RU107804U1

RU107804U1 - DEVICE FOR PREVENTING THE FORMATION OF FROZEN AND ICICLES ON THE Eaves of the Roof

Info

Publication number: RU107804U1
Application number: RU2011110269/03U
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Мантуров; Владимир Николаевич Лукьянов; Дмитрий Леонидович Попов; Игорь Николаевич Панасюк
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Завод "Пленочных систем отопления"
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2011-08-27

Abstract

1. Устройство для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, содержащее нагреватель, расположенный вдоль нижней части крыши, отличающееся тем, что в качестве нагревателя используется пленочный электронагреватель, который располагают с внутренней стороны карнизного свеса крыши. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит изоляционное покрытие, расположенное с внешней стороны пленочного электронагревателя. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пленочные нагреватели снабжены заземляющим контуром и устройством защитных отключений. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулировка диапазона работы системы осуществляется как автоматически, так и вручную. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пленочный электронагреватель размещают на расстоянии от 50 мм от края крыши. 1. Device for preventing the formation of frost and icicles on the eaves of the roof, containing a heater located along the lower part of the roof, characterized in that the heater uses a film electric heater, which is located on the inside of the eaves of the roof. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises an insulating coating located on the outside of the film electric heater. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the film heaters are equipped with a grounding circuit and a protective shutdown device. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the adjustment of the range of the system is carried out both automatically and manually. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that the film electric heater is placed at a distance of 50 mm from the edge of the roof.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к устройствам для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, не оснащенной сливной системой, или для их удаления.The utility model relates to the field of construction, in particular to devices for preventing the formation of ice and icicles on the eaves overhang of the roof, not equipped with a drain system, or for their removal.

Каждой зимой перед владельцами зданий возникает достаточно серьезная проблема возникновения обледенения кровли. Образование наледи и сосулек достаточно опасное явление, так как оно не только приводит к разрушению кровли, но и создает реальную угрозу для жизни и здоровья людей, а также может стать причиной нанесения существенного материального ущерба (повреждение архитектурных частей здания, автотранспорта, находящегося поблизости). При этом, излишнее накопление льда увеличивает механическую нагрузку на элементы крыши, что приводит к сокращению ее срока эксплуатации.Every winter, the owners of the buildings face a rather serious problem of icing of the roof. The formation of ice and icicles is a rather dangerous phenomenon, since it not only leads to the destruction of the roof, but also creates a real threat to the life and health of people, and can also cause significant material damage (damage to the architectural parts of the building, vehicles located nearby). At the same time, excessive ice accumulation increases the mechanical load on the roof elements, which leads to a reduction in its service life.

Известна антиобледенительная кабельная система «Теплоскат» с электрическим подогревом кровли. Основу данной системы составляет нагревательный кабель, укладываемый «змейкой» вдоль края кровли снаружи крыши на ширину 0,6-1 м. Кабель подключается к питающей сети переменного тока 220 в 50 Гц через устройство энергораспределения. При нагревании кабеля происходит нагревание края крыши, в результате чего снег тает. Используемые в этих системах нагревательные кабели имеют, как правило, линейную мощность 25 и более Вт на метр. Суммарная мощность системы зависит от конструкции и размеров крыши у конкретного здания и колеблется от 1-2 до нескольких сотен киловатт. Температура на поверхности антиобледенительных систем в отсутствие снега и льда и при отрицательной температуре окружающего воздуха обычно составляет - 5-7°С. В процессе плавления снега и льда температура поверхности только на доли градуса превышает 0°С. При температуре окружающего воздуха выше +5°С антиобледенительная система отключается за ненадобностью. В системе используются как резистивные, так и саморегулирующиеся кабели. Помимо нагревательного кабеля в состав антиобледенительной системы входят крепежные элементы, а также щит управления, терморегуляторы, и распределительно-информационная сеть, обеспечивающая питанием нагревательные элементы и подводящая к щиту управления сигналы от всех установленных датчиков системы (см. .Known anti-icing cable system "Teploskat" with electric roof heating. The basis of this system is a heating cable laid by a "snake" along the edge of the roof outside the roof to a width of 0.6-1 m. The cable is connected to a 220 V 50 Hz AC mains through an energy distribution device. When the cable is heated, the edge of the roof is heated, as a result of which the snow melts. The heating cables used in these systems have, as a rule, a linear power of 25 or more watts per meter. The total capacity of the system depends on the design and size of the roof of a particular building and ranges from 1-2 to several hundred kilowatts. The temperature on the surface of anti-icing systems in the absence of snow and ice and at a negative ambient temperature is usually - 5-7 ° C. In the process of melting snow and ice, the surface temperature is only a fraction of a degree higher than 0 ° C. If the ambient temperature is above + 5 ° С, the de-icing system is switched off as unnecessary. The system uses both resistive and self-regulating cables. In addition to the heating cable, the anti-icing system includes fasteners, as well as a control panel, temperature controllers, and a distribution and information network that provides power to the heating elements and leads signals from all installed system sensors to the control panel (see.

Система позволяет исключить образование наледей, сосулек и срыв снежно-ледяных масс с кровли здания, устраняет необходимость механической очистки кровли в зимний период, позволяет миниминизировать затраты на дорогостоящий ремонт кровли, не требует вмешательства человека, полностью исключает ручное управление, обладает минимальным энергопотреблением, работа системой выполнятся только в период выпадения или таяния снега, то есть только в период, когда возможно образование наледи и сосулек.The system eliminates the formation of icing, icicles and disruption of snow and ice masses from the roof of the building, eliminates the need for mechanical cleaning of the roof in the winter, minimizes the cost of expensive roof repairs, does not require human intervention, completely eliminates manual control, has minimal power consumption, and the system works will be performed only during the period of snow falling or melting, that is, only during the period when ice and icicles can form.

Однако, известная система имеет низкий уровень энергобезопасности, особенно при температуре ниже -5ºC и, достаточно высокую степень стоимости нагревательных кабелей, а также ограниченную возможность при необходимости изгиба кабеля по профилю материала, покрывающего крышу и высокий уровень энергопотребления.However, the known system has a low level of energy safety, especially at temperatures below -5ºC and a rather high degree of cost of heating cables, as well as a limited ability to bend the cable if necessary, along the profile of the material covering the roof and a high level of energy consumption.

Известно устройство для удаления снега и льда с карнизного отвеса крыши, содержащий закрепленный на наружной кромке замкнутый в поперечном сечении элемент, выполненный в виде листа мягкого металла с расположенным на нем нагревателем, покрытым изоляционным слоем, нагреватель при этом выполнен из аморфного металла в виде параллельных ламинированных лент (см. патент RU №2209903, М. кл. - 7: E04D 13/00, опубл. 10.08.2003 г.).A device is known for removing snow and ice from a curtain wall of a roof, comprising an element fixed in cross section fixed to the outer edge and made in the form of a sheet of soft metal with a heater located on it and coated with an insulating layer, while the heater is made of amorphous metal in the form of parallel laminated tapes (see patent RU No. 2209903, M. class. - 7: E04D 13/00, publ. 08/10/2003).

Нагревателем в известном устройстве является лента из аморфного металла, герметично закрытая с обеих сторон полимерной пленкой. В конструкции используется нагревательный элемент толщиной 30±3 мкм, шириной от 10 до 45 мм.The heater in the known device is an amorphous metal tape sealed on both sides with a polymer film. The design uses a heating element with a thickness of 30 ± 3 μm, a width of 10 to 45 mm.

Для крепления элементов предусмотрены технологические отверстия, в которые при установке элементов на свесе крыши, вводят заклепки или болты, а элемент выполняется в рулонном виде шириной до 1 м, длиной до 10 м.Technological holes are provided for fastening the elements, into which, when the elements are installed on the roof overhang, rivets or bolts are inserted, and the element is made in a roll form up to 1 m wide and up to 10 m long.

Задача, на решение которой направлено данное известное устройство, является самосбрасывание снежного надува, чем обеспечивается снижение эксплуатационных затрат на очистку снега и льда. Техническим результатом, на решение которого направлено данное известное устройство, является повышение эффективности, упрощение конструкции устройства, исключение опасности при работах по удалению снега и льда с карнизного свеса крыши, исключение образования снежного надува и льда.The task to which this known device is directed is to self-reset snow blowing, thereby reducing operating costs for cleaning snow and ice. The technical result, the solution of which this known device is directed, is to increase the efficiency, simplify the design of the device, eliminate the danger when removing snow and ice from the eaves of the roof, and prevent the formation of snow and ice.

Однако известное устройство в связи с тем, что располагается на наружной части карнизного свеса крыши, имеет ограниченный срок службы из-за постоянного воздействия окружающей среды. Заявляемая конструкция устройства энергозатратна, поскольку при таком его расположении снаружи кровли оно распределяет тепло не только на материал карнизного свеса, но наружу, то есть значительная часть энергии тепла уходит на обогрев улицы. Крепление известного устройства достаточно сложно. Кроме того, оно не надежно, поскольку снег и масса воды, стекающая по крыше во время дождя попадая в зазор между карнизным свесом крыши и мягким металлом, способны сорвать данное устройство. Из-за наличия значительных зазоров при указанном креплении, известное устройство может быть сорвано также и сильным ветром. Помимо этого, известная конструкция не обеспечивает достаточной безопасности по причине возможности попадания воды в вышеуказанный зазор и вероятности разрушения изоляции, вызванного неоднократными изгибами при креплении. И, наконец, применение известного устройства ограничено в силу недостаточной гибкости материала и его многослойности. Оно сложно и трудоемко, а подчас невозможно для крепления на крышах, покрытых кровельным материалом, имеющим ребристую или волнистую поверхность.However, the known device due to the fact that it is located on the outer part of the eaves overhang of the roof, has a limited service life due to the constant exposure to the environment. The inventive design of the device is energy-consuming, since with such an arrangement outside the roof, it distributes heat not only to the material of the eaves overhang, but also to the outside, that is, a significant part of the heat energy is spent on street heating. Mounting a known device is quite difficult. In addition, it is not reliable, since snow and a mass of water flowing down the roof during rain falling into the gap between the eaves overhang of the roof and soft metal can disrupt this device. Due to the presence of significant gaps with the indicated fastening, the known device can also be disrupted by strong winds. In addition, the known design does not provide sufficient security due to the possibility of water entering the above gap and the likelihood of destruction of the insulation caused by repeated bending during mounting. And finally, the use of the known device is limited due to the lack of flexibility of the material and its multilayer. It is difficult and time-consuming, and sometimes impossible to mount on roofs covered with roofing material having a ribbed or wavy surface.

Таким образом, задачей, которая стоит перед заявляемой полезной моделью, является улучшение условий эксплуатации устройства. Техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности и безопасности и обеспечение возможности применения устройства на крышах, с различной формой профиля кровельного материала.Thus, the challenge facing the claimed utility model is to improve the operating conditions of the device. The technical result, the solution of which is claimed by the claimed utility model, is to increase reliability and safety and to ensure the possibility of using the device on roofs with a different profile shape of the roofing material.

Указанные задача и технический результат достигаются тем, что в устройстве для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, содержащее нагреватель, расположенный вдоль нижней части крыши, согласно полезной модели в качестве нагревателя используют пленочный электронагреватель, который располагают с внутренней стороны карнизного свеса крыши.The indicated task and the technical result are achieved in that in the device for preventing the formation of ice and icicles on the eaves of the roof, containing a heater located along the lower part of the roof, according to a utility model, a film electric heater is used as a heater, which is located on the inside of the eaves of the roof.

Кроме того, устройство дополнительно содержит изоляционное покрытие, расположенное с внешней стороны пленочного электронагревателя.In addition, the device further comprises an insulating coating located on the outside of the film electric heater.

При этом, пленочные электронагреватели снабжены заземляющим контуром и устройством защитных отключений.At the same time, film electric heaters are equipped with a grounding circuit and protective shutdown devices.

А регулировка диапазона работы системы осуществляется как автоматически, так и вручную.And the adjustment of the range of the system is carried out both automatically and manually.

Пленочный электронагреватель при этом размещают на расстоянии от 50 мм от края крыши.The film electric heater is placed at a distance of 50 mm from the edge of the roof.

Использование в качестве нагревателя пленочного электронагревателя позволяет значительно расширить применение заявленной системы. Это обеспечивается за счет того, что пленочные электронагреватели за счет неограниченной гибкости можно применять на всех типах покрытий кровли, включая плоские, ребристые и волнообразные и др.The use of a film electric heater as a heater can significantly expand the application of the claimed system. This is due to the fact that film electric heaters due to unlimited flexibility can be used on all types of roof coverings, including flat, ribbed and wave-like, etc.

При этом, именно неограниченная гибкость позволяет значительно упростить и его крепление на карнизном свесе крыши.At the same time, it is unlimited flexibility that can significantly simplify its mounting on the eaves overhang.

Размещение пленочного электронагревателя с внутренней стороны карнизного свеса крыши еще в большей степени улучшает условия эксплуатации заявленного устройства. Это обеспечивается за счет того, что такое расположение нагревателя исключает его прямой контакт со снегом и дождевой водой и, как следствие, полностью исключает любую вероятность отрыва заявленного устройства снегом, дождем или ветром. Отсутствие контакта со снегом и водой повышает и электробезопасность заявленного устройства.Placing a film electric heater on the inside of the eaves overhang of the roof further improves the operating conditions of the claimed device. This is due to the fact that this arrangement of the heater eliminates its direct contact with snow and rain water and, as a result, completely eliminates any possibility of the claimed device coming off by snow, rain or wind. The lack of contact with snow and water increases the electrical safety of the claimed device.

Заявленное расположение пленочного электронагревателя и наличие в устройстве дополнительного изоляционного слоя способствует значительному снижению энергопотребления. Это обеспечивается за счет того, что расположение пленочного электронагревателя с внутренней стороны карнизного свеса крыши и дополнительное наличие изоляционного слоя практически исключают распределение тепловой энергии наружу, и практически полностью направляют его на обогрев карнизного отвеса крыши.The claimed location of the film electric heater and the presence in the device of an additional insulating layer contributes to a significant reduction in energy consumption. This is due to the fact that the location of the film electric heater on the inner side of the eaves overhang of the roof and the additional presence of the insulating layer practically eliminate the distribution of thermal energy to the outside, and almost completely direct it to the heating of the eaves overhang.

Снабжение пленочного электронагревателя заземляющим контуром и устройством защитных отключений еще в большей степени способствует улучшению условий эксплуатации заявленного устройства. Это обеспечивается за счет значительного повышения электробезопасности заявленного устройства. Так, в случае случайного пробоя изоляции и коротком замыкании резистивного элемента на излучающий элемент или в случае любого случайного или не случайного повреждения изделия с оголением токоведущего элемента нагревателя, при попадания ни него воды, сопряженные с электронагревателем элементы строения (стена, отмосток и т.д.), откажутся под напряжением, что может привести к поражению током. Заземляющий контур в этом случае отводит ток в землю, а устройство защитного отключения (УЗО) обнаруживая данную утечку, даже незначительную, срабатывает в этом случае и отключает неисправный участок электронагревателя.The supply of a film electric heater with a grounding circuit and protective shutdown devices even more contributes to the improvement of the operating conditions of the claimed device. This is due to a significant increase in electrical safety of the claimed device. So, in the case of accidental breakdown of insulation and a short circuit of the resistive element to the radiating element or in the case of any accidental or non-accidental damage to the product with exposure of the current-carrying element of the heater, if water doesn’t get into it, the structural elements associated with the heater (wall, blind area, etc. .), refuse under voltage, which can lead to electric shock. The grounding circuit in this case diverts current to the ground, and the residual current device (RCD), detecting this leakage, even a small one, works in this case and turns off the faulty section of the electric heater.

Наличие возможности осуществления регулировки диапазона работы системы как автоматически, так и вручную еще в большей степени способствует улучшению эксплуатации заявленного устройства, поскольку расширяет его возможности с точки зрения использования в зависимости от ситуации того или иного варианта регулирования.The possibility of adjusting the range of the system both automatically and manually contributes even more to the improvement of the operation of the claimed device, since it expands its capabilities in terms of using, depending on the situation, one or another regulation option.

Размещение пленочного электронагревателя с внутренней стороны карнизного свеса крыши и на расстоянии от 50 мм от края карнизного свеса крыши еще в большей степени способствует улучшению условий эксплуатации заявляемого устройства и повышению его надежности его эксплуатации. Это объясняется тем, что расположение пленочного электронагревателя на заявленном расстоянии от края карнизного свеса крыши полностью исключает попадание на него влаги или разрушение его льдомPlacing a film electric heater on the inside of the eaves overhang of the roof and at a distance of 50 mm from the edge of the eaves overhang even more helps to improve the operating conditions of the inventive device and increase its reliability. This is because the location of the film electric heater at a stated distance from the edge of the eaves overhang completely eliminates the ingress of moisture on it or its destruction by ice

Заявленное устройство представлено на чертежах.The claimed device is presented in the drawings.

На фиг.1 - изображена принципиальная схема расположения заявленного устройства: а) с гладким профилем полотна кровли; б) с неплоским (волнообразным) профилем полотна кровли; на фиг.2 - варианты крепления пленочного электронагревателя.Figure 1 - shows a schematic diagram of the location of the claimed device: a) with a smooth profile of the roof sheet; b) with a non-planar (wavy) profile of the roof sheet; figure 2 - mounting options for a film electric heater.

Устройство для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, в частности, не оборудованной сливной системой, содержит пленочный электронагреватель 1, расположенный с внутренней стороны карнизного свеса 2 крыши 3 вдоль края карнизного свеса 2 крыши 3 в местах образования сосулек. Пленочный электронагреватель 1 размещают на расстоянии по меньшей мере 50 мм от края карнизного свеса 2 крыши 3.A device for preventing the formation of frost and icicles on the eaves overhang of the roof, in particular, not equipped with a drainage system, includes a film heater 1 located on the inside of the eaves overhang 2 of the roof 3 along the edge of the eaves overhang 2 of the roof 3 in the places where icicles form. The film electric heater 1 is placed at a distance of at least 50 mm from the edge of the eaves overhang 2 of the roof 3.

Устройство может содержать дополнительный изоляционный слой 4, расположенный с внешней стороны пленочного электронагревателя 1.The device may contain an additional insulating layer 4 located on the outside of the film electric heater 1.

В заявленном устройстве могут использоваться все типы конструкций известных пленочных электронагревателей: с резистивными излучающими элементами меандровой формы: в виде параллельных полос, соединенных последовательно путем их Г-образного загиба в сторону следующей полосы поочередно с одной и другой стороны; в виде параллельных полос, выполненных из непрерывной ленты; в виде параллельных полос, с дополнительными полосками (перемычками) из того же материала, наложенными поочередно с той и другой стороны нагревателя поперек их по краям параллельных полос и соединенных точечной сваркой с параллельными полосами и др. Форма расположения резистивного элемента также может быть различной: волнообразной, зигзагообразной и т.п.The claimed device can use all types of structures of known film electric heaters: with resistive radiating elements of a meander shape: in the form of parallel strips connected in series by their L-shaped bend towards the next strip alternately from one and the other side; in the form of parallel strips made of continuous tape; in the form of parallel strips, with additional strips (jumpers) of the same material, alternately superimposed on both sides of the heater across the edges of the parallel strips and connected by spot welding with parallel strips, etc. The shape of the resistive element can also be different: wavy zigzag and the like

В целом, система помимо пленочного электронагревателя содержит щит управления, терморегуляторы, и распределительно-информационная сеть, обеспечивающая питанием нагревательные элементы и подводящая к щиту управления сигналы от всех установленных датчиков системы.In general, the system, in addition to the film electric heater, contains a control panel, temperature controllers, and a distribution and information network that provides power to the heating elements and brings signals from all installed sensors of the system to the control panel.

Возможны различные известные и не известные на сегодня варианты крепления пленочного электронагревателя 1. Например, крепление пленочного электронагревателя 1 возможно с помощью различных конструкций хомутов 5. Некоторые из возможных вариантов крепления пленочного электронагревателя 1 приведены на фиг.2. Пленочный электронагреватель 1 может быть закреплен как непосредственно на кровельном полотне с внутренней стороны карнизного свеса 2 крыши 3, так и на дополнительной подложке (щите) (не изображен), например из дерева, которую затем закрепляют с внутренней стороны кровельного полотна карнизного свеса 2 крыши 3. При таком варианте крепления пленочный электронагреватель сначала степлером прикрепляют к подложке (щиту), при этом скобки степлера располагают в промежутках между резистивными элементами. А затем подложку крепят с внутренней стороны карнизного свеса 2 крыши 3.There are various known and currently unknown options for mounting a film heater 1. For example, mounting a film heater 1 is possible using various designs of clamps 5. Some of the possible options for mounting a film heater 1 are shown in Fig.2. The film electric heater 1 can be mounted directly on the roofing sheet from the inside of the eaves 2 of the roof 3, and on an additional substrate (shield) (not shown), for example of wood, which is then fixed from the inside of the roofing sheets of the eaves 2 of the roof 3 With this mounting option, the film electric heater is first attached with a stapler to the substrate (shield), while the stapler brackets are placed between the resistive elements. And then the substrate is fixed on the inside of the eaves overhang 2 of the roof 3.

В другом варианте, деревянную подложку (щит) сначала крепят с внутренней стороны кровельного полотна карнизного свеса 2, а затем на него крепят степлером пленочный электронагреватель 1.In another embodiment, a wooden substrate (shield) is first mounted on the inside of the roofing sheet of the eaves 2, and then a film heater 1 is mounted on it with a stapler.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

На размещенный пленочный нагреватель 1 подается напряжение, после чего поверхность нагревателя 1 достигает температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на 20-50°С. Далее тепло контактным и лучистым способом переедается кровельному покрытию крыши 3 и под воздействием температуры снег начинает таять и нагретый край кровли - карнизный свес 2 крыши 3 препятствует формированию сосулек. Для достижения наибольшего эффекта необходимо включать нагреватели в диапазоне температур -5С до+5С. Данная система применима для кровли не оборудованной сливными системами.A voltage is applied to the placed film heater 1, after which the surface of the heater 1 reaches a temperature higher than the ambient temperature by 20-50 ° C. Further, the contact and radiant heat eats up the roof covering of the roof 3 and under the influence of temperature the snow begins to melt and the heated edge of the roof - the eaves overhang 2 of the roof 3 prevents the formation of icicles. To achieve the greatest effect, it is necessary to turn on the heaters in the temperature range -5C to + 5C. This system is applicable for roofs not equipped with drain systems.

Claims

1. Device for preventing the formation of frost and icicles on the eaves of the roof, containing a heater located along the lower part of the roof, characterized in that the heater uses a film electric heater, which is located on the inside of the eaves of the roof.

2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises an insulating coating located on the outside of the film electric heater.

3. The device according to claim 1, characterized in that the film heaters are equipped with a grounding circuit and a protective shutdown device.

4. The device according to claim 1, characterized in that the adjustment of the range of the system is carried out both automatically and manually.

5. The device according to claim 1, characterized in that the film electric heater is placed at a distance of 50 mm from the edge of the roof.