потолочными. По конструкции бытовые вентиляторы могут быть центробежными, осевыми и тангенциальными. По изменению потока воздуха — без изменения направления воздуха относительно основания, с неавтоматическим изменением направления воздуха в вертикальной плоскости, с неавтоматическим изменением воздуха в вертикальной и горизонтальной плоскостях, с автоматическим изменением направления потока воздуха в плоскости, положение которой может меняться. Данные приборы не вредны для организма человека. Но вентиляторы всё же нужно использовать по инструкции, тогда можно не думать о вреде данного прибора. Так же существуют климатизеры — приборы для стабилизации температуры и относительной влажности воздуха в помещении. Они сочетают в себе вентилятор и увлажнитель. Увлажнительные приборы созданы для изменения влажности воздуха в сухих помещениях. Такие увлажнители могут быть вредны лишь в одном случае, если оставить кондиционер включенным при температуре выше 25 градусов на целую ночь(12 часов), тогда воздух станет достаточно влажным и возможно заболеть обычной простудой.
Электронагревательные инструменты. В ассортимент этой группы входят паяльники, вулканизаторы, приборы для сваривания полимерной пленки, выжигания по дереву и др. Паяльники различают по режиму нагрева, типу электронагревателя, конструкции паяльного стержня, возможности его замены, назначению, напряжению. Паяльники могут быть непрерывного, форсированного и импульсивного режимов нагрева. Вулканизаторы. Они предназначены для ремонта резиновых изделий, например, для устранения проколов шин автомобилей. Вред паяльников, вулканизаторов, приборов для сваривания состоит в том, что отрицательное воздействие на здоровье человека может оказать инфракрасное излучение нагретых деталей, нагревательных устройств. При пайке высокочастотным нагревом оператор подвергается воздействию электромагнитных полей. При работе электронно-лучевых установок, проведении гамма - и рентгеновского просвечивания возможно воздействие на работающего ионизирующего излучения.
Приборы для обогрева тела человека называются также приборами мягкой теплоты. Они представляют собой гибкие изделия, в которых используются маломощные безопасные нагреватели в виде проволочной спирали, углеродистые трубки или пластмассовые трубки с графитовым наполнителем. Нагреватели изолированы асбестовым шнуром и вплетены в асбестовую ткань или стеклоткань. К этим приборам относятся электробинты, грелки, пояса, одеяла, пледы, коврики (для обогрева ног).
2.2 Приборы для обогрева тела человека.
Широкое применение в наши дни находят нагревательные устройства для непосредственного обогрева человека. К приборам для обогрева тела человека относятся электрогрелки, электроодеяла и другие гибкие нагревательные устройства, называемые также изделиями «мягкой теплоты». Предназначены они для создания теплового комфорта и являются одними из наиболее распространенных устройств такого рода. Нагревательные устройства для непосредственного обогрева человека, изготовляемые также в виде спальных мешков, матрацев, сидений и других изделий, получают все большее признание потребителей.
Рассмотрим виды нагревательных приборов для тела человека:
Электрический бинт. В медицинской технике использовался для стимулирования венозного кровообращения в конечностях. Целью изобретения являлось расширение функциональных возможностей. Сущность изобретения: устройство содержит эластичную оболочку из диэлектрического материала с укрепленной в ней системой проводов, снабженную застежкой , коммутирующее устройство, устройство переключения секций резистивных элементов, генератор импульсов, источник низковольтного напряжения и установленный внутри оболочки браслет из биметаллических звеньев, электрически соединенный с системой проводов.
Электроодеяло - это постельная принадлежность, которая дополнительно нагревается посредством электротока. Внутри такого практичного приспособления находятся специальные нагревательные элементы, которые вырабатывают тепло при включенном электрическом кабеле в сеть 220В. В центре одеяла находится изолированный элемент - нагреватель, сверху которого располагается натуральная ткань, далее идет внешний декоративный слой. Такая конструкция позволяет равномерно распределяться теплу по всей площади изделия.
Электрическая грелка для ног - оснащена нагревательным элементом, который питается от USB шнура. В качестве нагревательного элемента применен эластичный углеграфитовый шнур, настроченный на сатиновую ткань. Грелку подключают к своему компьютеру или ноутбуку, чтобы работать было комфортно и тепло. Использование устройства совершенно безопасно. Нагревательный элемент имеет максимальную температуру, комфортную для тела человека. К тому же, низкая мощность предотвращает удары током.
Электрический матрас - это толстая подстилка на кровать, выполненная из особого материала, удерживающего тепло, с учетом использования электрического нагревательного элемента. Такой оригинальный обогреватель расстилается под простыней и поддерживает комфортную для вас температуру в течение заданного времени. Уже через 20 минут изделие готово к использованию. В рабочем режиме изделие не только греет, но также просушивает постельные принадлежности, что является огромным плюсом в условиях повышенной влажности и сырости - например, в загородном доме, на даче.
Электрические сидения для автомобиля - предназначены для создания комфортных условий водителю в холодное время года. В качестве него выступает провод, покрытый сверху тефлоном, и нихромовая спираль. Далее идет тканевая оболочка, внутри которой и прячется нагревательный элемент. Эта оболочка чаще всего выполняется из тепловолокна. Для того чтобы все эти элементы начали функционировать, необходимо также иметь стабильное подключение к бортовой электрической сети автомобиля. А вот для того, чтобы конструкция выполняла свои непосредственные задачи, ее монтируют в спинку сидения и его нижнюю часть. При активации обогреватели сидения, его элементы первоначально нагреваются до температуры в пределах 35-40°С.
Пол с подогревом – это система отопления, обеспечивающая нагрев воздуха в помещении снизу, где отопительным прибором выступает тёплый пол (настил). Система «теплый пол» включает в себя три основных элемента: нагревательный кабель, терморегулятор и термодатчик. Нагревательный кабель составляет основную и наиболее важную часть конструкции. Для системы «теплый пол» применяются как резистивные, так и саморегулирующиеся кабели.
Одежда с подогревом - существует несколько разновидностей одежды с электроподогревом:
Одежда, в основе которой уложен греющий кабель, такую одежду часто можно увидеть на мотоциклистах. Из минусов высокая цена и ограниченный модельный ряд (по фасону и расцветкам), из плюсов, относительно широкая область обогрева.
Одежда в основе, которой применяются плёночные нагревательные элементы. Из плюсов, хорошая температура нагрева, простота и функциональность таких элементов, их относительно не высокая цена, из минусов, пожалуй, только ломкость (неспособность выдерживать нагрузки и деформации при активной эксплуатации).
Одежда, в основе которой применяются нагревательные элементы из ткани с прожилками из специальных сплавов. При создании такой одежды всегда используется прочный и морозостойкий материал. Нет ничего сложного в использовании куртки. Также, немаловажным фактором является удобство ношения данного вида одежды. Из минусов, чаще всего с таким нагревательным элементом создают только зимние куртки.
Одежда, в основе которой применяются гибкие нагревательные элементы из углеродного волокна. Это не самые дешёвые нагревательные элементы, но самые оптимальные при изготовлении одежды с подогревом. Сам углеродный нагреватель размещён внутри двух слоёв нетканого водоотталкивающего материала. Эти нагревательные элементы не перегорают. Они спокойно переносят любые (разумные) нагрузки и деформации.
Согревающий пояс - очень удобная модель для туристов и любителей зимней рыбалки. Пояс не даст застудить спину и подарит комфорт при любых условиях. Работает от аккумулятора, который обеспечивает его теплом, имеет 3 режима подогрева. Аккумулятор сделан как литий-ионный на 2700 mAh.
Коврик с инфракрасным подогревом для ног - является электробытовым прибором. Инфракрасный коврик, представляет собой поверхность, которая излучает тепловую энергию. Инфракрасная нагревательная пленка представляет собой конструкцию, в которой нагревающим элементом являются нагревательные элементы - графитовые дорожки. В основе действия такого обогревателя заложен факт, что кожа человека воспринимает инфракрасное излучение как тепло. При этом длины волн, излучаемые предметом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Очень сильное инфракрасное излучение в местах высокого нагрева может высушивать слизистую оболочку глаз. Наиболее опасно, когда излучение не сопровождается видимым светом. В таких ситуациях необходимо надевать специальные защитные очки для глаз. Инфракрасное излучение с длиной волны 1.35 - 2.2 мкм при достаточной пиковой мощности в лазерном импульсе может вызывать эффективное разрушение молекул ДНК.
2.3 Улучшенный коврик с подогревом
Мною был исследован инфракрасный коврик с подогревом и выявлена проблема, а конкретно: инфракрасное излучение. Как было уже сказано, инфракрасное излучение вредно для здоровья человека и использовать инфракрасный коврик не стоит. В повседневной жизни человек постоянно находится под действием инфракрасного излучения (ИК-излучение). Естественным его источником является солнце. К искусственным источникам относятся электронагревательные элементы и лампы накаливания, любые нагретые или раскаленные тела. Этот вид излучения используется в обогревателях, системах отопления, приборах ночного видения, пультах дистанционного управления. Таким образом, мы подвергаемся инфракрасному излучению, как на улице, так и дома. И чтобы сократить «встречи» с инфракрасным излучение, а другими словами электромагнитным полем, я в своём проекте усовершенствую коврик, и сделаю его более безопасным. (См. рис. 5)
Для улучшения коврика с подогревом мне понадобилось:
Плюш - ткань с низкой теплопроводностью, предназначен для низа коврика.
Войлок – ткань имеет низкую теплопроводно, низкая воспламеняемость (не горит до 100 градусов).
Нихромовая нить - представляет собой особый сплав, содержащий повышенную концентрацию таких химических элементов, как хром и никель. Она обладает высокой жаростойкостью, пластичность и просто хорошо держит форму. Нихромовая нить способна нагреваться до 1400 градусов, и только при температуре от 1100 до 1400 градусов она начинает плавиться и выделять вредоносные молекулы сплава. Так как в нашем коврике нихромовая нить будет нагревать всего лишь до 45 градусов, выделятся, при этом, ничего не будет, т.е. можно утверждать, что при наших небольших нагревах структура металла вообще не разрушается, и молекулы сплава не попадают в организм.
Блок питания на 12V (вольт)
Предохранитель на 1А (ампер)
Быстросъёмное соединение – предназначено для соединения нихромовой нити и блока питания
Двусторонний теплопроводящий скотч – для закрепления нити сверху, чтобы было проще доделать модель коврика с подогревом.
Заменитель кожи – имеет хорошую теплопроводность, предназначен для поверхности коврика.
Паяльник – предназначен для пайки нихромовой нити и предохранителя; нихромовой нити и блока питания.
(рис.5)
Заключение
В своей работе я рассмотрела классификации электронагревательных элементов, на основе этого я могу сделать вывод, что современная электроника не стоит на месте, и с каждым годом улучшается.
В заключение хотела бы сказать, что мой проект «коврик с подогревом» достиг цели, заданной еще в самом начале работы. Как я уже писала, что коврик с подогревом создан человеком, но человек не выявил проблему электромагнитных полей данной модели. Но это удалось сделать мне. Усовершенствованный коврик с подогревом теперь абсолютно не вреден для человека. Так же моя модель коврика с подогревом более мобильна и практична за счет нихромовой нити, коврик гнется лучше, и он немного легче предыдущей модели с инфракрасной пленкой. Коврик с подогревом действительно актуален в том, что он прекрасно решает проблему с обогревом пола, когда нет другой возможности сделать полы теплыми. Использование коврика с подогревом стандартных размеров понесет такие же затраты, как и использование обычной лампочки в люстре. Благодаря точному распределению нихромовой нити нагрев коврика осуществляется равномерно. Так же Коврик с подогревом предотвратит простудные заболевания, которые возникают из-за замерзания ног.
Список используемой литературы:
Электротехника и электроника, М.В. Немцов, 2013 г.
Передача и распределение электроэнергии, Костин В.Н., Распопов Е.В., Родченко Е.А., 2013 г.
Занимательная электроника, Ревич Ю. В., 2015 г.
300 схем источников питания Г. Шрайбер. 2012 г.
44 источника электропитания для электронных устройств, Трейстер Р., Мей о Дж., 2014 г.
Классическая электроника и наноэлектроника (учебное пособие), А. Н. Игнатов и др., 2013 г.
Электрические машины (справочник), Х. Шпаннеберг, 2014 г.
Электрик - электричество и энергетика: http://www.electrik.org/
Официальный сайт научного журнала Электротехника: http://electrical-engineering.ru/
«Школа для электрика» - образовательный сайт: http://electricalschool.info/
|
