Термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель

Термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель

Реферат

 

Изобретение относится к области строительства, используется для ремонта и устройства рулонных и мастичных кровель. Термоэлектрический мат содержит нижний греющий и верхний теплоизолирующий элементы, соединенные между собой с образованием деформационного шва. Участки греющего элемента, выступающие за края электронагревателя со стороны электродов, имеют усилители жесткости, к которым прикреплены края теплоизолирующего элемента с помощью разъемных соединений посредством одного или двух автоматически действующих компенсаторов. В конструкции термомата использованы неорганические и органические материалы, обладающие специальными свойствами в различном сочетании, такие как нагревостойкость и коррозионная стойкость, гибкость при любой температуре наружного воздуха, непроницаемость для воды, нефтепродуктов и дегтевых материалов и отсутствие адгезии к двум последним, обладающие высокой теплопроводностью и теплоотражающей способностью, электроизоляционными свойствами или электропроводностью. Указанные свойства позволяют достичь удельной электрической мощности термомата 2-4 кВт/м² и увеличения срока его службы. У электронагревателя из углеродной ткани имеет место параллельность нитям основы и утка его краев. Поперечные края электронагревателя, параллельные нитям утка, утолщены за счет многослойности и сплошные по всей их длине. На каждом утолщенном крае электронагревателя расположены стальные электроды, разделенные для гибкости на части и обжатием неподвижно закрепленные с определенным интервалом. Конструкция электродов обеспечивает надежный электрический контакт с электронагревателем токопроводящей гибкой многопроволочной шины. Для снижения токовой нагрузки на электрическую шину и для более равномерного распределения тока между частями электродов параллельно шине подсоединен шунт из гибкого электрического провода. Размеры термомата увязаны с расстояниями между стыками полотнищ материалов рулонной кровли. Технический результат: обеспечивается равномерная температура нижней части оболочки греющего элемента в пределах 121-350°С. Замена любого поврежденного элемента термомата возможна на месте производства кровельных работ за счет использования разъемных соединений. Возможно использование термомата для разогрева водоизоляционного ковра рулонных и мастичных кровель с неровной поверхностью и в любое время года. Безопасность обслуживания термомата обеспечивается наличием надежной электро- и термоизоляции и ручек для его переноски, использованием низкого напряжения источника питания. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к строительству, в том числе к ремонтно-строительному производству, а именно к устройствам, предназначенным для ремонта и устройства рулонных и мастичных кровель, путем разогрева водоизоляционного ковра.

Известен термомеханический мат - гибкое обогревательное устройство в виде греющего одеяла, содержащее нагревательный элемент из нихромовой проволоки, продетой в асбестовую ткань, изолированный с двух сторон 1-2 слоями стеклоткани и сверху покрытый теплоизоляционными слоями из ватина, пропитанного огнезащитным составом. Все элементы термоэлектрического мата заключены во влагоизолирующую оболочку из прорезиненной ткани или теплостойкой резины (Аханов B.C. Электротермия в технологии бетона. Махачкала, Даг. книжн, изд-во, 1971).

Термоэлектрический мат имеет следующие недостатки: не обеспечено равномерное температурное поле по всей греющей поверхности мата из-за использования проволочного электронагревателя; удельная электрическая мощность термоэлектрического мата менее 1 кВт/м²; недостаточная гибкость мата из-за наличия в нем толстой (диаметром более 3 мм) нихромовой проволоки; использование в мате материалов с недостаточной нагревостойкостью (200^oC и менее); предназначение мата только для конвективного теплообмена; не содержатся сведения о возможности использования мата при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель; сложность изготовления нагревательного элемента; велика вероятность выхода термоэлектрического мата из строя из-за обрыва нихромовой проволоки в результате многократного изгибания мата.

Известна термоэлектрическая подушка, состоящая из заключенной в защитную оболочку гибкой пластины из материала, имеющего электропроводящие частицы, равномерно распределенные в пластине, на двух противоположных краях которой прикреплены скобками электроды желобчатой формы. К электродам подсоединены провода для подключения термоэлектрической подушки к источнику электрической энергии (Патент США N 3749886, автор Михаэлсон Дуайт В. МПК H 05 B 3/36 "Термоэлектрическая подушка").

К недостаткам электрической подушки относятся следующие. Не указано наличие или отсутствие гибкости желобчатых электродов, влияющей на гибкость термоэлектрической подушки в направлении расположения электродов. Невозможно применение в качестве гибкой пластины материалов с неравномерно расположенными в объеме электропроводящими частицами, например материалов, обладающих конструктивной анизотропией: тканями из электропроводящих волокон и др. Не указано о наличии теплоизолирующего слоя в подушке для уменьшения теплопотерь при поверхностном прогреве конструкций. Отсутствуют сведения о нагревостойкости материалов подушки. Отверстия в гибкой пластине способствуют неравномерному прогреву конструкций. Не указана возможность применения термоэлектрической подушки при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель.

Наиболее близким по технической сущности является термоэлектрический мат, содержащий нижний греющий элемент, к которому приклеен равный ему по площади верхний теплоизолирующий элемент. Греющий элемент содержит более узкий, чем он сам, плоский прямоугольный электронагреватель из углеродной ткани, покрытый оболочкой из влагостойкого материала с нагревостойкостью до 120^oC. Оболочка приклеена к обеим поверхностям электронагревателя. Два противоположных его края омеднены и облужены и выполняют роль электродов. Они разделены для гибкости несколькими треугольными вырезами на части и соединены припаянной к ним многопроволочной шиной, подключаемой к источнику электрической энергии. Теплоизолирующий элемент мата выполнен из чередующихся слоев теплоизоляционного материала и алюминиевой фольги и покрыт с внешней стороны мата оболочкой из материала аналогичного материалу оболочки греющего элемента. Мат имеет размеры 2000х1000х50 мм и электрическую мощность 1 кВт (Технология устройства монолитных железобетонных перекрытий при капитальном ремонте жилых зданий / МЖКХ РСФСР г. Ростов-на-Дону, 1981, стр. 47 и 83, 1-й абзац пункта, 3-й абзац с начала пункта, стр. 48).

Термоэлектрический мат имеет следующие недостатки. Возможно перегорание электронагревателя в местах образующихся в углеродной ткани складок в процессе эксплуатации мата из-за усадки использованных в качестве оболочки и теплоизолирующего слоя мата материалов с нагревостойкостью не более 120^oC. Невозможность замены и ремонта поврежденного греющего или теплоизолирующего элемента без разрушения мата на месте производства кровельных работ. Недостаточная для быстрого разогрева водоизоляционного ковра рулонной или мастичной кровли удельная электрическая мощность мата (не более 0,5 кВт/м²). Треугольные вырезы по краям электронагревателя являются концентраторами механических напряжений, возникающих при переноске и изгибании мата, и наиболее вероятным местом разрыва углеродной ткани. В местах приклеивания оболочки греющего элемента к электронагревателю происходит частичная пропитка углеродной ткани клеем, что ухудшает электрический контакт между отдельными волокнами в нитях ткани, а значит, происходит быстрый перегрев в зоне их контакта и перегорание. Кроме того, указанное клеевое соединение ухудшает гибкость греющего элемента и как следствие способствует увеличению продолжительности и неравномерности разогрева водоизоляционного ковра по площади их контакта, а также местному перегреву греющего элемента с его разрушением. Аналогичный перегрев возможен и при неплотной укладке мата на поверхность кровли с выбоинами, углублениями у водоприемных воронок, ендовами, примыканиями к вертикальным поверхностям, где образуется воздушный зазор между греющим элементом мата и поверхностью кровли. Соединение электрической шины и электронагревателя через электроды, выполненные омеднением и облужением краев электронагревателя, не надежно и является препятствием для увеличения удельной электрической мощности мата свыше 0,5 кВт/м² по следующим причинам: мала толщина электродов; недостаточна прочность и нагревостойкость использованных при их изготовлении материалов (меди и олова); не учтено наличие химического взаимодействия между углеродом ткани и медью электрода с коррозией последнего. Использование цветных металлов и сложного технологического процесса по гальваническому нанесению или напылению их на края углеродной ткани приводит к удорожанию всего мата.

При нагревании медной электрической шины, расположенной в горячей зоне мата - около электронагревателя (в случае его подключения к источнику электрической энергии), электрическое сопротивление шины повышается, что приводит к падению мощности мата и неравномерности создаваемого им температурного поля на разогреваемой поверхности. К тому же шина быстро выходит из строя по причине окисления меди. Материал нижней части оболочки греющего элемента не обладает химической стойкостью по отношению к содержащимся в кровле нефтепродуктам и дегтевым материалам и не препятствует их прониканию, а также воды в углеродную ткань с ее пропиткой, что ухудшает электрический контакт между волокнами в нитях ткани электронагревателя и уменьшает электрическую мощность мата, как в случае пропитки ее клеем. Кроме того, электронагреватель из углеродной ткани, пропитанной битумными или дегтевыми материалами, в случае их застывания после отключения мата от источника электрической энергии, утрачивает гибкость и становится ломким. Не указано, что материалы нижней части оболочки греющего элемента обладают химической стойкостью к нефтепродуктам и дегтевым материалам. Происходит налипание материалов кровли на контактирующую с ней поверхность нижней части оболочки греющего элемента, что может привести после его остывания к приклеиванию мата к кровле или к ухудшению его гибкости, а в процессе разогрева кровли - к увеличению термического сопротивления в зоне контакта с ней.

Размеры мата не увязаны с расстоянием между стыками полотнищ рулонных материалов в кровле, в результате чего после разогрева водоизоляционного ковра затрудняется без его вскрытия выпускание из полостей вздутий наружу воды, пара и воздуха а также разравнивание деформированных полотнищ рулонных материалов, что в свою очередь приводит к снижению производительности и качества кровельных работ. Не обеспечивается сплошность прогрева кровли в случае необходимости укладки двух и более матов друг возле друга в виду того, что у мата по его периметру расположена холодная зона, которую не охватывает электронагреватель, так как края последнего не совпадают с краями мата. Отсутствие ручек у мата создает неудобство при его перемещении в разогретом состоянии из-за опасности получения ожога рук у обслуживающего персонала. Не указано назначение слоев фольги в греющем элементе.

Задачей изобретения является усовершенствование термоэлектрического мата, с помощью которого возможен кратковременный и равномерный разогрев участков водоизоляционного ковра ремонтируемых и вновь устраиваемых рулонных и мастичных кровель до жидкотекучего состояния органического вяжущего, содержащегося в них, в любое время года.

Предлагаемый для достижения технический результат: создать усовершенствованную конструкцию термоэлектрического мата с удельной электрической мощностью 2-4 кВт/м², имеющего равномерную температуру нижней части оболочки греющего элемента в пределах 121-350^oC, с увеличенным сроком службы и сохранением гибкости мата. Мат должен быть пригодным для разогрева водоизоляционного ковра рулонных и мастичных кровель с неровной поверхностью, с обеспечением безопасной эксплуатации и предусматривать возможность замены любого поврежденного элемента на месте производства кровельных работ, а его частей - в мастерской. Размеры мата должны быть увязаны с расстояниями между стыками полотнищ материалов рулонной кровли.

Технический результат достигается тем, что термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель содержит нижний греющий элемент, к которому прикреплен верхний теплоизолирующий элемент, греющий элемент имеет плоский прямоугольный электронагреватель из углеродной ткани, покрытый термовлагостойкой оболочкой, нижняя часть которой предназначена для укладки на разогреваемую конструкцию, на двух противоположных краях электронагревателя расположены металлические электроды, разделенные для гибкости на части, соединенные электрической многопроволочной шиной, подключаемой к источнику электрической энергии, теплоизолирующий элемент выполнен из теплоизоляционного материала и алюминиевой фольги и покрыт термовлагостойкой оболочкой. При этом участки греющего элемента, выступающие за края электронагревателя со стороны электродов, имеют усилители жесткости, закрепленные на оболочке с внутренней или внешней ее стороны, к усилителям жесткости прикреплены посредством одного или двух автоматически действующих компенсаторов с помощью разъемных соединений края теплоизолирующего элемента с образованием между ним и греющим элементом деформационного шва, продольные края электронагревателя параллельны нитям основы ткани и смещены внутрь мата на 0,1-70,0 мм от его края, поперечные края электронагревателя параллельны нитям утка, имеют утолщение шириной 8-50 мм за счет многослойности и выполнены сплошными по всей длине, на каждом утолщенном крае электронагревателя неподвижно с интервалом 1-30 мм закреплены части стального электрода, между которыми утолщенный край при интервале 7-30 мм уплотнен прошивкой слоев углеродной ткани, части электрода состоят из двух обжимающих утолщенный край параллельных планок толщиной 0,5-4,0 мм, одинаковых по длине (30-400 мм), но разных или одинаковых по ширине, к планкам, более широким, чем утолщенный край, прикреплена параллельно ему на расстоянии 2-40 мм от электронагревателя электрическая шина, соединяющая части электрода, причем при длине каждого электрода 300-2000 мм параллельно им присоединены электрические шунты из гибкого электропровода, в греющем элементе между электронагревателем и верхней частью оболочки или на нижней части оболочки теплоизолирующего элемента уложен теплоаккумулирующий слой толщиной 2-10 мм из гибкого термостойкого электроизоляционного материала с теплопроводностью и теплоемкостью, близкими к материалам разогреваемого водоизоляционного ковра, в теплоизолирующем элементе под теплоизоляционным материалом размещен теплопроводный слой толщиной 0,02-0,5 мм из алюминиевой фольги, верхняя и нижняя части оболочки греющего элемента скреплены прошивкой по его краям с фиксацией внутренних слоев, оболочка греющего элемента выполнена из электроизоляционного материала, материал нижней ее части, кроме того, является непроницаемым для воды, нефтепродуктов и дегтя и химически стойким к двум последним, а также обладает антиадгезионными свойствами, оболочка греющего элемента и примыкающая к нему нижняя часть оболочки теплоизолирующего элемента имеют нагревостойкость 121-350^oC. Размеры продольного и поперечного краев электронагревателя или одного из них кратны расстоянию между стыками полотнищ материала в ремонтируемой или устраиваемой рулонной кровле. К усилителям жесткости греющего элемента прикреплены ручки для переноски мата в разогретом состоянии.

Усовершенствование конструкции термоэлектрического мата (далее "термомата"), направленное на увеличение его удельной мощности и повышение температуры в зоне контакта с поверхностью разогреваемого водоизоляционного ковра рулонной или мастичной кровли достигнуто следующим.

Деформационный шов расположен между греющим и теплоизолирующим элементами. Шов обеспечивает возможность взаимного перемещения элементов мата относительно друг друга в плоскости их соприкосновения. Соединение элементов посредством одного или двух автоматически действующих компенсаторов делает его подвижным в пределах возникающих в термомате температурных деформаций и деформаций изгиба, но при этом предотвращает перемещение относительно друг друга греющего и теплоизолирующего элементов за пределы мата.

Кроме того, наличие деформационного шва и компенсаторов между греющим и теплоизолирующим элементами предотвращает образование складок углеродной ткани электронагревателя при неравномерной усадке и удлинении неметаллических деталей греющего и теплоизолирующего элементов (оболочек, теплоизолирующих и теплоаккумулирующих слоев, электронагревателя), подвергающихся при эксплуатации мата разным по величине температурным и механическим воздействиям.

Так, температура греющего элемента значительно выше температуры теплоизолирующего элемента; при переноске мата, сопровождающейся его прогибом, в греющем элементе возникают растягивающие усилия, а в теплоизолирующем - сжимающие.

Складки в углеродной ткани электронагревателя являются причиной преждевременного его перегорания и выхода из строя. Наиболее опасны складки, образующиеся вдоль нитей утка, не по всей ширине полотна, когда нити основы в складке образуют петли, вызывая в их основании замыкание и, как следствие, быстрый разогрев до температуры, превышающей 350^oC, при которой происходит интенсивное окисление углерода и перегорание нитей.

Наличие складки приводит к уменьшению электрического сопротивления нитей основы вследствие их укорачивания (из-за образования петель) и пропусканию тока, большего, чем в параллельных нитях вне складки. Рядом со складкой из-за разности потенциалов электрического тока происходит его перетекание с нитей основы на нити утка и с последующим переходом в параллельные нити основы в пределах складки. Кроме того, в складке происходит электрозамыкание в основаниях петель уже при неплотном контакте нитей с возможным образованием микроэлектродуги.

Наличие усилителей жесткости греющего элемента на его участках, выступающих за края электронагревателя со стороны электродов, необходимо для предотвращения разрыва оболочки греющего элемента в местах крепления к нему ручек для переноски мата, компенсаторов и электропроводов. Усилители жесткости греющего элемента обеспечивают такое положение электродов, при котором исключается поворот и плоскопараллельное перемещение смежных частей электродов относительно друг друга в плоскости электронагревателя с образованием поперечной складки в углеродной ткани электронагревателя, а также продольное растяжение и сжатие электрода с разрывом или со смятием электрической шины и утолщенного края, приводящими к перегоранию мата. При этом сохраняется необходимая гибкость электрода в плоскости, перпендикулярной греющему элементу, так как гибкость пластины обеспечивает возможность поворота частей электрода относительно друг друга в указанной плоскости.

К усилителям жесткости прикреплены с помощью разъемных соединений (посредством одного или двух автоматически действующих компенсаторов) края теплоизолирующего элемента. Разъемные соединения необходимы для возможности осуществления замены любого поврежденного элемента без разрушения мата непосредственно на месте производства кровельных работ.

Продольные края электронагревателя должны быть параллельны нитям основы углеродной ткани. Это требование обусловлено особенностью переплетения ткани, при котором нити основы в структуре ткани более спрямлены (а значит, короче и имеют меньшее электрическое сопротивление) по сравнению с нитями утка. Причем площадь поперечного сечения нитей основы (приходящихся на 1 см ширины полотна) больше, чем у нитей утка (в 1 см длины полотна). В данном изобретении предлагается пропускать ток по нитям основы, что достигается расположением электродов на противоположных концах нитей основы, то есть на поперечных краях электронагревателя. Таким образом, пропускание тока по нитям основы предпочтительнее, так как мощность электронагревателя на единицу его площади будет больше.

Параллельность поперечных краев электронагревателя нитям утка углеродной ткани необходима для создания равномерного температурного поля по всей ширине электронагревателя между электродами. При отсутствии указанной параллельности концы каждой из нитей утка оказываются на разном удалении от электрода, а значит, обретают разный по величине электрический потенциал, в результате чего часть тока при прохождении через электронагреватель постепенно перетекает с одного края на другой (в сторону меньшего электрического потенциала), где токи утка и основы складываются и выделяется большее количество тепла, чем на других участках электронагревателя.

Поперечные края электронагревателя имеют утолщение шириной 8-50 мм, сплошное по всей длине за счет многослойности, для возможности плотного и равномерного обжатия их планками частей электродов. При этом обеспечивается достаточно надежный электрический контакт электрода с электронагревателем.

На каждом утолщенном крае электронагревателя неподвижно с интервалом 1-30 мм закреплены части стального электрода. Стальные электроды прочнее электродов из цветных металлов (например, из меди) и имеют большую, чем у них, нагревостойкость и меньшую стоимость. Электропроводность стали меньше, чем цветных металлов, но это компенсируется увеличением толщины электродов.

Части электрода состоят из двух параллельных стальных планок, одинаковых по длине (30-400 мм), но разных или одинаковых по ширине. В первом случае ширина одной из планок складывается из следующих размеров: ширины утолщенного края электронагревателя; плюс максимальный размер поперечного сечения электрической шины; плюс расстояние, на которое она удалена от утолщенного края (2-40 мм). Ширина другой планки в этом случае должна быть минимально равна ширине утолщенного края электронагревателя. Во втором случае ширина обеих планок включает размеры более широкой планки первого случая.

В изобретении предложено механическое крепление частей электродов. Оно более технологично и экономично. При обжатии планками утолщенных краев электронагревателя они уплотняются, в результате чего увеличивается удельная электропроводность в зоне контакта планок с утолщенными краями электронагревателя, вследствие улучшения электроконтакта исключается дополнительный нагрев контактной зоны.

Планки имеют толщину 0,5-4 мм, обеспечивающую создание равномерного давления обжатия ими утолщенного края, способствующего равномерному распределению тока между нитями углеродной ткани электронагревателя на обжатых утолщенных краях.

Крепление частей стального электрода выполняют как разъемными, так и неразъемными соединениями. Расположение частей электрода на утолщенном крае выполнено с интервалом 1-30 мм для придания гибкости электродам.

Деление электрода на части размером 30-400 мм обусловлено размерами неровностей обрабатываемой поверхности кровли и обеспечивает плотное прилегание к ним термомата.

Промежутки утолщенного края между частями стального электрода выполняют роль гибких его частей, с помощью которых происходит более равномерное распределение электрического тока по ширине электронагревателя около электродов при сохранении их гибкости. Кроме того, утолщение поперечных краев служит для предотвращения разрыва углеродной ткани электронагревателя между частями электродов в процессе эксплуатации термомата.

При расстоянии 7-30 мм между частями электрода промежутки утолщенного края электронагревателя между ними должны быть уплотнены прошивкой для обеспечения надежного электрического контакта между слоями углеродной ткани.

К планкам частей электродов, более широким, чем утолщенный край, прикреплена параллельно ему на расстоянии 2-40 мм от электронагревателя многопроволочная электрическая шина, которая соединяет части электрода. Электрическая шина должна пропускать значительный по величине ток и обладать гибкостью, то есть иметь малое сечение. Но уменьшение сечения вызывает рост сопротивления шины, увеличивающегося при ее эксплуатации в горячей зоне термомата - около электронагревателя. При пропускании указанного тока и наличии высокого сопротивления в шине выделяется тепло.

Следствием изложенного является падение напряжения между частями электрода и неравномерное распределение электрического тока между ними, что уменьшает удельную электрическую мощность термомата и создает неравномерное температурное поле в электронагревателе, уменьшающее срок службы термомата и ухудшающее качество разогрева, увеличивая его продолжительность.

Для снижения токовой нагрузки, приходящейся на электрическую шину, и предотвращения указанных последствий часть тока пропускают через шунт параллельно в обход шины. При этом наличие шунта препятствует выходу из строя электронагревателя в случае обрыва или перегорания электрической шины. Шунт выполнен из гибкого электропровода, не нарушающего гибкость самого термоэлектрического мата. Возможно несколько вариантов подсоединения шунта к шине (фиг. 2 и 4) В греющем элементе между электронагревателем и верхней частью оболочки или на нижней части оболочки теплоизолирующего элемента уложен теплоаккумулирующий слой толщиной 2-10 мм, выполненный из гибкого нагревостойкого электроизоляционного материала с теплопроводностью и теплоемкостью, близкими к материалам рулонных и мастичных кровель. Изложенное обеспечивает оптимальное сочетание скорости нагрева греющего элемента в начальный период работы (после подключения к источнику электрической энергии) и необходимой тепловой инерции, исключающей перегрев углеродной ткани электронагревателя, приводящий к перегоранию, при временном отсутствии контакта греющего элемента (например, при неплотном прилегании) к разогреваемому участку водоизоляционного ковра кровли и поддержание равномерной по площади нижней поверхности стабильной температуры греющего элемента с начала и до конца разогрева участка водоизоляционного ковра.

В теплоизолирующем элементе между нижней частью оболочки и слоем теплоизоляционного материала размещен равный ему по площади светоотражающий и одновременно теплопроводный гибкий слой толщиной 0,02-0,5 мм из алюминиевой фольги. Максимальное значение по толщине достигается многослойностью. Этот слой отражает часть теплового потока, излучаемого электронагревателем (в греющем элементе), и направляет его в сторону разогреваемого участка водоизоляционного ковра кровли. Кроме того, указанный слой предотвращает перегрев участков электронагревателя в местах неплотного контакта греющего элемента с разогреваемой кровлей (из-за наличия воздушного зазора, создающего дополнительное термическое сопротивление), например, на участках кровли с неровной поверхностью. При этом происходит кондуктивный теплообмен между участками греющего элемента по площади, имеющими разную температуру, через слой алюминиевой фольги - материала, обладающего высокой теплопроводностью.

Для изоляции электронагревателя греющий элемент мата имеет оболочку из электроизоляционного материала. Соединение электронагревателя и оболочки проводят сшиванием нитью из неэлектропроводного материала. Указанное соединение позволяет сохранить одинаковым удельное сопротивление углеродной ткани по всей площади электронагревателя и обеспечить удельную электрическую мощность его равной 2-4 кВт/м², а также создать более равномерное температурное поле по всей площади электронагревателя, что приводит к одновременному и равномерному разогреву материалов водоизоляционного ковра по всей площади электронагревателя. Использование соединения электронагревателя и оболочки сшиванием обеспечивает требуемую гибкость греющего элемента термомата, а значит, необходимую плотность его контакта с неровными поверхностями кровли. Также соединение сшиванием создает условия для замены поврежденных частей термомата (после распарывания швов).

Оболочка греющего элемента и примыкающая к нему нижняя часть оболочки теплоизолирующего элемента имеют нагревостойкость 121-350^oC, так как они находятся в непосредственной близости к электронагревателю с такой же температурой.

Использование в качестве оболочки греющего элемента (в нижней его части) материала, не проницаемого для воды, нефтепродуктов и дегтевых материалов, которые обычно содержатся в разогреваемом водоизоляционном ковре рулонной или мастичной кровли, препятствует их проникновению внутрь греющего элемента и пропитке ими углеродной ткани, что могло бы ухудшить электрический контакт между волокнами в нитях ткани электронагревателя и ее электропроводность, а следовательно, уменьшить электрическую мощность мата. Вода, попадая внутрь греющего элемента, кроме того, может вызывать короткое замыкание электронагревателя на теплопроводный и светоотражающий слой из фольги, а также коррозию стальных электродов.

При наличии проницаемости нижней части оболочки греющего элемента, в случае попадания размягченных битумных и дегтевых материалов внутрь греющего элемента и их застывания при отключении от источника электрической энергии, он (греющий элемент) утрачивает гибкость и становится ломким. Химическая стойкость материала нижней части оболочки греющего элемента к воде, нефтепродуктам и дегтевым материалам необходима для предотвращения преждевременного ее (оболочки) разрушения.

Непроницаемость нижней части оболочки греющего элемента для воды, нефтепродуктов и дегтевых материалов, а также химическая стойкость к ним, наличие деформационного шва и компенсаторов, исключающих появление складок углеродной ткани электронагревателя, способствуют увеличению срока службы термомата.

Нижняя часть оболочки греющего элемента, обладая антиадгезионными свойствами, препятствует налипанию на ее поверхности размягченных материалов водоизоляционного ковра рулонной или мастичной кровли, что в свою очередь исключает приклеивание мата к кровле, ухудшение его гибкости при остывании в обесточенном состоянии, а при разогреве водоизоляционного ковра - увеличение термического сопротивления в зоне контакта с кровлей.

Размеры продольного и поперечного краев электронагревателя или одного из них кратны расстоянию между стыками полотнищ рулонного материала в рулонной кровле. Кратность размеров необходима для осуществления разогрева водоизоляционного ковра одновременно по всей ширине каждого из полотнищ рулонного материала в верхнем слое кровли с целью последующего беспрепятственного удаления скоплений воды и пара, имеющихся в полостях кровли, через отклеенные стыки, а также для выравнивания полотнищ. При ремонте и устройстве мастичных кровель понятие указанной кратности отсутствует из-за отсутствия в них стыков.

Ручки выполнены из упруго-эластичного материала с малой теплопроводностью. Наличие ручек у мата создает удобство для его переноски и при этом исключает механическое повреждение оболочки мата при свертывании его в рулон для транспортировки и опасность ожога рук обслуживающего персонала, а крепление ручек к усилителям жесткости греющего элемента обеспечивает его натяжение при переноске мата и возможность возвращения в первоначальное расправленное положение (без складок) при укладке на поверхность ремонтируемой кровли без складок.

Обоснованием выбранных пределов является следующее.

Смещение продольного края электронагревателя внутрь мата на величину, превышающую 70 мм, экономически нецелесообразно, так как приведет к неоправданному его удорожанию при изготовлении, а смещение на расстояние, меньшее 0,1 мм, технически невозможно из-за отсутствия материалов оболочки греющего элемента меньшей толщины.

При ширине утолщенного края электронагревателя более 50 мм резко увеличивается расход материалов при изготовлении термомата (стали для электродов, углеродной ткани, крепежных изделий), что приводит к его удорожанию, причем без улучшения техникоэксплуатационных показателей.

При ширине утолщенного края электронагревателя менее 8 мм площадь электрического контакта с ним планок частей электрода настолько мала, что не обеспечивается надежное закрепление планок на утолщенном крае, а при пропускании электрического тока происходит их перегрев.

Интервал между частями стального электрода менее 1 мм ухудшает его гибкость.

Указанный интервал более 30 мм приводит к неравномерному распределению электрического тока по ширине электронагревателя около электродов и к неравномерному нагреву нижней части оболочки греющего элемента термомата независимо от наличия уплотнения прошивкой промежутков утолщенного края между частями электродов.

В уплотнении прошивкой утолщенного края в промежутке между частями электрода при интервале менее 7 мм нет необходимости, так как ток, протекающий по утолщенному краю в указанном промежутке, достаточно мал. В этом случае прошивка утолщенного края лишь усложнит изготовление мата, а значит, приведет к увеличению его стоимости.

Уплотнение прошивкой утолщенного края при интервале более 30 мм невозможно, так как такой интервал не предусмотрен конструкцией мата.

При толщине планок электрода менее 0,5 мм не обеспечивается равномерное обжатие утолщенных краев электронагревателя и надежный электрический контакт между ними.

При толщине указанных планок более 4 мм имеет место утяжеление термомата, увеличивается расход стали на их изготовление. Не обеспечивается необходимый плотный контакт углеродной ткани нагревателя с нижней частью оболочки греющего элемента около электрода из-за образующегося уступа, вызванного чрезмерным утолщением планки.

Размер стороны планки, параллельной утолщенному краю электронагревателя, менее 30 мм увеличивает трудоемкость изготовления планок и сборки электрода.

При размере указанной стороны более 400 мм не обеспечивается необходимая гибкость электрода.

Расстояние между шиной и поперечным краем электронагревателя менее 2 мм может привести к их соприкосновению, в результате чего из-за неплотного электрического контакта с краем электронагревателя шина будет перегреваться. Шина, расположенная на расстоянии менее 2 мм от края электронагревателя, то есть в горячей зоне мата, будет также перегреваться. При этом электрическое сопротивление шины повышается, что приводит к падению мощности мата и неравномерности создаваемого им температурного поля на разогреваемой поверхности. К тому же шина быстро выйдет из строя по причине окисления металлических проволочек.

Указанное расстояние более 40 мм приведет к падению напряжения в частях электродов из-за относительно невысокой электропроводности стали, из которой они изготовлены, что приведет к уменьшению мощности электронагревателя термомата. Кроме того, имеет место утяжеление электродов и удорожание термомата.

Теплоаккумулирующий слой толщиной менее 2 мм в греющем или теплоизолирующем элементе термомата не обеспечит достаточную его тепловую инерцию, что приведет к перегреву углеродной ткани электронагревателя с последующим его перегоранием при условии отсутствия контакта греющего элемента с поверхностью водоизоляционного ковра рулонной или мастичной кровли. При указанной толщине также не достигается поддержание стабильной и равномерной температуры по площади нижней поверхности греющего элемента с начала и до конца разогрева водоизоляционного ковра на разогреваемом участке кровли.

При толщине теплоаккуму