專利名稱：蓄熱式加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄熱式加熱器(storage heater)，特別涉及一種其中存儲的熱量可被附加輻射熱源所補充的蓄熱式加熱器。
蓄熱式加熱器是公知的并且通常包括處在一絕熱外殼內(nèi)的由蓄熱介質(zhì)(“蓄熱磚”(bricks))組成的芯(core)。加熱元件被置于蓄熱磚的中間用以加熱蓄熱磚。蓄熱式加熱器一般可受到控制，以在供電較便宜的時間(“非高峰期”)內(nèi)，通常是整個夜晚，接通加熱元件。對一些電力供應(yīng)者而言，在一天之中可能會定出一次或多次非高峰期，因此例如，一天中有兩個或更多相對較短的高峰期，在這些高峰期之間就會有一些非高峰期。對本發(fā)明的描述是針對更為常見的單一的夜間非高峰期而進行的，但同樣適用于其它高峰期和非高峰期的安排情況。在非高峰期間，蓄熱磚被加熱元件加熱，典型情況下會加熱到約650℃，這樣熱量就被存儲到蓄熱磚中。絕熱物質(zhì)確保蓄熱磚內(nèi)的熱損失率減少到期望的水平。白天，當電價較貴時，加熱元件被關(guān)閉，并且蓄熱磚中的熱量輻射入室內(nèi)以加熱房間。絕熱物質(zhì)的量影響從芯到房間的熱量散失率。這種加熱方法的好處在于，它相對簡單、安裝便宜、使用清潔并且運行費用低。然而，它也有多種缺陷。
因為熱量是在非高峰期(整個夜晚)被存儲在蓄熱磚中的，芯在清晨達到其最高溫度，通常是早上7點鐘左右。因此，蓄熱式加熱器的熱輸出在這個時候是最大的。這并不理想，因為絕大多數(shù)人在清晨更活躍(準備外出工作或去學校等等)，因此需要更少的熱量。在早上達到最高溫度之后，白天熱量都在從芯中散失。熱量以近似于指數(shù)曲線的方式衰退，因此到夜晚芯再次補充熱量之前，熱輸出已經(jīng)相當?shù)?。夜晚當然是通常需要熱輸出最多的時候。為了彌補這一影響，蓄熱式加熱器的蓄熱容量可通過增加芯(增加更多的蓄熱磚和加熱元件)的大小來增加。然而，蓄熱式加熱器因此將會相當大而且笨重，因此其大小的進一步增加是不利的。
為了補償晚上較低的熱輸出，常規(guī)的蓄熱式加熱器有一個芯，這個芯的熱容量超過了在寒冷天氣中房屋內(nèi)的預(yù)計熱損失。這樣，從理論上說，蓄熱式加熱器的熱輸出能超過補償這些熱損失所需的熱量。因此，對于常規(guī)的蓄熱式加熱器而言，芯的熱容量與房間內(nèi)的預(yù)計最大熱損失的比率為1.4∶1或者更大。
此外，很多蓄熱式加熱器在芯的頂部包括一個由雙金屬片控制的擋板裝置(flap)，這樣當室溫和/或芯溫降低時，擋板裝置就打開。因此可通過芯上方或流經(jīng)芯的空氣的對流從芯中獲得占10％左右總熱輸出的額外熱輸出?？梢允褂脧娭茖α?，但所需的風扇和控制機構(gòu)會大大增加成本。白天從蓄熱式加熱器中熱輸出的主體是輻射熱，而擋板裝置使得晚間最主要的熱輸出是對流熱。許多人，尤其是老年人，發(fā)現(xiàn)輻射熱是為獲得期望的舒適水平所必需的，因而，盡管存在經(jīng)由擋板裝置的對流熱，房間還是讓人覺得非常寒冷。使用擋板裝置還有進一步的不利之處，即，蓄熱磚周圍的絕熱物質(zhì)會受到擋板裝置的損害，而且由于芯仍然處于相對高溫所以流經(jīng)芯的空氣會使得加熱器的頂部溫度變高。為了避免加熱器頂部不必要的高溫，需要小心控制擋板裝置的開啟。
蓄熱式加熱器另一個可察覺的缺陷是它們?nèi)狈煽匦?。對于任意一個給定的非高峰期，輸入到蓄熱式加熱器芯中的熱量是固定的。通常，蓄熱式加熱器有一個使用者操縱的熱量輸入控制，它決定了在非高峰期吸入多少熱量進入芯。這可以采用芯溫感應(yīng)溫控裝置(thermostat)的形式，這樣當芯達到給定溫度時，芯溫感應(yīng)溫控裝置就可關(guān)閉芯加熱元件。因此，當冬季月份室內(nèi)熱量損失更大時，更多的熱量就能被輸入到芯中。熱量的輸入也可選擇性地或附加性地受到自動控制，這種自動控制是通過室溫感應(yīng)溫控裝置來實現(xiàn)的，該室溫感應(yīng)溫控裝置允許芯進行加熱直到達到預(yù)定的室溫為止。這個過程可以與芯溫感應(yīng)溫控裝置聯(lián)動操作，這樣，在室溫感應(yīng)溫控裝置關(guān)閉芯加熱元件之前，能夠獲得最小的芯溫。然而，如果輸入芯的熱量是不正確的，這種情況在隨后的“高峰”期內(nèi)將不會得到糾正。因此，如果在盛夏和嚴冬所需的熱量能被合理地推測出來，這種問題就不太可能會發(fā)生。在秋天或春天，有可能發(fā)生這樣的情況，例如，在一個相對溫暖的夜晚(非高峰期)后緊跟一個相對寒冷的白天(高峰時期)。在這種情況下，在非高峰期內(nèi)，室溫感應(yīng)溫控裝置和/或芯溫感應(yīng)溫控裝置將會限制芯的熱輸入，這樣存儲的熱量將不足以補償隨后白天(高峰期)的房間熱損失。因此，房間將不能得到充足供熱。相反，后面緊隨一個溫暖的白天的寒冷的夜間將會導(dǎo)致房間過熱。
也可以提供一個由使用者操作的輸出控制，該輸出控制可以決定控制著擋板裝置的雙金屬片的設(shè)置，這樣就可以決定在什么溫度下開啟擋板裝置。
本發(fā)明尋求通過提供比常規(guī)蓄熱式加熱器更小、更輕的蓄熱式加熱器來克服上述缺點，這種加熱器依靠芯以外的熱源，它比常規(guī)蓄熱式加熱器更可控，同時避免了對流加熱補償?shù)男枰?br> 本發(fā)明的蓄熱式加熱器尋求通過提供相對于常規(guī)蓄熱式加熱器尺寸更小(因此重量更小)的芯此外還采用相對低功率的輻射加熱元件來克服這些缺點。在本發(fā)明的加熱器中，芯的熱容量可被減小到僅稍高于，或在一些情況下，少于需要補償寒冷日子的房間總熱損失的額定(nominalamount)量，并且所需的平衡熱由輻射加熱元件提供。
根據(jù)所提供的本發(fā)明的第一個方面，它提供了一種蓄熱式加熱器，其包括外殼，其具有面板(front panel)，芯，其安裝在所述外殼內(nèi)，并且包括蓄熱裝置和至少一個加熱元件，以及至少一個輻射加熱元件，其安裝在所述外殼內(nèi)，并能工作以通過所述外殼的前面板提供輻射熱。
在一個優(yōu)選實施方案中，所述輻射加熱元件具有不超過600W、優(yōu)選地不超過400W的輸出。為了獲得這些輸出，所述輻射加熱器的額定功率可分別大于600W或400W。
在根據(jù)本發(fā)明所述的蓄熱式加熱器的一個特別有利的結(jié)構(gòu)中，所述輻射加熱元件被直接安裝在所述面板的內(nèi)表面上。優(yōu)選地，所述輻射加熱元件充分覆蓋了所述面板的所述內(nèi)表面的整個區(qū)域。
在另一個優(yōu)選實施方案中，所述輻射加熱元件包括電導(dǎo)線，所述電導(dǎo)線被固定在通向所述面板的所述內(nèi)表面的彎曲通道內(nèi)。
在一個備選實施方案中，所述輻射加熱元件可包含承載有經(jīng)過蝕刻的金屬層的塑膠片。
優(yōu)選地，總熱輸出的60％和80％由所述芯提供，更加優(yōu)選地，總熱輸出的至少70％到75％由所述芯提供。
在一個特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，所述蓄熱式加熱器包含一控制裝置，所述控制裝置包括溫控裝置，當所述面板的溫度低于預(yù)設(shè)值時，所述溫控裝置工作以打開所述輻射加熱元件。
在另一個優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，所述蓄熱式加熱器包含一控制裝置，所述控制裝置包括室溫感應(yīng)溫控裝置，當所述室溫高于預(yù)設(shè)值時，所述室溫感應(yīng)溫控裝置工作以關(guān)閉所述輻射加熱元件。
優(yōu)選地，所述控制裝置進一步包括芯溫感應(yīng)溫控裝置，當所述芯達到預(yù)先設(shè)定的溫度時，所述芯溫感應(yīng)溫控裝置工作以關(guān)閉所述芯加熱元件。
在另一個特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，在用于所述芯的加熱元件的電路與用于所述輻射加熱元件的電路之間沒有物理連接。
優(yōu)選地，所述芯由絕熱材料充分包圍，并且不包括受到調(diào)溫控制(thermostatically controlled)的擋板裝置。
優(yōu)選地，在所述輻射加熱元件的所述內(nèi)表面附近裝有熱反射材料，由此使輻射熱被導(dǎo)引通過所述面板。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，它提供了一種用以控制本發(fā)明第一方面所述蓄熱式加熱器的方法，該方法包括以下步驟提供用于感應(yīng)所述面板的溫度的感應(yīng)裝置，并且在當所述面板的溫度低于預(yù)設(shè)值時打開至少一個輻射加熱元件。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明這一方面所述的方法進一步地包括以下步驟提供用于感應(yīng)室溫的感應(yīng)裝置，并且在當所述室溫超過預(yù)設(shè)值時關(guān)閉所述至少一個輻射加熱元件。
優(yōu)選地，所述方法還進一步的包括以下步驟提供用于感應(yīng)芯溫的感應(yīng)裝置，并且在當芯溫超過預(yù)定值時關(guān)閉所述芯加熱元件。
在本發(fā)明的蓄熱式加熱器中提供附加的輻射加熱元件有許多優(yōu)點。因為減少了對房間最大預(yù)測熱損失過度補償?shù)男枰?，或甚至不再要求這種補償，所以蓄熱磚的數(shù)量和/或大小都會減少，因此整個蓄熱式加熱器的綜合尺寸和重量會極大地減小。蓄熱式加熱器的深度(即垂直于安放蓄熱式加熱器的墻的尺寸)將會與例如由以天然氣作為動力的濕溫(wet)中央供熱系統(tǒng)的輻射加熱器的深度相當。
另外，蓄熱式加熱器的綜合熱輸出也會更加恒定。芯周圍的絕熱物質(zhì)不會由于受調(diào)溫操作的用于對流熱的擋板裝置的引入而受到損害，因而芯的輻射熱輸出的衰退速率不大。芯熱容量的減少通過附加的輻射加熱元件而得到補償，這種輻射加熱元件能比通過與芯連通的擋板裝置所獲得的對流熱讓人更為感覺舒適。
芯的尺寸可被減小，以至于芯熱容量相對于房間的預(yù)計最大熱損失的比率將會被縮減到1.2∶1、0.8∶1，或者更小，優(yōu)選的比率約為1∶1。
因為附加輻射加熱元件的輸出相對較低，例如，600W或更低，優(yōu)選的是400W或更低，在特別情況下為200W到300W，所以考慮到在加熱較小的芯時會消耗更少的能量，任何在高峰期內(nèi)使用附加輻射加熱元件所產(chǎn)生的附加運行成本都是非常小的。
對附加輻射加熱元件的控制是通過調(diào)溫控制設(shè)備來實現(xiàn)的，這種調(diào)溫控制設(shè)備根據(jù)面板的溫度打開或關(guān)閉輻射加熱元件，因此(當需要熱時)面板被維持在基本恒定的溫度上(取決于溫控裝置的允許誤差)。面板的溫度很大程度上取決于芯溫。因此，當芯較冷或不十分熱的情況下，芯不會有效地加熱面板。感應(yīng)到面板溫度的溫控裝置將會因此打開附加輻射加熱元件。當附加輻射加熱元件被關(guān)閉時，根據(jù)感應(yīng)面板溫度的溫控裝置的具體類型，附加輻射加熱元件可被維持打開狀態(tài)直到面板達到溫控裝置的設(shè)定點為止。因此，溫控裝置將會根據(jù)它的設(shè)定點打開或關(guān)閉附加輻射加熱元件，從而使面板維持在一個通常的恒定溫度。可選擇地，當室溫感應(yīng)溫控裝置被同時提供時，它將會優(yōu)先于(over-ride)面板溫度溫控裝置，因此，如果根據(jù)室溫感應(yīng)溫控裝置的設(shè)定，房間足夠溫暖或變的足夠溫暖，則附加輻射加熱元件將不會打開，或被恰當?shù)仃P(guān)閉。
相反，當芯是熱的或足夠熱的時候，來自芯的熱加熱了面板，從而使面板的溫度在正常環(huán)境中高于面板溫度感應(yīng)溫控裝置的設(shè)定點，這樣，附加輻射加熱元件就不再需要并由此會被關(guān)閉?？蛇x擇地，在這種情況下，附加輻射加熱元件可被室溫感應(yīng)溫控裝置關(guān)閉。如果天氣特別寒冷，可能會存在這樣的極端情況即使芯是熱的，面板的溫度仍然低于面板溫度感應(yīng)溫控裝置的設(shè)定溫度，因此，附加輻射加熱元件將會被打開以補充芯對房間的加熱。更加可能的情況是在這樣非常寒冷的天氣下，芯最初就會被加熱到足夠高的溫度，它可以加熱面板，使得面板的溫度超過溫控裝置的設(shè)定溫度，這樣，附加輻射加熱元件就會被關(guān)斷。然而，芯的熱損失將會比在溫暖天氣下的熱損失更快，結(jié)果溫控裝置將會在白天相對較早的時間打開附加輻射加熱元件。當達到所需的面板溫度時，溫控裝置將會關(guān)閉附加輻射加熱元件(或者在適當?shù)那闆r下，當室溫感應(yīng)溫控裝置感應(yīng)到室溫已經(jīng)達到了所需的溫度時)，并且如上所述，溫控裝置將會確保面板維持在一個通常恒定的溫度。
因此，在一個典型的24小時循環(huán)中，本發(fā)明的蓄熱式加熱器將會在非高峰期(通常是整個夜晚)內(nèi)吸收熱量以加熱芯的蓄熱磚，并且將在白天會通過輻射發(fā)散熱量。從芯發(fā)散出的熱量將會加熱面板，因此，對一天中的絕大多數(shù)時間而言，面板的溫度高于預(yù)先設(shè)定的溫度。在一天中的較晚時間段中，芯的散失率將會減小，因此，面板只能被加熱到一個較低程度，因此變的越來越冷。面板一直冷卻，直到達到預(yù)先設(shè)定的溫度，這時附加輻射加熱元件被打開以補充芯的熱輸出。按照這種方法，就可獲得來自蓄熱式加熱器的基本恒定的熱輸出。
為了更加使本發(fā)明獲得更好的理解，將參考以下的附圖(僅做示例)，其中

圖1示出了蓄熱式加熱器的典型熱輸出隨時間的變化圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所述蓄熱式加熱器的面板的內(nèi)表面的示意平面圖，其中示出了附加輻射加熱元件；以及圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明所述的蓄熱式加熱器的典型線路圖。
現(xiàn)在參照圖1，曲線A涉及到基本現(xiàn)有技術(shù)的蓄熱式加熱器，它不帶有用于通過對流進行額外加熱的擋板裝置。曲線B涉及到一種現(xiàn)有技術(shù)的蓄熱式加熱器，它具有受到調(diào)溫控制的擋板裝置，該擋板裝置用于通過流經(jīng)芯或從芯上方流過的空氣以實現(xiàn)附加的對流加熱。曲線C則涉及到根據(jù)本發(fā)明所述的蓄熱式加熱器。
曲線A表明，對于基本的常規(guī)蓄熱式加熱器而言，熱輸出從午夜(0點)時的實際零值上升到約上午7點時的最大值。早上約7點之后，熱輸出開始減少，熱輸出的衰退速率近似成指數(shù)形式。在夜晚的較早階段和較晚階段，加熱器的熱輸出較低。
曲線B表明，對于具有擋板裝置以用于通過對流熱方式補充芯的輻射熱輸出的蓄熱式加熱器而言，其綜合熱輸出從接近午夜到早上7點近似地遵循與曲線A類似的變化模式，它的峰值熱輸出在早上7點左右。然后，熱輸出開始衰退，再次遵循與曲線A類似的近似指數(shù)模式，直到下午的較晚時段或者夜晚的較早時段(大約下午3點之前)為止。此時，擋板裝置是打開的(一般是通過控制雙金屬片而確定的，而控制雙金屬片則是根據(jù)芯溫來進行的)，并且芯的輻射熱輸出得到對流熱的補充。雖然曲線B的衰退速率比曲線A的衰退速率要慢，但整個熱輸出持續(xù)衰退。從午夜到下半夜，總的熱輸出仍然較低。
曲線C示出了根據(jù)本發(fā)明所述的蓄熱式加熱器的熱輸出，它再次表明了在早上7點最大熱輸出之前類似的熱輸出增長。然而，相對于常規(guī)的蓄熱式加熱器，由于芯的尺寸(進而是熱容量)減小，所以早上7點芯的峰值輻射熱輸出遠比常規(guī)蓄熱式加熱器的情況低。這種在早上7點時的峰值熱輸出的減少是所期望的，如前面所解釋的那樣，這個時間的常規(guī)最大熱輸出一般大于所需的熱輸出。
在早上7點的峰值熱輸出之后，在下午的后段和傍晚之前，芯的輻射熱輸出再次衰退，并遵循一般的指數(shù)途徑。此時，芯的輻射熱輸出減小到這樣的程度，即，面板的溫度減小到低于面板溫度感應(yīng)溫控裝置的設(shè)定值。附加輻射加熱元件因此打開，加熱器的總熱輸出上升，并維持在一個基本恒定且相對高的值上，這種情況一直持續(xù)到夜晚后段為止。附加輻射加熱元件的打開與關(guān)斷也可以通過定時開關(guān)(time-switch)來控制，這樣輻射擊熱元件就可以在需要關(guān)斷的夜晚后段關(guān)斷，并保持不被打開的狀態(tài)，直到早上(或其它所需的時間)為止。從曲線C中可以看出，附加輻射加熱元件在午夜左右被關(guān)斷，此時總熱輸出迅速衰退。當然，定時開關(guān)也可以根據(jù)使用者的需要而為附加輻射加熱元件提供多個“開”和“關(guān)”周期。
圖2示意性地示出了本發(fā)明的蓄熱式加熱器的附加輻射加熱元件(1)，其安裝在蓄熱式加熱器的面板的內(nèi)表面(2)上，從圖2中可以看出，附加輻射加熱元件包含電傳導(dǎo)加熱線(3)，其直接粘附(以一種合適的電絕緣的方式)到面板的內(nèi)表面(2)，這樣，元件就可以使熱被輻射通過面板?？梢栽诟郊虞椛浼訜嵩?1)的向內(nèi)的一側(cè)上布置熱反射物質(zhì)(4)，從而使朝向面板的熱輻射量達到最大。組成輻射加熱元件(1)的線(3)跟隨著穿過面板的內(nèi)表面(2)規(guī)則的彎曲途徑，這樣，整個面板區(qū)域基本上都被加熱元件(1)所加熱。作為一種選擇，附加輻射加熱元件可以包含由金屬化(metalised)塑料制成的薄片或者膠片(film)，在該薄片或者膠片上，金屬層按照所需的圖案被蝕刻掉以留下電傳導(dǎo)加熱線路。這種設(shè)備在其它技術(shù)中是公知的。其它配備在面板的內(nèi)表面上的適當類型的輻射加熱元件是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，并且也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明所述蓄熱式加熱器的一個特別的好處在于，附加輻射加熱元件不會被使用者看見，也不需要由使用者進行人工(user-operated)控制，這種人工控制直接控制了附加輻射加熱元件(雖然也可以提供)。因此，使用者可以在知道其存在的情況下享受附加輻射加熱元件的優(yōu)點(更舒適，易于操作)，尤其是對老年人，不用擔心面對表面上復(fù)雜的控制元件的相互關(guān)系。
現(xiàn)在參考圖3，其中示出了根據(jù)本發(fā)明所述的蓄熱式加熱器的第一線路曲線。該蓄熱式加熱器包括多個芯加熱元件10a-10d。元件10c和10d在圖中用虛線表示，用于表明加熱元件的數(shù)量可隨蓄熱式加熱器的所需熱輸出而變化。常規(guī)蓄熱式加熱器的熱輸出通常是根據(jù)7個小時的芯加熱周期內(nèi)的千瓦時(KWh)形式的功率輸入來表示的。因此，對于常規(guī)的額定24KWh的加熱器而言，加熱元件的額定值(rating)為3.4KWh×7小時＝23.8KWh。通常情況下，市場上的蓄熱式加熱器被定額為6KWh、12KWh、18KWh或24KWh。在本發(fā)明的加熱器中，芯加熱元件的額定值減少，因此從芯和附加輻射加熱元件的混合熱輸出可獲得相當于常規(guī)蓄熱式加熱器的額定熱輸出。因此，根據(jù)本發(fā)明所述的具有4個加熱元件10a-10d的加熱器可具有24KWh的標稱額定值，但是每一個單獨加熱元件10a-10d的額定值將小于常規(guī)的加熱器。加熱元件10a-10d彼此之間并聯(lián)連接，并與控制裝置12串聯(lián)連接?？刂蒲b置包括用以在極少出現(xiàn)的故障情況下防止芯變得極端過熱的熱安全保險裝置(cut-out)14，以及所謂的“限制裝置(limit stat)”16，它就是當芯溫低于預(yù)先設(shè)定的最小溫度時用以打開加熱元件10a-10d的溫控裝置。
調(diào)溫控制器18被進一步提供用以響應(yīng)芯溫和室溫。這種類型的控制在本領(lǐng)域是公知的。當芯溫高于預(yù)先設(shè)定的溫度時，調(diào)溫控制器18的芯溫感應(yīng)部分將關(guān)閉加熱元件10a-10d。當室溫高于預(yù)先設(shè)定的值(以及隨用戶變化(user-variable)的值)時，調(diào)溫控制器18的室溫感應(yīng)部分關(guān)閉加熱元件10a-10d。芯溫感應(yīng)部分的設(shè)定溫度在正常情況下比室溫感應(yīng)部分的設(shè)定溫度稍高，這樣，在加熱元件被室溫感應(yīng)溫控裝置關(guān)閉之前，芯溫感應(yīng)溫控裝置將確保獲得最低的芯溫(與芯溫感應(yīng)溫控裝置的設(shè)定溫度一致)。因此，調(diào)溫控制器18的作用就是在非高峰期內(nèi)控制存儲在芯中的熱的量。
該蓄熱式加熱器中進一步包括含有加熱線3的附加輻射加熱元件1。元件1與控制裝置20串聯(lián)，控制裝置20包括易熔環(huán)(thermal link)22，易熔環(huán)22起到了防止元件1過熱的安全保險裝置的作用?？刂蒲b置20進一步包括限制裝置24，限制裝置24是當蓄熱式加熱器的面板溫度降低到設(shè)定值以下時用以打開附加輻射加熱元件的溫控裝置。此外，控制裝置20包含室溫感應(yīng)溫控裝置26，其作用是當室溫高于預(yù)設(shè)值(隨用戶變化值)時關(guān)斷附加輻射加熱元件1。用于芯加熱元件10a-10d的線路和用于附加輻射加熱元件的線路分別在點30和32處連接到主電源上?？梢蕴峁┒〞r時鐘(未示出)以控制芯加熱元件10a-10d和附加輻射加熱元件1的可能操作周期。
從圖3中可以明顯看出用于芯加熱元件10a-10d的線路與用于附加輻射加熱元件1的線路完全無關(guān)，它們之間沒有物理連接。然而，本發(fā)明的一個重要特征在于，附加輻射加熱元件1所受到的控制在很大程度上要依賴于芯的加熱狀態(tài)。這是由于以下原因而實現(xiàn)的當芯自身是熱的時，芯起到了加熱面板的作用，而面板的溫度則決定了附加輻射加熱元件的操作狀態(tài)(開或關(guān))。所以，在無需對常規(guī)的芯加熱元件的線路做大改動的情況下就可以在僅當芯的散熱不足以加熱房間時控制附加輻射加熱元件以提供輻射熱。
圖4中的電路采用與圖3大致相似的方式進行操作，并且其中相同的部分具有相同的參考標記。在圖4中，沒有調(diào)溫控制器18和室溫感應(yīng)溫控裝置26，取而代之的是室溫控制器40。該室溫控制器40可以是電動機械式的也可以是電子式的，優(yōu)選地是電子式的。因此，當達到各個預(yù)設(shè)的室溫時，控制器40起到了關(guān)閉芯加熱元件10a-10d和附加輻射加熱元件1的作用。控制器40包括可以讓使用者改變預(yù)先設(shè)定的溫度的設(shè)備，這些溫度是與需要保持的適宜室溫相一致的。優(yōu)選地，控制器40為使用者只提供一個單一的可變控制器，使用者則可按照比例來調(diào)節(jié)預(yù)先設(shè)定的用于芯加熱元件10a-10d和附加輻射加熱元件1的關(guān)斷溫度，或者可以根據(jù)預(yù)編程的算法來進行調(diào)節(jié)。
在另一個可能的變化中(未示出)，芯溫感應(yīng)溫控裝置與另一溫控裝置一起串聯(lián)到芯溫感應(yīng)溫控裝置上。該另一溫控裝置可感應(yīng)室溫，但也受芯溫的影響。其結(jié)構(gòu)是這樣的，如果芯溫較低，溫控裝置的設(shè)定點就會增加，并且隨著芯溫的增加，芯對該另一個溫控裝置的影響將減小，直到溫控裝置幾乎完全針對室溫做出反應(yīng)為止。因此，如果室溫相對較高但芯溫相對較低，控制裝置不能阻止芯接受至少最小量的熱負荷。
權(quán)利要求
1.一種蓄熱式加熱器包括外殼，其具有面板；芯，其安裝在所述外殼內(nèi)，并且包括蓄熱裝置和至少一個加熱元件；以及至少一個輻射加熱元件，其安裝在所述外殼內(nèi)，并能工作以通過所述外殼的前表面提供輻射熱。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述輻射加熱元件具有不超過約600W的輸出，優(yōu)選地具有不超過約400W的輸出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述輻射加熱元件被直接安裝在所述面板的內(nèi)表面上。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述輻射加熱元件基本覆蓋了所述面板的所述內(nèi)表面的全部區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1至4中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述輻射加熱元件包括電導(dǎo)線，其固定于通向所述面板的內(nèi)表面的彎曲通道內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1至4中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述輻射加熱元件包括塑料薄片材料，其承載有經(jīng)過蝕刻的金屬層。
7.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，總熱輸出的60％到80％由所述芯提供。
8.如權(quán)利要求7所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，總熱輸出的70％到75％由所述芯提供。
9.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，進一步包括含有溫控裝置的控制裝置，當所述面板的溫度低于預(yù)先設(shè)定的值時，所述溫控裝置工作以打開所述輻射加熱元件。
10.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，進一步包括含有室溫感應(yīng)溫控裝置的控制裝置，當室溫高于預(yù)先設(shè)定的值時，所述室溫感應(yīng)溫控裝置工作以關(guān)閉所述輻射加熱元件。
11.如權(quán)利要求10或11所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述控制裝置進一步包括芯溫感應(yīng)溫控裝置，當所述芯達到預(yù)先設(shè)定的溫度時，所述芯溫感應(yīng)溫控裝置工作以關(guān)閉所述芯加熱元件。
12.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，在所述芯的所述加熱元件的電路與所述輻射加熱元件的電路之間不存在物理連接。
13.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，所述芯被絕熱材料充分包圍，但不包括受到調(diào)溫控制的擋板裝置。
14.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的蓄熱式加熱器，其特征在于，在所述輻射加熱元件的所述內(nèi)表面附近裝有熱反射材料，由此使輻射熱被導(dǎo)引通過所述面板。
15.一種蓄熱式加熱器，其實質(zhì)上與上文中參照圖2至圖4中的任一附圖所說明的蓄熱式加熱器相同。
16.一種用于對權(quán)利要求1所述的蓄熱式加熱器進行控制的方法，包括以下步驟提供用于感應(yīng)所述面板的溫度的感應(yīng)裝置，以及在當所述面板的溫度低于預(yù)設(shè)值時打開所述至少一個輻射加熱元件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，進一步包括以下步驟提供用于感應(yīng)室溫的感應(yīng)裝置，以及在當所述室溫超過預(yù)設(shè)值時關(guān)閉所述至少一個輻射加熱元件。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，進一步包括以下步驟提供用于感應(yīng)芯溫的感應(yīng)裝置，以及在當芯溫超過預(yù)定值時關(guān)閉所述芯加熱元件。
全文摘要
一種蓄熱式加熱器包含有芯，該芯包括例如蓄熱磚的蓄熱裝置、包圍在蓄熱裝置周圍的絕熱裝置以及用于加熱蓄熱裝置的加熱元件。芯被裝在含有面板的外殼內(nèi)。附加輻射加熱元件被安裝在面板的內(nèi)表面上，當芯的熱輸出不足時，附加輻射加熱元件提供補充的輻射熱。附加輻射加熱元件的控制裝置通過測量面板的溫度以對芯的溫度做出反應(yīng)，面板則在當芯是熱的時被芯加熱。
文檔編號F24H7/00GK1617997SQ03802398
公開日2005年5月18日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者艾倫·威廉·麥克唐納 申請人:西戈技術(shù)有限公司