Комбинированное устройство для предотвращения образования сосулек

Комбинированное 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] - (а.с. СССР №840602, М. кл. F24F 5/00, 1979 г.).

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] - (а.с. СССР №1043430, М. кл. F24F 5/00, 1983 г.).

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. Нагреватель представляет собой распределенный по площади кровли электрокабель, который осуществляет обогрев крыши и обеспечивает постоянный сток талой воды [3] - (Гагарина Т. Рецепт кровельного пирога /Современный дом, 2002, №4, с.48-54).

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] - (Патент РФ №2237220, МПК⁷ F24F 5/00, 2004 г.).

Недостатком известного устройства-прототипа является то, что при обильных снегопадах теплоты, отведенной от вытяжного воздуха, может не хватить для предотвращения образования сосулек.

Данные недостатки ставят задачу повышения эффективности устройства-прототипа по предотвращению образования сосулек в любую погоду и при обильных снегопадах.

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, зоны испарения тепловых труб содержат дополнительные нагреватели с отдельным включением, которые могут быть выполнены в виде электрических нагревателей или в виде теплообменника системы водяного отопления».

Введение дополнительных нагревателей зон испарения необходимо для подведения дополнительной теплоты в условиях неблагоприятной погоды при обильных снегопадах. При оборудовании здания устройством-прототипом нецелесообразно оборудовать его дополнительным противообъединительным устройством или системой. Гораздо дешевле (экономичнее) по капитальным затратам использовать существующее устройство, но при этом обеспечив его эффективную надежную работу. Именно для этого и служат предложенные дополнительные нагреватели.

Проще всего оборудовать зоны испарения тепловых труб электрическими нагревателями, например, в виде ТЭНов, электрических нагревательных кабелей или матов. Электронагревательные элементы могут быть прислонены к зонам испарения тепловых труб или же намотаны на них на небольшом участке зоны испарения.

Однако в случае ограниченного лимита электроэнергии можно воспользоваться теплотой горячей воды системы отопления здания. При этом под участками зон испарения тепловых труб расположен водяной теплообменник системы отопления здания, который включается отдельными вентилями на своих водяных трубопроводах. Известно, что образование сосулек происходит при положительной температуре (около 0°С), поэтому включенный водяной теплообменник для подогрева зон испарения тепловых труб не будет нарушать теплового режима отопления здания.

Таким образом, выполнение заявляемого устройства согласно признакам по формуле 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 для предотвращения образования сосулек, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".

Конструктивная реализация устройств для 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 - одна тепловая труба (увеличено) с электрическим нагревателем и отдельным включением.

На фиг.3 - увеличенная выноска 1 из фиг.1 (зоны испарения тепловых труб с водяным теплообменником системы отопления здания).

Устройство содержит тепловые трубы 1, зоны испарения 2 тепловых труб 1 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. Зоны испарения 2 тепловых труб 1 оборудованы дополнительными теплообменниками 10. При использовании дополнительного теплообменника 10 в виде электронагревателя используется электрический включатель 11, которым включается электронагрев при обильных снегопадах в неблагоприятную погоду (когда идет интенсивное нарастание сосулек). При использовании дополнительного теплообменника 10 водяного теплообменника 12 системы отопления здания он располагается под участками зон испарения 2 тепловых труб 1. Включение водяного теплообменника 12 системы отопления здания производится открытием расположенных на его трубопроводах 13 вентилей 14. Открытие вентилей 14 также производится только при интенсивном образовании сосулек и при обильных снегопадах.

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 неблагоприятных погодных условиях, особенно при обильных снегопадах, включается (электрическим включателем 11) дополнительный электронагреватель 10 зон испарения 2 тепловых труб 1, вследствие чего к последним подводится большее количество теплоты, необходимой для предотвращения образования сосулек и наледей. Необходимая дополнительная теплота, подводимая к зонам испарения 2 тепловых труб 1, может быть подведена от теплообменника 12 водяной системы отопления здания, который включается открытием расположенных на его трубопроводах 13 вентилей 14. После изменения погоды (с интенсивным образованием наледей и сосулек) дополнительный нагрев зон испарения 2 тепловых труб 1 выключается и далее устройство работает в штатном режиме.

Таким образом, путь стока талой воды остается свободным в любое время и при любой температуре воздуха.

Данное устройство позволяет получить технический результат, состоящий в повышении эффективности устройства-прототипа по предотвращению образования сосулек в любую погоду и при обильных снегопадах. В этих условиях включается дополнительный нагрев зон испарения тепловых труб и к последним подводится большее количество теплоты, необходимой для предотвращения образования сосулек и наледей.

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. Комбинированное 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 зоны испарения тепловых труб содержат дополнительные нагреватели с отдельным включением.

2. Комбинированное устройство для предотвращения образования сосулек по п.1, отличающееся тем, что дополнительные нагреватели зон испарения тепловых труб выполнены в виде электрических нагревателей.

3. Комбинированное устройство для предотвращения образования сосулек по п.1, отличающееся тем, что дополнительные нагреватели зон испарения тепловых труб выполнены в виде теплообменника системы водяного отопления.