Основным функциональным бытовым прибором..

Основным функциональным бытовым прибором для приготовления пищи является классическая электроплита, несмотря на то, что число приборов, предназначенных для приготовления пищи с каждым годом растет. Массовое строительство жилья гарантирует стабильное потребление бытовых электроплит, встраиваемой техники, нагревательных приборов. Что и обеспечивает усиление конкуренции на рынке электронагревательных приборов, особенно в среднем ценовом сегменте ($ 150-250): рост дешевого импорта марок «Indesit», «Hansa», «Beko», «Elenberg», «Dako», «Desany». Стоимость ввозимых электроплит и варочных поверхностей с каждым годом планомерно растет и в 2010 году превысила отметку в 200 млн долларов США. В количественном выражении это более 1 млн шт., что составляет 50 % отечественного рынка. Рынок Российских конкурентоспособных моделей составляет всего 7-8 % от общего количества продаваемых электроплит. Это обусловлено тем, что основные модели были разработаны и поставлены на производство в период 60-х годов прошлого века.
Свои разработки в области исследования эффективности электроплит мы начали с анализа нагревательных элементов популярных конструкций. Мы сопоставили внешние и внутренние факторы, влияющие на эффективную работу приборов. Самым распространенным нагревательным элементом для плит до сих пор является чугунная электроконфорка, представляющая собой массивный литой чугунный корпус, на внутренней стороне которого имеются ручейки, в них уложена нагревательная спираль в керамической электроизоляционной массе. Снизу конфорка закрыта стальной крышкой, на которой находится клемная колодка с плоскими соединительными вставками для присоединения выводов спиралей. Для переносных электроплит в основном применяют электроконфорку с трубчатым нагревательным элементом (ТЭН), которая представляет собой металлическую трубку плоскоовальной формы, согнутую в виде архимедовой спирали. ТЭН устанавливается на специальный чашеобразный полированный отражатель и опирается на траверсу. Соединяется ТЭН с электросхемой с помощью быстросъемных клемм.

Для улучшения эксплуатационных характеристик внедряются новые типы нагревательных элементов. Например, электроконфорка, имеющая основание со сплошной рабочей поверхностью из композиционного материала на основе железа с добавками других металлов, и установленный под ним беззазорно электрический нагреватель, теплоизолятор и корпус из листовой стали.

Известные нагревательные элементы, применяемые в электроплитах, имеют ряд недостатков: из-за большой теплоемкости увеличивается время их разогрева, коэффициент полезного действия относительно низкий, средний ресурс времени работы не превышает пяти — шести тысяч часов. В зависимости от условий применения параметры нагревательного меняются не только температурный режим, а также количество тепловых потерь. Самый простой пример: на конфорке (нагревательном элементе) нагревается емкость с водой, нагревается емкость с более высокой температурой кипения, чем у воды, на конфорке ничего не установлено. Один этот же нагревательный элемент в зависимости от разных условий должен обладать различными свойствами. В частности, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) должен быть различный в зависимости от температурного диапазона, в котором используется конфорка. Классические нагревательные элементы имеют линейный ТКС, в зависимости от применяемых материалов меняется только его величина. На основе композиционных материалов, в основе которых использовался борид никеля, мы создали ряд нагревательных элементов, свойства которых максимально приближены к свойствам тепловой восприимчивости среды.

Целью нашей работы было создание экономичного, надежного, малоинерционного нагревательного элемента, выполненного в виде электроконфорки с повышенным коэффициентом полезного действия.

Цель была достигнута тем, что нагревательный элемент был сформирован на стальной подложке и в сопроводительной документации был назван как электроконфорка стальная. Электроконфорка (рис.1) представляет собой стальную подложку 1 с защитным экраном 2. На торцевой части подложки проточен паз для уплотнительного кольца 3. В центре установлена шпилька 6 с гайками 4, предназначенными для удержания защитного экрана, и стопорной шайбой 5, предотвращающей вращение экрана. С помощью гайки 7 электроконфорка крепится в корпусе электроплиты или электроплитки. На защитном экране расположена керамическая клемная колодка 8 для подключения нагревательного элемента к электропроводке электрической схемы.