Составное устройство для предотвращения образования сосулек

Составное устройство для предотвращения образования сосулек

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам вентиляции воздуха в зданиях и может быть использовано для предотвращения обледенения кромок крыши зданий и образования сосулек.

Известно устройство для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования, содержащее нагреватель и тепловые трубы, каждая из которых расположена в воздуховодах наружного и вытяжного воздуха, последний из которых снабжен кожухом, в который введены концы тепловых труб [1].

Недостатком данного устройства является низкая надежность его работы.

Известно устройство для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования, содержащее нагреватель и тепловые трубы, каждая из которых расположена в воздуховодах наружного и вытяжного воздуха, последний из которых снабжен кожухом, в который введены концы тепловых труб, кожух посредством подводящего и отводящего каналов присоединен к воздуховоду наружного воздуха, а нагреватель установлен в подводящем канале кожуха [2].

Недостатком данного устройства является повышенный расход тепловой энергии в период обмерзания тепловых труб.

Известно устройство для предотвращения обледенения кромок крыши и образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, который представляет собой распределенный по площади кровли электрокабель. Нагреватель осуществляет обогрев крыши и обеспечивает постоянный сток талой воды [3].

Недостатком данного устройства является большой расход электроэнергии на обогрев кровли, т.е. его низкая экономичность.

Наиболее близким по технической сути (прототипом) к заявляемому устройству является устройство для предотвращения обледенения кромки крыши и образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши [4].

Недостатками известного устройства-прототипа являются конструктивные особенности тепловых труб, которые предполагают их заводское изготовление и естественно определенные типоразмеры. При монтаже таких тепловых труб на конкретных зданиях могут возникнуть трудности при подборе тепловых труб определенного размера. Изготовление каждой тепловой трубы определенного размера (и конфигурации - с определенными изгибами) существенно повысит их стоимость изготовления и доставки с завода изготовителя. Кроме того, при использовании устройства-прототипа все чердачные помещения и проходы будут загромождены тепловыми трубами и тем самым нарушены правила пожарной безопасности по эксплуатации чердаков.

Указанные недостатки прототипа ставят задачу существенного снижения стоимости изготовления и монтажа тепловых труб в зданиях, а также монтажа тепловых труб без загромождения помещений и проходов чердаков.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве для предотвращения образования сосулек, содержащем нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши, сами тепловые трубы выполнены составными из зон (участков) испарения и конденсации, между которыми находятся гибкие (например, из металлопластика) трубы с внутренним фитилем по всей их длине, участок испарения содержит заправочный штуцер, причем зоны испарения тепловых труб размещены в вентиляционном канале под кровлей (покрытием кровли), а сами тепловые трубы прикреплены снизу к кровле (покрытию кровли).

Выполнение тепловых труб составными из зон (участков) испарения и конденсации, между которыми находятся гибкие из металлопластика трубы, необходимо для подготовки и непосредственного монтажа тепловых труб на месте (на конкретном чердаке), так же как, например, выполняют монтаж сплит-систем кондиционеров. Первоначально идет подгонка по месту установки гибкой трубы, далее - ее обрезание (по необходимому размеру) и установка на ее торцы (концы) стандартных зон (участков) испарения и конденсации, например, при помощи разъемов (сгонов), аналогичных применяемым для металлопластиковых труб в сантехнике. После этого производится заправка тепловой трубы рабочим телом (совместно с проверкой последней на герметичность).

Выполнение гибкой трубы с внутренним фитилем по всей ее длине необходимо для упрощения сборки и монтажа тепловой трубы по месту установки. Фитиль должен быть неотъемлемой составной частью гибкой трубы (закреплен в заводских условиях) и при монтаже тепловой трубы отрезаться вместе с гибкой трубой.

Выполнение заправочного штуцера на участке испарения тепловой трубы необходимо для удобства заправки тепловой трубы рабочим телом, а также для удобства обслуживания как одной тепловой трубы, так и пучка тепловых труб, расположенных в одном вентиляционном канале вытяжного воздуха. Доступ к вентиляционному каналу всегда более открыт, чем к участкам кровли у ее кромок и у водостоков, тем более, что все тепловые трубы сходятся к вентиляционным каналам вытяжного воздуха. Заправочный штуцер может быть аналогичен заправочному штуцеру сплит-систем кондиционеров воздуха.

Расположение зон (участков) испарения тепловых труб в вентиляционном канале вытяжного воздуха под кровлей (покрытием кровли) необходимо для обеспечения свободного прохода по чердаку и исключения загромождения чердаков (особенно проходов) установленными тепловыми трубами.

Монтаж тепловых труб, их непосредственное крепление снизу к кровле (например, к стропильной системе и ее деревянной обрешетке) необходимо для оптимального расположения тепловых труб на чердаке и также для обеспечения свободного прохода по чердаку.

Таким образом, выполнение заявляемого устройства в соответствии с признаками формулы изобретения является новым для устройств предотвращения образования сосулек, что соответствует критерию "новизна".

Вышеприведенная совокупность признаков не известна в настоящее время из уровня техники и не следует из общеизвестных правил конструирования устройств предотвращения образования сосулек, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".

Конструктивная реализация устройств предотвращения образования сосулек с указанной совокупностью признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, отсюда следует соответствие критерию "промышленная применимость".

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства.

На фиг.2 - увеличенная выноска 1 из фиг.1 (зона конденсации составной тепловой трубы).

На фиг.3 - увеличенная выноска 2 из фиг.1 (зона испарения составной тепловой трубы с заправочным штуцером).

Устройство содержит тепловые трубы 1, зоны испарения 2 которых расположены в вентиляционном канале (воздуховоде) 3 вытяжного воздуха, а зоны конденсации 4 тепловых труб 1 закрепляются под водостоками 5 и желобами 6 крыши 7. В процессе выпадения осадков в зимний период на крыше 7 скапливаются снежные массы 8, которые под действием тепловых потоков через перекрытия 9 здания превращаются в талые воды, стекающие к холодным желобам 6 и водостокам 5. В результате этого образуются наледи, ледяные валики и сосульки. Между зонами (участками) испарения 2 и конденсации 4 тепловые трубы 1 выполнены в виде гибкой (например, металлопластиковой) трубы с внутренним гибким фитилем. Соединение гибкой трубы с внутренним фитилем с зонами (участками) испарения 2 и конденсации 4 происходит с помощью встроенных в последние разъемов 10, аналогичных применяемым, например, для металлопластиковых труб в сантехнике. Зона (участок) испарения 2 тепловой трубы содержит заправочный штуцер 11 с запорным вентилем, например, аналогичным заправочному штуцеру сплит-систем кондиционеров воздуха. Особенностью расположения зон (участков) испарения 2 тепловых труб 1 в вентиляционном канале (воздуховоде) 3 вытяжного воздуха является то, что они расположены под самой крышей 7. Это обеспечивает свободный проход по чердаку и исключает загромождение чердаков и особенно проходов установленными тепловыми трубами 1. Гибкие тепловые трубы 1 также прикреплены под самой крышей 7, например, к стропильной системе и ее деревянной обрешетке 12 при помощи крепежных элементов 13.

Устройство работает следующим образом.

Теплый воздух из помещения здания через вентиляционные отверстия поступает в вентиляционный канал (воздуховод) 3 вытяжного воздуха. Двигаясь по воздуховоду 3, воздушные потоки омывают зоны испарения 2 тепловых труб 1. Поглощенная теплота в зоне испарения 2 передается в зону конденсации 4 тепловых труб 1, где впоследствии она передается участкам кровли путем теплопроводности и конвекции. В результате подвода теплоты к желобам 6 и водостокам 5 крыши 7 происходит таяние образовавшихся на них ледяных валиков, наледи и сосулек. Таким образом, путь стока талой воды остается свободным в любое время и при любой температуре воздуха.

Данное устройство позволяет получить технический результат, состоящий в существенном снижении стоимости изготовления и монтажа тепловых труб в зданиях, а также в повышении удобства монтажа тепловых труб без загромождения помещений и проходов чердаков.

Литература

1. А.с. СССР №840602, М. кл. F24F 5/00, 1979 г.

2. А.с. СССР №1043430, М. кл. F24F 5/00, 1983 г.

3. Гагарина Т. Рецепт кровельного пирога /Современный дом, 2002, №4, с.48-54.

4. Патент РФ №2237220, МПК⁷ F24F 5/00, 2004 г.

1. Составное устройство для предотвращения образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши, отличающееся тем, что тепловые трубы выполнены составными из зон испарения и конденсации, между которыми находятся гибкие трубы с внутренним фитилем по всей их длине, а зона испарения содержит заправочный штуцер.

2. Составное устройство для предотвращения образования сосулек по п.1, отличающееся тем, что зоны испарения тепловых труб размещены в вентиляционном канале под кровлей, а сами тепловые трубы прикреплены снизу к кровле.