FI114746B - Laite lumen tai jään sulattamiseksi - Google Patents

Description

114746

Laite lumen tai jään sulattamiseksi - Anordning för smältning av snö eller is 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on kokoonpano lumen tai jään sulattamiseksi erityisesti katoilta, kattojen syöksytorvista ja kattokouruista sekä ajoradoissa olevien viemärikaivojen kulku- ja tarkastusaukkojen ympäriltä. Kokoonpano sisältää lämmityslaitteen, lämpöanturilaitteen ja ohjausyksikön lämmi-10 tyslaitteen kytkemiseksi päälle ja pois havaitusta lämpötilasta riippuen.

Jo aiemmin on tunnettu ohjausjärjestelmäsovelluksia lämmitys-kaapeleiden tai niiden kaltaisten laitteiden ohjaamiseksi ja 15 lumen ja jään sulattamiseksi kattojen syöksytorvista, kattokouruista, jne. Periaatteessa nykyisin markkinoilla on kaksi ohjausmenetelmää. Toinen näistä mittaa ilman lämpötilaa ja kytkee lämmityskaapelit säädettävällä lämpötilavälillä, esimerkiksi -5 - +5°C. Toinen menetelmä mittaa ilman lämpötilaa 20 ja yhdistää sen kattokourussa sijaitsevaan vesianturiin; ·,·. lämmityskaapeli pidetään kytkettynä niin kauan, kuin lämpötila » · · : Pysyy sulamispisteen alapuolella samalla, kun vesianturi

I t I

!..* rekisteröi kattokourussa vallitsevaa kosteutta.

* · * · * · · • ·' 25 Ensimmäisen menetelmän heikkoutena on se, että se vie paljon ’· " virtaa. Toinen menetelmä on kytkettynä niin kauan, kuin on V : miinusasteita ja lunta. Kattokouruihin kerääntyy kuitenkin aina paljon likaa, mikä voi nopeasti aiheuttaa virheitä ve-sianturin rekisteröinnissä.

30 » · · ,,· Esillä olevan keksinnön kohteena on tuottaa kokoonpano, joka * · • [’ tehokkaasti estää jään muodostumisen ja varmistaa siten veden ’···’ vapaan kulun esittelyosassa mainituissa paikoissa, ja jonka käyttö on erittäin taloudellista, koska energian kulutus on 35 erittäin alhaista aiemmin tunnettuihin kokoonpanoihin verrattuna .

Yllä mainitut kohteet saavutetaan esittelyosassa mainitun i \ ! 114746 2 kaltaisella kokoonpanolla, joka esillä olevan keksinnön mukaisesti tunnetaan siitä, että lämpöanturilaite sisältää ensimmäisen lämpöanturin lumen tai jään sulamiskohdassa vallitsevan pintalämpötilan rekisteröimiseksi ja toisen lämpöanturin ilman 5 lämpötilan rekisteröimiseksi tarkoituksenmukaisessa paikassa, ja että lumianturi on sijoitettu mainitulle pinnalle; tämä anturi käynnistetään ohjausyksikön avulla silloin, kun ensimmäinen lämpöanturi lämpötilan kohotessa rekisteröi pintalämpötilan nousun valitun miinus-arvon yläpuolelle tai silloin, kun 10 toinen lämpöanturi lämpötilan laskiessa rekisteröi ilman lämpötilan putoamisen valitun plus-arvon alapuolelle. Ohjausyksikkö saa aikaan lämmityslaitteen käynnistämisen, mikäli lumianturi rekisteröi lunta esiintyvän valitun ajanjakson aikana; edelleen se pitää lämmityslaitteen käynnissä ainakin 15 niin kauan, kunnes toinen lämpöanturi lämpötilan kohotessa rekisteröi ilman lämpötilan kohoavan valitun plus-arvon yläpuolelle tai ainakin niin kauan, kunnes ensimmäinen lämpöanturi lämpötilan laskiessa rekisteröi pintalämpötilan laskun valitun miinus-arvon alapuolelle; kummassakin tapauksessa 20 kuitenkin ainoastaan sillä varauksella, että lumianturi tie-tyin väliajoin rekisteröi lumen esiintymisen.

··.’ Esillä olevan keksinnön mukaisen kokoonpanon pääasiallisena ! ; erityispiirteenä on se, että siinä käytetään kahta lämpöantu- ,, ’ 25 ria säätämään kokoonpanon lämmityslaitteen, tavallisesti lämmityskaapelin päälle- ja poiskytkemistä; ensimmäinen anturi V · rekisteröi pintalämpötilan kyseessä olevassa paikassa, esimerkiksi katon pinnalla, toisen anturin rekisteröidessä paikalla * · : vallitsevan ilman lämpötilan. Tunnetun mukaisesti rakennuksen i ·*: 30 katon pinnalla vallitseva lämpötila on enemmän tai vähemmän ympäröivän ilman lämpötilan yläpuolella katosta tulevasta • · · lämmöstä johtuen. Pintalämpötilan ja ilman lämpötilan välinen » · ero ei koskaan ole vakio, vaan se vaihtelee katolla olevista lumimääristä ja lumen kosteuspitoisuudesta johtuen. Lisäksi se ;··· 35 vaihtelee eri rakennusten välillä eristyksestä ja tuuletuksesta riippuen. Esillä olevan keksinnön mukaisessa kokoonpanossa mitataan molemmat mainitut lämpötilat siten, että kokoonpanon toiminta saadaan riippumattomaksi mainitussa lämpötilaerossa 3 114746 tapahtuvista vaihteluista. Näin saavutetaan se, että kokoonpanon lämmityskaapeli on kytkettynä ainoastaan niiden jaksojen aikana, jolloin niitä tarvitaan, eli silloin, kun ilman lämpötila on 0 °C:een ja sen miinusarvon välillä, jossa kyseessä 5 olevalla paikalla pinnan, esimerkiksi katon pinnan lämpötila vastaa nollaa astetta.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan seuraavaksi esimerkinomaisten sovellusten avulla ja viitaten liitteenä oleviin piirroksiin, 10 joissa

Kuvio 1 on esillä olevan keksinnön mukaisen kokoonpanon peri-aatepiirros;

Kuvio 2 on kaaviokuva ohjauspaneelista, joka voi muodostaa kokoonpanon osan; ja 15 Kuvio 3 on kaaviomainen läpileikkauskuva katon syöksykourusta, johon on asennettu esillä olevan keksinnön mukainen kokoonpano.

Kuviossa 1 kuvattu kokoonpano sisältää elektroniikkaosan muo-20 dossa olevan ohjausyksikön 1, johon eri anturit ja muut ko-V. koonpanon muodostavat osat on kytketty. Ohjausyksikkö on • v . kotelo, joka sisältää erilaiset sähkövirtapiirit ja elektroni- t t · set piirit kokoonpanon käyttämiseksi ja säätämiseksi siten, : f että se toimii jäljempänä kuvatulla tavalla. Piirit on raken- ·’ 25 nettu siten, että ne soveltuvat yhteen tiettyjen toiminnallisten vaatimusten kanssa ja siten, että ne perustuvat tavanomai- « I ’ · seen tekniikkaan, johon kyseisen alan asiantuntija on perehty nyt. Mainittujen piirien rakenteen ja toiminnan lisäkuvausta ei pidetä välttämättömänä esillä olevan keksinnön ymmärtämisen ; j'; 30 kannalta, eikä sitä sen vuoksi ole sisällytetty esillä olevaan * , selostukseen.

• f m f » * ···’ Kuten kuviosta 1 käy ilmi, ohjausyksikkö 1 sisältää sisääntu- lon 2 käyttöjännitteen, eli tavallisesti 220 V vaihtovirran 35 kytkemistä varten. Johto 3 johtaa ensimmäiseen lämpöanturiin 4 pintalämpötilan rekisteröimiseksi paikassa, josta lumi ja/tai jää on tarkoitus sulattaa, esimerkiksi katon pinnassa; toinen johto 5 johtaa toiseen lämpöanturiin 6 ilman lämpötilan 4 114746 rekisteröimiseksi kyseessä olevassa paikassa. Mainitut johdot koostuvat sopivan pituisista ja laatuisista kaapeleista. Yksikköön on lisäksi yhdistetty lumianturi 7, joka koostuu sopivasta lämmityskaapelista 8 ja vesianturista tai vedenil-5 maisimesta 9, joka on yhdistetty yksikköön sopivan kaapelin 10 avulla. Vesianturi voi esimerkiksi koostua haponkestävien puikkojen parista.

Kokoonpanon lämmityslaite sisältää esimerkiksi enintään 3,6 kW 10 lämmityskaapelin, joka on yhdistetty ohjausyksikköön kaapelin 12 välityksellä.

Ohjausyksikköön 1 on myös yhdistetty vedentason anturi 13, jonka tehtävänä on varoittaa, mikäli kattokourut täyttyvät 15 vedellä. Lisäksi ohjausyksikkö sisältää sisääntulon 14 toisen pinnan lämpöanturin kytkemiseksi sekä sisääntulon 15 toisen lumianturin kytkemiseksi. Lisäksi kokoonpano sisältää sisääntulon 16 kytkimen (23 kuviossa 3) liittämiseksi manuaalista pakko-ohjausta varten, t.s. kokoonpanon kytkemiseksi esimer-20 kiksi 24 tunniksi lämpötilaoloista riippumatta. Lopuksi ohjausyksikköön on sijoitettu sisääntulo 17 ohjauspaneelin • · ··’ ’ liittämiseksi kokoonpanon eri toimintojen tarkkailua ja säätöä . ’: varten.

' 25 Kuviossa 2 on nähtävissä ohjauspaneelin sovellus, jota on kuvattu numerolla 20. Paneeli sisältää ulostulon 21 sopivan, ohjausyksikön sisääntuloon 17 johtavan monijohdinkaapelin 22 kytkemistä varten. Ohjauspaneeliin on sijoitettu useita kytki-miä, tarkemmin eriteltynä kytkin 23 kokoonpanon käynnistämi-30 seksi ja sammuttamiseksi, kytkin 25 kokoonpanon yllä mainittua pakko-ohjausta varten ja kytkin 25 kokoonpanon nollaamiseksi j *·· vedentason hälytyksen jälkeen (joka annetaan anturin 13 avul- : : la). Lisäksi siihen kuuluu kytkin 26 koko kokoonpanon auto- maattiseksi poiskytkemiseksi silloin, kun ilman lämpötilan . 35 anturi 6 havaitsee lämpötilan ylittävän tietyn rajan, esimerkiksi +5°C. Tällöin voidaan välttää katteen ylikuumeneminen siinä tapauksessa, että lämmityskaapeli kytkettäisiin erehdyksessä .

5 114746

Lisäksi paneeli sisältää useita merkkilamppuja, esimerkiksi valoa lähettäviä diodeja, tarkemmin eriteltynä lampun 27 (vihreä), joka syttyy silloin, kun kokoonpano on kytkettynä, 5 lamppu 28 (sininen), joka syttyy silloin, kun lumianturi 7 on kytkettynä, lamppu 29 (keltainen), joka syttyy silloin, kun päälämmityskaapeli 11 on kytkettynä, ja lamppu 30 (punainen), joka syttyy silloin, kun vedentason hälytys annetaan. Sen lisäksi, että lamppu 30 syttyy hälytystä annettaessa, annetaan 10 äänisignaali summerin 31 avulla.

Lisäksi ohjauspaneeli 20 sisältää ulostulon 32 vedentason hälytyksen välittämiseksi edelleen keskitetyn toimintaohjauk-sen laitteeseen ja myös ulostulon 33 kovaäänistä tai sireeniä 15 varten.

Kuviossa 3 on kaaviomaisena läpileikkauskuvana kuvattu tasakaton 40 osaa, johon esillä olevan keksinnön mukainen kokoonpano on asennettu sisäisen poistoputken sisältävän sadeveden pois-20 toaukon yhteyteen. Kuten kuviosta käy ilmi, katto on eristetty eristeellä 42, joka on peitetty katteella 43. Katossa oleva • · !·* ' poistoaukko on peitetty kannella 44.

f i

Kokoonpanon ohjausyksikkö 1 on kuvattu kiinnitettynä kattoele-: * : 25 menttiin 45, mutta se voidaan myös asentaa kauempana sijaitse-vaan keskuspaikkaan mahdollisesti lämmityslaitteen säätämiseksi*. si eri kohdissa. Ohjausyksikkö on vastaavien johtojen kautta yhdistetty lämmityslaitteeseen 11, lumianturiin 7, pintalämpö-tilan anturiin 4 ja ilman lämpötilan anturiin 6. Lämmityslaite 30 voi sisältää lämmitysmaton tai se voi olla koottu sopivasta, *. yhdestä tai useammasta, aukon 41 ympärille sijoitetusta lämmi- • ’·· tyskaapelista. Eri anturit on sijoitettu sopivan etäisyyden päähän aukosta.

. 35 Kokoonpanon toimintatapaa selostetaan tarkemmin jäljempänä viitaten ensimmäisenä tapaukseen, jossa lämpötila nousee.

Lämpöanturi 4 mittaa kattopinnan lämpötilaa ja käynnistää 6 114746 lumianturin 7, t.s. lämmityskaapelin 8 ja vedenilmaisimen 9 silloin, kun lämpötila nousee ja ylittää valitun arvon, joka on -0,4°C. Jos vedenilmaisin 9 rekisteröi veden esiintymisen 30 minuutin jakson aikana käynnistyksen jälkeen, päälämmitys-5 kaapeli 11 käynnistetään ohjausyksikön 1 avulla, ja samanaikaisesti lumianturin lämmityskaapeli 8 sammutetaan. Päälämmi-tyskaapeli pysyy kytkettynä siihen saakka, kunnes ilman lämpötilan anturi 6 rekisteröi ilman lämpötilan nousseen valittuun arvoon, joka on +0,4°C. Tämä tapahtuu kuitenkin sillä varauk-10 sella, että lumianturi 7 ajoittain rekisteröi lunta esiintyvän kattopinnalla. Tästä syystä vedenilmaisin 9 kytketään uudelleen valituksi, 10 minuutin pituiseksi ajaksi joka neljäs tunti ensimmäisen poiskytkennän jälkeen. (Tässä tapauksessa lumianturin lämmityskaapeli 8 ei ole kytkettynä.) Jos mainitun 15 ajanjakson aikana rekisteröidään lunta, päälämmityskaapelin 11 on yhä oltava kytkettynä. Mikäli vettä ei kuitenkaan havaita ajanjakson (10 minuutin) aikana, lämmityskaapeli kytketään pois myös siinä tapauksessa, että ilman lämpötila ei vielä olisi +0,4°C.

20 .. Lämpötilan laskiessa toimintatapa on seuraava: ; *· Kun ilman lämpötilan anturi 6 rekisteröi, että ilman lämpötila . laskee valitun +0,4°C:een alapuolelle, lumianturi 7 on kytket- : ’.· 25 tynä ja kontrolloi yllä kuvatulla tavalla, onko katolla lunta : (lämmityskaapeli 8 ja vedenilmaisin 9 ovat kytkettyinä 30 . minuutin ajan). Mikäli lunta ei havaita, kokoonpano on val miustilassa. Jos lunta havaitaan, päälämmityskaapeli 11 on ;·. kytkettynä ja pysyy kytkettynä, kunnes pinnan lämpötilan 30 anturi 4 rekisteröi pinnan lämpötilan laskun alle -0,4°C. Samaan aikaan, kun lämmityskaapeli 11 on kytkettynä, vesiantu-: ’· ri 9 tarkistaa, tuleeko vettä yhä, tarkemmin eriteltynä kymme- nen minuutin ajan joka neljäs tunti. Mikäli vettä ei havaita, lämmityskaapeli kytketään pois.

• ·

Kokoonpanon yllä mainittu toiminto lämpötilan laskun yhteydessä täytyy pystyä kytkemään pois ohjausyksikössä olevan kytkimen (ei kuvassa) avulla. Tämä on tärkeää virran säästön kan- 35 7 114746 naita silloin, kun kokoonpanoa käytetään lasikatoilla.

Olisi huomattava, että virta-antureita varten mainitut lämpö-tilarajat ±0,4°C on valittu turvarajaksi varmistamaan se, että 5 kokoonpano ei käynnisty liian myöhään tai sammu liian aikaisin mittareissa esiintyvien epätarkkuuksien vuoksi. Voi myös olla tarkoituksenmukaista käyttää suurempaa turvamarginaalia, esimerkiksi ±1°C. Mikäli oletetaan ennakolta lämpötilamitta-reiden olevan erittäin tarkkoja, lämpötilarajät ovat ±0°C.

10

Yllä mainittujen toimintojen lisäksi ohjausyksikkö voidaan myös säätää sammuttamaan päälämmityskaapeli 11 ainoastaan tietyn ajan päästä sen jälkeen, kun kulloinkin kyseessä oleva lämpöanturi on rekisteröinyt mainitun valitun lämpötilarajän.

15 Tämä ajanjakso voi olla säädettävä, esimerkiksi yhden tunnin jaksoissa aina kuuteen tuntiin saakka. Tällä tavoin voidaan etsiä tai kompensoida rakenteessa tai lumen syvyydessä tapahtuvia muutoksia. Ei esimerkiksi ole varmaa, että pintalämpötilan anturi asennetaan aina sinne, missä lämpöhäviö on suurin.

20 Lisäksi ilman lämpötilan anturiin voi joutua alttiiksi tarkoi- .. tuksettomalle lämmön vaikutukselle esimerkiksi avattavasta • » *·’ ikkunasta.

♦ · « · I · » 1 · • · « » 1 » · * · · ·

Claims (10)

114746 8

1. Kokoonpano lumen tai jään sulattamiseksi erityisesti katoilta, kattojen syöksytorvista ja kattokouruista sekä ajora-5 doissa olevien viemärien kulku- ja tarkastusaukkojen ympäriltä; kokoonpano sisältää lämmityslaitteen (11), lämpöanturi-laitteen (4, 6) ja ohjausyksikön (1) lämmityslaitteen käynnistämiseksi ja sammuttamiseksi havaitusta lämpötilasta riippuen; mainittu kokoonpano on tunnettu siitä, että lämpöanturilaite 10 sisältää ensimmäisen lämpöanturin (4) pintalämpötilan rekisteröimiseksi lumen tai jään sulatuspaikassa ja toisen lämpöanturin (6) ilman lämpötilan rekisteröimiseksi kulloinkin kyseessä olevassa paikassa; että lumianturi (7) on sijoitettu mainitulle pinnalle ohjausyksikön (1) kytkiessä mainitun anturin sil-15 loin, kun ensimmäinen lämpöanturi (4) lämpötilan kohotessa rekisteröi pintalämpötilan nousevan valitun miinus-arvon yläpuolelle tai silloin, kun toinen lämpöanturi (6) lämpötilan laskiessa rekisteröi ilman lämpötilan laskevan valitun plus-arvon alapuolelle; ohjausyksikkö (1) saa aikaan lämmityslaitteen 20 (11) käynnistymisen, mikäli lumianturi (7) rekisteröi lumen esiintymisen valitun ajanjakson aikana, ja pitää lämmityslaitteen (11) edelleen käynnissä ainakin siihen saakka, kunnes 1 toinen lämpöanturi (6) lämpötilan kohotessa rekisteröi ilman I. ' lämpötilan nousevan valitun plus-arvon yläpuolelle tai ainakin 25 siihen saakka, kunnes ensimmäinen lämpöanturi (4) lämpötilan laskiessa rekisteröi pintalämpötilan laskevan valitun miinus-arvon alapuolelle, mutta kummassakin tapauksessa ainoastaan . : sillä varauksella, että lumianturi (7) tietyin välein rekiste röi lumen esiintymisen. ! 30

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kokoonpano, tunnettu sii tä, että valittu ajanjakso, jonka aikana lumianturin (7) on havaittava lunta, on 30 minuuttia.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kokoonpano, . . : tunnettu siitä, että pintalämpötilan valittu miinus-arvo on 114746 9 0°C - -1°C, ja että ilman lämpötilan valittu plus-arvo on 0°C -+1°C.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kokoonpano, tunnettu sii-5 tä, että miinus-arvo on noin -0,4°C ja plus-arvo noin +0,4°C.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kokoonpano, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (1) on säädetty sammuttamaan lämmityslaite (11) ainoastaan valitun ajan kulut- 10 tua siitä, kun kulloinkin kyseessä oleva lämpöanturi (4 tai 6) on rekisteröinyt valitun lämpötilarajan.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kokoonpano, tunnettu siitä, että valittu aika on säädettävissä esimerkiksi yhden tun- 15 nin jaksoissa aina kuuteen tuntiin saakka.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kokoonpano, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (1) on säädetty kytkemään lumianturi (7) pois samanaikaisesti lämmityslaitteen | 20 (11) kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kokoonpano, tunnettu sii- , tä, että ohjausyksikkö (1) on säädetty kytkemään lumianturi • * * • r , (7) uudelleen tietyksi ajaksi, esimerkiksi 10 minuutiksi joka 25 neljäs tunti mainitun poiskytkennän jälkeen. * t ; * 9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kokoon- V ·’ pano, tunnettu siitä, että se on varustettu kytkimellä (26), joka automaattisesti keskeyttää jännitteen syötön kokoonpanoon ;· 30 silloin, kun toinen lämpöanturi (6) havaitsee ilman lämpötilan ylittäneen tietyn rajan, esimerkiksi +5°C. >

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kokoon- > ' ·’ pano, tunnettu siitä, että siihen sisältyy ohjauspaneeli (20), 35 joka on varustettu kytkimillä (23-26) ja lampuilla (27-30) ko-| koonpanon eri toimintojen valvomiseksi ja tarkkailemiseksi. 114746 10