RU156635U1 - Универсальная теплораспределительная панель устройства обогрева - Google Patents

Abstract

1. Теплораспределительная панель устройства обогрева, содержащая уплощенное основание, выполненное из полимерного материала с низкой теплопроводностью, одна из сторон которого снабжена пазами для установки греющих элементов контура обогрева, и теплораспределительное покрытие, размещенное на основании со стороны, снабженной пазами, отличающаяся тем, что основание и теплораспределительное покрытие неразъемно соединены между собой адгезионным соединением с образованием многослойной в вертикальном направлении структуры панели, где основание содержит комбинированное сочетание пазов с прямыми и дугообразно изогнутыми участками, каналы которых связаны между собой с образованием непрерывного контура, причем, по меньшей мере, один паз выполнен открытым с двух торцевых сторон основания, а теплораспределительное покрытие выполнено из материала с высокой теплопроводностью и содержит вдоль прямых участков паза профилированные продольные гофры, выступ каждого из которых является ответной частью соответствующего паза основания, неразъемно с ним соединенным адгезионным соединением, с формированием канала паза панели с теплораспределительным покрытием, при этом плоская поверхность теплораспределительного покрытия над участками паза основания с дугообразно изогнутым каналом снабжена перфорацией вдоль средней линии контура паза и поперечными к ней насечками с обеспечением возможности формирования по линии разрыва перфорации и насечек лепестков теплораспределительного покрытия и их отгиба внутрь полости канала паза.2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что основание выполнено из вспененного пенополисти�

Description

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ТЕПЛОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ УСТРОЙСТВА ОБОГРЕВА

Описание полезной модели

Назначение и область применения

Полезная модель относится к области отопления помещений, в частности, к обогреваемым полам, и может быть использована для поддержания температурного режима, как в жилых, так и нежилых помещениях любого назначения.

Предшествующий уровень техники.

Известно, раскрытое в публикации патента ЕР 360889, решение нагревательного элемента в виде панели, снабженной расположенными параллельно каналами, в которых размещают нагревательный кабель. Устройство также содержит дополнительные полусферические модули, которые располагают между заходами в каналы с двух противоположных сторон панели, образующие скругленные поверхности, к которым плотно прилегает кабель при формировании петель, когда его выводят из одного канала и вводят в соседний канал, для предотвращения перегибов или переломов кабеля. Однако данная конструкция сложна в ее практическом применении, не может быть использована в качестве чернового пола, а также не обеспечивает равномерное поддержание температурного режима по всей поверхности покрытия, образуемого панелями.

Из публикации CN103422650 известно также решение, раскрывающее способ изготовления и конструкцию панелей обогрева (по типу сэндвич-панели), покрытых теплопроводным материалом (тканью) и состоящих из модулей с параллельным расположением прямых и поворотных пазов (канавок) округлой или прямоугольной формы. Для отбора тепла от греющих элементов контура обогрева: труб и/или электрического кабеля, и последующей передачей тепла теплопроводному материалу модуля в конструкции использованы вкладыши виде узких пластин из алюминия или оцинкованного металла толщиной 0,2 - 0,5 мм с U-образным профилем, прямые (для прямых участков), и поворотные (вкладываются на поворотах торцевых панелей). К числу недостатков указанной конструкции следует отнести необходимость иметь широкую линейку теплопроводных вкладышей, поперечный профиль каждого из которых будет соответствовать диаметру используемого в конструкции греющего элемента трубопровода, имеющих существенный разброс значений в зависимости от изготовителя и/или планируемого режима эксплуатации устройства обогрева. Кроме того, данная конструкция обладает невысокой эффективностью вследствие неравномерности теплового распределения между чистовым покрытием над и между контуром обогрева, что связанно с разными характеристиками теплопроводности материала вкладыша и панели. Конструкция сложна в сборке, т.к. требует осуществления дополнительных операций по сборке на месте установке всех слоев покрытия устройства обогрева, а при подгонке типоразмера панелей под размеры отапливаемого помещения, вследствие используемых материалов для изготовления вкладыша и панелей возрастает риск коробления материала, как собственного самого покрытия устройства обогрева, так и конструкций чистового покрытия, располагаемого поверх. Используемый шаблон канавок не позволяет менять схему укладки греющих элементов контура обогрева, что сужает возможности применения данного решения на практике.

Известно также решение для водяных теплых полов с подогревом фирмы Thermotech (Термотех), Швеция и/или сходное с ним решение, раскрытое в публикации патента DE19755856, содержащее уплощенное основание, выполненное из полимерного материала с низкой теплопроводностью, одна из сторон которого, снабжена пазами для установки греющих элементов контура обогрева, и теплораспределительное покрытие, размещенное на основании со стороны снабженной пазами, в котором для отбора и распределения тепла используются алюминиевые пластины со специальными выступами омега-образного профиля, установленные на основании панели обогрева, выполненной из пенопласта и снабженного линейными или дугообразными пазами омего-образного профиля для размещения в них соответствующих выступов алюминиевых пластин и установки в пазах греющих элементов контура обогрева, в частности труб обогрева. Данное решение по совокупности существенных признаков выбрано в качестве прототипа заявленного решения. Однако, данная конструкция обладает целым рядом конструктивных и эксплуатационных недостатков, в том числе, ранее указанных для конструкции, раскрытой в CN103422650. В частности, омега-образный профиль, необходимый для плотного прилегания теплопроводного материала к греющим элементам контура обогрева и фиксации их положения в теплораспределительных элементах, сложен в изготовлении и требует наличия специализированного оборудования для его выполнения. При этом, для выполнения алюминиевых пластин с выступами омега-образного профиля требуется применение специальных сплавов, которые одновременно обладают хорошей теплопроводностью, жесткостью и пружинящими свойствами, что в свою очередь приводит к существенному удорожанию технологического процесса и трудностям для массового производства. Как и в случае CN103422650 пластины определенного профиля подходят только для греющих элементов конкретного сечения и не могут использоваться при выборе греющих элементов иного типоразмера, что требует выпуска панелей с заготовками профилей разного сечения, сужая тем самым возможности быстрой адаптации имеющихся панелей обогрева под типоразмер греющих элементов контура обогрева. В виду жесткости применяемого для производства пластин материала панели обогрева данного решения не содержат поворотных пластин с теплопроводным слоем для греющих элементов, например, труб, диаметром более 10 мм, т.к. это связано с трудностями формования паза в алюминиевых сплавах из-за его деформации. Таким образом, около 10-15% греющей панели не имеет эффективной поверхности отбора, распределения и передачи тепла чистовому покрытию. Кроме того, элементы устройства обогрева представляют собой раздельные компоненты, которые при укладке влекут за собой выполнение работ в несколько этапов: сначала укладываются и прирезаются под размер пластины пенопластового основания, затем укладываются и прирезаются теплораспределительные пластины. Это приводит к увеличению сроков монтажа, а также перерасходу дорогостоящих материалов (теплораспределительных пластин), если при их непосредственной укладке выяснится, что ошибка была допущена на первом этапе. При этом теплораспрделительные пластины снабжены дополнительными продольными и поперечными линиями ослабленной прочности и/или прорезями, которые снижают эффективность теплообмена и равномерность теплораспределения конструкции в целом.

Сущность полезной модели.

Технической задачей заявленной полезной модели является предложение простой, универсальной конструкции теплораспределительной панели (панели обогрева) для поддержания равномерной температуры поверхности обогрева, применимой при любой схеме укладки греющих элементов контура обогрева, в которой могут быть устранены вышеуказанные недостатки известных технических решений, в том числе, обеспечена простая конструкция каналов пазов обеспечивающая надежную фиксацию греющих элементов контура обогрева, а также возможность укладки чистового покрытия непосредственно на панели обогрева.

Технический результат достигаемый заявленной полезной моделью заключается в повышении эксплуатационных качеств конструкции панели обогрева, в частности, повышении эффективности свойств теплоотдачи и равномерности теплораспределения по всей поверхности обогрева, в сочетании с упрощением монтажа панелей по месту установки устройства обогрева и снижением временных затрат на монтаж покрытия обогрева и прокладку греющих элементов контура обогрева в каналы паза панели с надежной фиксацией последних в полости паза, обеспечиваемых за счет нижеуказанных конструктивных особенностей заявленного решения полезной модели. При этом, применяемые в конструкции панели материалы обеспечивают легкость и доступность их обработки по месту установки панели без использования сложного технологического оборудования, расширяя возможности монтажа панелей при снижении производственных затрат.

Заявленный технический результат достигается тем, что используют теплораспределительную панель устройства обогрева, содержащую уплощенное основание, выполненное из полимерного материала с низкой теплопроводностью, одна из сторон которого, снабжена пазами для установки греющих элементов контура обогрева, и теплораспределительное покрытие, размещенное на основании, со стороны снабженной пазами, отличающуюся от прототипа тем, что основание и теплораспределительное покрытие неразъемно соединены между собой адгезионным соединением, по меньшей мере, по плоским поверхностям смежных сторон, с образованием многослойной в вертикальном направлении структуры панели, где основание содержит комбинированное сочетание пазов с прямыми и дугообразно изогнутыми участками, каналы которых связаны между собой с образованием непрерывного контура, причем, по меньшей мере, один паз выполнен открытым с двух торцевых сторон основания, а теплораспределительное покрытие выполнено из материала с высокой теплопроводностью и содержит вдоль прямых участков паза профилированные продольные гофры, выступ каждого из которых является ответной частью соответствующего паза основания, неразъемно с ним соединенной адгезионным соединением, с формированием канала паза панели с теплораспределительным покрытием, при этом плоская поверхность теплораспределительного покрытия над участками паза основания с дугообразно изогнутым каналом снабжена перфорацией вдоль средней линии контура паза и поперечными к ней, на ширину паза, насечками. Причем, перфорация с поперечными насечками выполнены с обеспечением возможности формирования по линии разрыва перфорации и насечек лепестков теплораспределительного покрытия и их отгиба внутрь полости канала паза с формированием канала паза панели с теплораспределительным покрытием и плотным прилеганием лепестков к смежным поверхностям стеновых элементов канала и греющего элемента при установке последнего в полость канала паза согласно выбранной схеме укладки

Основание панели предпочтительно выполнено из вспененного пенополистирола, предпочтительно, экструдированного, плотностью не ниже 31 кг/м³ и не выше 35 кг/м³, а теплораспределительное покрытие - из алюминиевой фольги или меди. При этом, предпочтительно, выполнение адгезионного соединения теплораспределительного покрытия с основанием посредством клеевого соединения с теплостойкостью не ниже +55ºС.

Согласно одному из возможных вариантов осуществления заявленного решения полезной модели каналы каждого паза основания выполнены с поперечным сечением трапециевидной формы с сужением кверху, к устью паза. При этом, предпочтительно ширина устья поперечного сечения канала паза панели с теплораспрделительным покрытием выполнена достаточной для прохода с усилием греющего элемента, но не менее 0,9 максимальной ширины его поперечного сечения, а ширина нижнего основания поперечного сечения канала паза панели с теплораспределительным покрытием сопоставима с максимальной шириной поперечного сечения греющего элемента, при этом высота поперечного сечения канала паза панели с теплораспределительным покрытием превышает максимальное значение высоты поперечного сечения греющего элемента не менее чем на 10%.

В одном из возможных вариантов осуществления контур каналов пазов основания включает, по меньшей мере, два прямых участка с каналами, расположенными параллельно, и, по меньшей мере, один поворотный участок паза с дугообразно изогнутым каналом, расположенный между каналами прямых участков и соединенный с ними с формированием общего контура паза. При этом в другом варианте осуществления, контур каналов пазов основания может содержать два зеркально расположенных поворотных участка с дугообразно изогнутым каналом, размещенных между каналами прямых участков и соединенных с ними с формированием общего контура паза. В еще одном варианте осуществления полезной модели, контур каналов пазов основания может дополнительно содержать, по меньшей мере, два открытых с торцевой стороны основания осесимметричных боковых фигурных паза с каналами в форме половины дуги поворотного паза, ориентированных встречно поворотному пазу между прямыми участками, и соединенных со смежным каналом прямого участка паза, с его внешней боковой стороны.

Плоская поверхность теплопроводного покрытия над фигурными участками паза основания с дугообразно изогнутым каналом в форме половины дуги поворотного паза, также как и в случае ее выполнения над поворотным участком, частным случаем которого является и фигурный участок паза, снабжена перфорацией вдоль средней линии контура паза смежной поверхности основания и поперечными к ней, на ширину паза, насечками.

В предпочтительном варианте осуществления полезной модели радиус изгиба канала поворотных участков паза равен половине шага укладки греющего элемента, равному расстоянию между соседними каналами прямых участков пазов. причем, шаг укладки предпочтительно равен 200мм . При этом, отступы прямых и поворотных участков паза от боковых сторон основания могут быть выполнены с обеспечением возможности секционного разделения панели по оси симметрии плоскости панели, или по ортогональной к боковой стороне поверхности панели линии проходящей через точки сопряжения прямого и поворотного или фигурного участка паза. Причем, в предпочтительном варианте осуществления полезной модели, теплораспрделительное покрытие дополнительно снабжено разметкой в виде насечек, размещенных вдоль вышеуказанных линий секционного разделения панели.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 теплораспределительная панель с одним поворотным пазом: а) основание; б) панель в сборе.

Фиг. 2 - 1 теплораспределительная панель с двумя поворотными пазами: а) основание; б) панель в сборе.

Фиг. 3 - теплораспределительная панель одним повортным и двумя фигурными пазами: а )основании; б) теплораспрделеительное покрытие с формованными гофрами; в) панель в сборе.

Фиг. 4 - а) вид основания сверху на примере панели с одним поворотным и двумя фигурными пазами; б) вид сбоку вышеуказанной панели

Фиг. 5 - примеры схемы компоновки теплораспределительных панелей под схемы укладки греющих элементов контура обогрева: а) змейка; б) двойная змейка; в) улитка

Фиг. 6 - схемное представление секционного разделения панели на модули на примере панели с одним поворотным и двумя фигурными пазами: а) схемное представление панели(вид сверху) с насечками по линиям разделения; б) пример разделения вдоль продольной оси симметрии; б) пример разделения по линии ортогональной к боковой стороне поверхности панели линии, проходящей через точки сопряжения прямого и поворотного участка паза; в) пример разделения по линии ортогональной к боковой стороне поверхности панели линии, проходящей через точки сопряжения прямого и поворотного участка паза в верхней части и по продольной оси симметрии; г) пример разделения по линиям ортогональным к боковой стороне поверхности панели линии, проходящей через точки сопряжения прямого и поворотного участка паза, а также прямых и фигурных участков пазов.

Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только часть из наиболее предпочтительных вариантов осуществления полезной модели и не могут рассматриваться в качестве ограничений содержания полезной модели, которое включает и другие варианты ее осуществления.

При этом, несмотря на то, что решение полезной модели в представленных примерах осуществления рассматривается со ссылкой, главным образом, на так называемый обогреваемый пол (теплый пол), очевидно, что для поддержания в заданном режиме эксплуатации равномерно распределенной и постоянной температуры поверхности обогрева может осуществляться как нагрев, так и ее охлаждение. Таким образом, полезная модель наряду с обеспечением возможности нагрева поверхности обогрева, в равной степени применима и для обеспечения эффективного процесса теплообмена и его равномерного распределения при осуществлении охлаждения поверхности обогрева, вне зависимости от применяемой среды, поддерживающей равномерную температуру. В соответствии с этим под контуром обогрева, включающим греющие элементы, в контексте заявленной полезной модели подразумеваются контуры обеспечивающие поддержание постоянной температуры в заданном режиме эксплуатации, в качестве которых могут быть использованы контуры греющих элементов, одинаково пригодные для нагревающей и охлаждающей среды.

Осуществимость полезной модели.

Как следует из чертежей, представленных на фиг. 1-3 теплораспределительная панель состоит из основания 1, снабженного пазами 2 для укладки греющих элементов контура обогрева, и теплораспределительного покрытия 3, неразъемно соединенного с основанием 1 посредством адгезионного соединения (на чертежах не показано), по меньшей мере, по плоским поверхностям смежных сторон, с образованием многослойной структуры панели в вертикальном направлении, сочетающей в себе слой теплоизоляции, препятствующий потерям тепла вниз, в качестве которого используется основание 1, и теплопроводящий слой на основе теплораспределительного покрытия 3, обеспечивающего при использовании панели обогрева в устройстве обогрева, отбор тепла от греющих элементов контура обогрева, его равномерное распределение под поверхностью чистового покрытия и эффективный теплообмен между смежными поверхностями теплораспрделительной панели и чистового покрытия.

Основание 1 содержит комбинированное сочетание открытых сверху пазов 2 разной конфигурации, каналы которых связаны между собой с образованием непрерывного контура. В рассматриваемом примере осуществления полезной модели, представленных на фиг.1-3, непрерывный контур пазов, в частности, включает прямые 4 участки паза с каналами открытыми с оппозитно расположенных торцевых сторон основания, и поворотный 5 участок, в виде паза с дугообразно изогнутым каналом, соединенный с каналами смежных прямых участков. Формирование общего контура паза, включающего участки паза с каналами разной конфигурации(прямые и дугообразно изогнутые) обеспечивает возможность непрерывной прокладки греющих элементов по выбранной схеме укладки контура обогрева вдоль контура пазов, упрощая процесс монтажа контура обогрева и время на его осуществления, а также расширяя возможности применения в процессе монтажа любых схем укладки контура обогрева благодаря универсальности контура пазов.

Как следует из чертежей на фиг.1, контур каналов пазов основания, согласно рассматриваемому примеру осуществления, может включать, например, два прямых 4 участка с каналами, расположенными параллельно, и, по меньшей мере, один поворотный 5 участок паза с дугообразно изогнутым каналом, расположенный между каналами прямых участков и соединенный с ними с формированием общего контура паза. При этом, на фиг. 2 представлен еще один вариант комбинированного сочетания пазов основания разной конфигурации согласно полезной модели, в котором между каналами прямых участков пазов размещены два зеркально расположенных поворотных участка с дугообразно изогнутыми каналами, каждый из которых, в свою очередь, соединен с каналами смежных прямых участков, с формированием общего контура паза. Очевидно, что согласно заявленной полезной модели, зеркально расположенные поворотные пазы могут располагаться в шахматном порядке, что позволяет унифицировать панель обогрева и при ее практическом применении.

Аналогичным образом, основание может дополнительно содержать, по меньшей мере, два боковых фигурных 6 паза симметрично расположенных относительно вертикальной оси симметрии с каналами в форме половины дуги поворотного паза, ориентированных встречно поворотному пазу между прямыми участками и прилегающих к оппозитно расположенным боковым сторонам основания панели. При этом, фигурные 6 пазы соединены со смежным каналом прямого 4 участка паза с его внешней боковой стороны. Так как по своей конфигурации фигурный 6 паз представляет собой половину поворотного 5 паза, а также, принимая во внимание, что каналы каждого фигурного 6 паза выполнены открытыми со стороны торцевой поверхности основания, при соединении между собой панелей обогрева по месту их применения, обеспечивается возможность формирования единого и непрерывного контура паза для укладки греющего элемента стыковкой открытых с любой из торцевых стороны панели каналов как прямых, так и поворотных, а также фигурных участков пазов и в их сочетании.

Вместе с тем, указанная выше возможность совмещения каналов прямых, поворотных и фигурных участков с образованием непрерывного единого контура паза при монтаже теплораспрделительных панелей по месту их применения, обеспечивается также выбором шага укладки греющих элементов и радиуса изгиба канала поворотного участка, который, согласно заявленной полезной модели, равен половине шага укладки вне зависимости от выбора размера последнего. При этом, под шагом укладки в конструкции теплораспределительной панели понимают расстояние между соседними каналами, например, расстояние между продольными средними линями параллельных прямых участков пазов (фиг.1-3).

Как было экспериментально установлено, оптимальным, с точки зрения обеспечения баланса передачи требуемой мощности теплоотдачи и достижением требуемого температурного режима, для панелей обогрева, например, типоразмера 600х400мм, является шаг укладки равный 200мм. Однако, данный шаг укладки применим, без потери качества, и к панелями других типоразмеров, используемых в практике монтажа устройств обогрева на основе теплораспределительных панелей.

Универсальность конструкции теплораспределительной панели, согласно заявленной полезной модели, заключается также в возможности ее секционного разделения на модули вдоль оси симметрии, а также по ортогональной к боковой стороне поверхности панели линии проходящей через точки сопряжения прямого и поворотного участка паза, прямого и фигурного участка паза. Для удобства секционного разделения панели на модули, теплораспределительное покрытие снабжено, нанесенными перфорацией, насечками 7, выполненными в направлении линий секционного разделения и определяющих местоположение опорных точек, через которые данные линии проходят. Примеры возможного секционного разделения панели обогрева, согласно полезной модели, представлены на фиг. 6, где контуры пазов основания обозначены для наглядности и понимания конфигурации пазов модулей. Указанные модули, всегда стыкуются друг с другом и теплораспределительной панелью вне зависимости от их пространственной ориентации и конфигурации (прямой, поворотный(изгибный), фигурный) стыкуемых смежных каналов пазов, что способствует повышению эффективности и равномерности теплораспределения по всей поверхности обогрева, сформированной указанными панелями и модулями при их монтаже согласно выбранной схеме укладки греющего элемента контура обогрева(фиг.5), обеспечивающей наиболее оптимальные характеристики теплообмена исходя из условий эксплуатации устройства обогрева, а также способствует существенному сокращению производственных и временных затрат на изготовление модулей с требуемой конфигурацией каналов пазов для установки контура обогрева и монтаж устройства обогрева на их основе, недостижимых при использовании панелей обогрева известных из предшествующего уровня техники.

Отступы каналов прямых, а также поворотных и фигурных участков пазов от боковых стороны поверхности основания, согласно полезной модели, в рассматриваемом примере осуществления, также выполнены с учетом обеспечения возможности секционного разделения панели на модули вдоль вышеуказанных линий, что позволяет унифицировать конструкцию панели согласованием расположения конструктивных элементов и типоразмера панели с вышеуказанным шагом укладки греющих элементов.

Представленные на фиг. 5 возможные варианты сочетания пазов разной конфигурации, основанных на сочетании прямых и поворотных участков паза, в том числе, фигурных участков, представляющих собой половину дуги поворотного паза, не являются исчерпывающими, но, при этом, характеризуют одно и тоже конструктивное решение соответствующее заявленной полезной модели.

Согласно заявленной полезной модели, теплораспределительное покрытие 3, посредством адгезионного соединения, например, клеевого, неразъемно соединено с основанием 1 панели по всей поверхности смежных сторон и содержит вдоль канала прямых 4 участков паза, сопряженные с плоской поверхностью 8 покрытия, профилированные продольные гофры 9, в частности, U-образного профиля, в виде вогнутых канавок. Выступ 10 каждого гофра 9 является ответной частью соответствующего паза 4 основания, неразъемно с ним соединенной адгезионным соединенным с формированием канала паза панели с теплораспределительным покрытием. Наличие профилированного гофра обеспечивает формирование многослойной структуры панели в области канала прямого участка паза. При этом, плотное прилегание теплораспределительного покрытия, как к стеновым элементам паза, так и к греющим элементам контура обогрева, прокладываемым в канале, при непосредственном использовании панели обогрева в устройстве обогрева, способствует повышению эффективности нагрева всей поверхности теплораспределительного покрытия 3, за счет сокращения времени нагрева, а также повышения эффективности теплоотдачи и равномерности теплораспределения по всей поверхности покрытия 3.

Как следует из чертежей, представленных на фиг. 1-3, теплораспределительное покрытие 3 над дугообразно изогнутыми: поворотным 5 и фигурным 6, участками паза выполнено в виде плоской поверхности 8 снабженной перфорацией 11 вдоль средней линии контура паза основания и поперечными 12 к ней насечками на ширину паза, которая в случае использования поворотного или фигурного участка паза прорывается и плотно прилегает к греющему элементу, а в случае неиспользования указанных участков при укладке греющих элементов в устройстве обогрева, сохраняет целостность теплораспределяющей поверхности.

Разрыв перфорации 11 теплораспределительного покрытия при укладке греющих элементов в канал выбранных поворотных и фигурных участков паза осуществляется с одновременным формированием двух крыльев (на чертежах не показаны) по боковым сторонам канала: от линии, закрепленной адгезионным соединением по краю канала паза плоской поверхности покрытия до линии его разрыва по линии перфорации. При этом сформированные таким образом крылья выполнены с возможностью их отгиба в полость паза. Поперечные 12 насечки в свою очередь, служат для разбивки сформированных крыльев на отдельные лепестки (на чертежах не показаны), обеспечивающие их плотное прилегание к стеновым элементам канала поворотного участка паза. Разделение крыльев теплопроводного покрытия, сформированных по линии перфорации на лепестки, в свою очередь сформированные разрывами крыльев по линии поперечных насечек, позволяет устранить проблемы с деформацией теплораспределительного покрытия при его размещении в дугообразно изогнутом канале поворотного участка паза, обеспечивая плотное прилегание покрытия к плоским стенкам канала, достигая тем самым повышения эффективности теплопередачи и равномерности теплораспределения. При этом, лепестки теплораспределительного покрытия после разрыва по линии перфорации и поперечных насечек по вогнутому контуру (внешнему радиусу) канала поворотного участка паза накладываются друг на друга без деформации, выпячивания или смятия материала, а по выгнутому контуру (внутреннему радиусу) канала поворотного участка паза лепестки позволяют «разойтись» фрагментам материала покрытия, без его деформации и с обеспечением возможности максимального покрытия поверхности стенового элемента. Таким образом, применение в конструкции теплораспределительного покрытия панели обогрева перфорации вдоль срединной линии канала паза поворотного и фигурного участков и поперечных насечек к ней позволяет обеспечить возможность формирования по линии их разрыва лепестков теплораспределительного покрытия и их отгиба внутрь полости канала паза с плотным прилеганием, как к смежным поверхностям стеновых элементов канала, так и смежной внешней поверхности греющего элемента при установке последнего в полость канала паза согласно выбранной схеме укладки, что обеспечивает формирование многослойной структуры панели в области канала поворотного и фигурного участка паза и повышает эффективность нагрева всей поверхности теплораспределительного покрытия панели обогрева, а также эффективность теплоотдачи и равномерность теплораспределения по всей поверхности обогрева панели.

Повышение эффективность теплообмена всей конструкции обеспечивается тем, что в соответствии с заявленным решением полезной модели теплораспределительное покрытие охватывает не только плоские участки поверхности и прямые участки пазов, но и изгибные участки, включающие каналы поворотных и фигурных участков пазов, составляющих для большинства помещений около 10-15% обогреваемой поверхности. При этом, за счет вышеуказанного исключения из конструкции теплораспределительной панели, согласно заявленной полезной модели, возможности формирования типичных для известных из предшествующего уровня техники конструкций зон с малым тепловым напором в области поворотного и фигурного участка, существенно повышается равномерность распределения температуры по всей обогреваемой поверхности и возможность поддержания требуемой температуры нагрева постоянной в течение длительного времени при меньших энергозатратах.

Одним из важнейших конструктивным элементом теплораспределительной панели, согласно заявленной полезной модели, является слой теплоизоляции, т.к. при термическом сопротивлении теплоизоляционного слоя ниже теплового напора верхнего теплораспределительного слоя, тепло панели будет направлено не в помещение, а вниз и в стороны. Для исключения вышеуказанной ситуации, основание 1 теплораспределительной панели, согласно полезной модели, выполнено из полимерного материала с низкой теплопроводностью, что обеспечивает теплоизоляцию конструкции, предотвращая теплообмен с конструкциями, располагаемыми за основанием или ниже его, при использования панелей в составе устройства обогрева, например, обогрева пола. В частности, основание теплораспределительного элемента может быть выполнено из вспененного пенополистирола (предпочтительно экструдированного) высокой, выше 25 кг/м^3, плотности, являющегося доступным материалом массового производства. Пенополистирол является хорошим теплоизолятором, удобен и прост в обработке, но при этом прочен и выдерживает высокие распределенные нагрузки, что является существенным при использовании теплораспределительных панелей в устройствах обогрева, например, обгрева пола.

Выбор плотности материала основания определяется, с одной стороны тепловым сопротивлением материала (чем меньше плотность, тем выше теплоизоляция), а с другой, механическими свойствами материала, характеризующими его прочностные и деформационные свойства и оказывающими влияние на фиксацию в канале паза греющего элемента теплоносителя. Как известно, чем выше плотность материала, тем выше сила возврата материала в исходное состояние после его сжатия.

Согласно заявленному решению полезной модели, каналы прямых, поворотных и фигурных участков пазов основания, предпочтительно выполняют с профильным сечением 13 в виде трапеции с сужением кверху, к устью 14 паза (фиг4а) и б)). При этом, ширина устья 14 (открытого основания) поперечного сечения канала паза панели с теплораспределительным покрытием выбирается из условия достаточности для прохода с усилием внутрь канала греющего элемента, например, трубы (кабеля и т.п.), но не менее 0,9 максимальной ширины его поперечного сечения, что обусловлено требованием к предотвращению риска деформации или нарушения целостности оболочки греющего элемента при его монтаже в канала паза панели. Ширина нижнего 15 (закрытого) основания поперечного сечения канала паза панели с теплораспределительным покрытием сопоставима, предпочтительно, равна максимальной ширине поперечного сечения греющего элемента применяемого греющего элемента, например, трубы (кабеля и т.п.), что обусловлено требованием исключения возможности формирования воздушных прослоек между греющим элементом и теплораспределительным покрытием существенно снижающих эффективность панели обогрева. Высота поперечного сечения канала паза панели с теплораспределительным покрытием превышает максимальное значение высоты поперечного сечения греющего элемента не менее чем на 10%. При этом, в случае применения греющего элемента круглого поперечного сечения, очевидным образом, максимальная ширина поперечного сечения, так же как и его высота определяются его диаметром.

При установке греющего элемента в полость канала вышеуказанной зауженной кверху трапециевидной формы, греющий элемент продавливается с усилием вглубь канала, распирая стенки канала и оказывая тем самым сжимающее давление на материал основания, выполненный, например, как было указано выше, из экструдированного пенополистирола. По мере прохождения греющего элемента вглубь канала, пенопласт восстанавливает свою форму и плотно прижимает материал теплораспределительного покрытия к поверхности греющего элемента. При этом, материал основания (пенополистирол) в пространстве канала над греющим элементом обдавливает его, как бы запирая трубу «замком» по типу клипсы. Одновременно с прижимом теплопроводного покрытия к поверхности греющего элемента обеспечивается плотный прижим поверхности теплораспределительного покрытия и к стеновым элементам канала паза, исключая тем самым образование воздушных прослоек между ними. При недостаточной, ниже 25 кг/м³, или избыточной плотности материала основания возрастает риск деформации греющего элемента, вплоть до разрушения его целостности, или снижение эффективности охвата греющего элемента «замком», образуемым зауженным кверху каналом паза. Натурные испытания показали, что при выполнении основания из экструдированного пенополистирола плотностью 25 кг/м³ «замок» не обеспечивает надежного охвата трубы. Экспериментальным путем было определена оптимальная плотность материала основания выполненного из экструдированного пенополистирола лежащая в пределах 31-35 кг/м³, позволяющая обеспечить оптимальный баланс между снижением риска деформации греющих элементов, прокладываемых в каналы паза панели и надежным прижимом его к теплораспределительному покрытию и охватом в полости паза при использовании панели обогрева в устройстве обогрева, в частности, обогрева пола.

Таким образом, указанная конфигурация поперечного сечения канала прямого, фигурного и поворотного участка паза позволяет обеспечить плотный контакт греющего элемента с теплораспределительным покрытием, обеспечивая максимально эффективный процесс теплообмена, а также надежную фиксацию греющего элемента в канале паза, повышая тем самым стабильность работы устройства и его энергоэффективность.

При этом, указанные выше, параметры канала паза панели, позволяют выпускать унифицированные теплораспределительные панели одного типоразмера для типового ряда греющих элементов, выполненных, например, в виде труб или кабелей. В частности, панели с трапециевидным каналом паза 10,8х20х22 мм (ширина устья паза х ширина нижнего основания паза х высота паза) могут быть одновременно применены для пластиковых трубопроводов диаметром 12, 14, 15, 16, 17, 18, 20мм, широко используемых в строительстве. Унификация конструкции панели обогрева существенно сокращает производственные затраты на ее изготовление и монтаж по месту непосредственного применения в устройстве обогрева.

Согласно полезной модели, для обеспечения эффективности теплообмена и равномерности теплораспределения теплораспределительное покрытие выполнено из материала с высокой теплопроводностью, в качестве которого, с обеспечением требуемых характеристик теплопроводности, соблюдением санитарных температурных норм и возможностью эффективного поддержания равномерного теплораспределения в течение длительного времени, предпочтительно применение алюминиевой или медной фольги. В рассматриваемом примере осуществимости, в частности используют алюминиевую фольгу ФГ 0.15 х 600 Н8011Н толщиной 150мкм, нанесенную на основание из экструдированного пенополистирола толщиной 30мм, что обеспечивает высокий уровень теплоизоляции материалом основания, повышая эффективность теплообмена панели обогрева с чистовым покрытием и возможность его поддержания в течение длительного периода, обеспечивая тем самым высокие показатели энергоэффективности устройства..

Соединение основания с теплораспределительным покрытием, согласно полезной модели, осуществляется посредством адгезионного, например, клеевого, соединения. При этом, при выборе состава клеевого соединения предпочтительны составы обладающие одновременной адгезией и к материалу теплораспределительного покрытия (алюминиевой фольги, меди), и к материалу основания, не вызывая деструкцию последнего, что является актуальным для полимерного основания, в том числе, выполненного из пенополистирола. Другим актуальным требованием, предъявляемым к клеевым составам, применяемым в конструкции заявленного решения полезной модели, является требования к технологичности режимов нанесения его на склеиваемые поверхности и их последующего склеивания. В этой связи предпочтительными являются составы, не требующие длительного выдерживания перед приклеиванием, но не затвердевающие при этом слишком быстро, не вспучивающиеся и не требующие длительного прижима одной поверхности к другой для обеспечения качественного склеивания, с возможностью при этом, наносить клеевой состав при помощи клеевых машин, широко известных в данной области техники. Учитывая повышенные требования к температурным режимам эксплуатации устройства, при выборе клеевого состава существенным условием огранивающим его выбор является способность клеевого соединения поверхностей сохранять свои физико-химические свойства при нагреве не ниже +55 °С. Например, в качестве клеевого состава, удовлетворяющего указанным требованиям может быть использована композиция ВАК-С-Э ТУ 5772-005-45500214-2001 производства ООО НПФ «ВАПА».

Адгезионное соединение по всей поверхности панели обогрева оказывает существенное влияние на достижение заявленного технического результата, обеспечивая сохранение многослойной структуры панели, как в области плоских участков поверхности панели обогрева, так и в области каналов прямых, поворотных и фигурных участков пазов, что повышает эффективность нагрева всей поверхности теплораспределительного покрытия панели обогрева, а также эффективность теплоотдачи и равномерность распределения тепла по всей поверхности панели обогрева под слоем чистового покрытия и передачи тепла последнему. Выполнение соединения основания с теплораспределительным покрытием неразъемным, за счет адгезионного соединения смежных поверхностей, позволяет минимизировать риски деформации и разрушения теплораспределительеного покрытия, вплоть до их исключения, при его установке в дугообразно изогнутый канал поворотного участка паза, обеспечивая плотное прилегание покрытия к плоским стенкам канала паза.

Теплораспределительная панель устройства обогрева, согласно полезной модели, может быть изготовлена следующим образом.

На поверхности основания, выполненного из пенополистирола, фрезерованием выполняют пазы, содержащие прямые, поворотные и фигурные участки с поперечным сечением канала каждого паза в форме трапеции сужающейся кверху.

При этом на теплораспределительном покрытии, выполненном из листового материла, например, из алюминиевой фольги толщиной 150мкм, на предварительном этапе с помощью штанц-формы ударным прессом наносят перфорацию вдоль средней линии поворотных и фигурных участков пазов и поперечные к ней насечки, а также опорные насечки вдоль линий секционного разделения панели на модули. Подготовленный таким образом лист вкладывают в матрицу и ударным прессом выдавливают гофры соответствующие прямым участкам паза. Далее на основание с пазами в клеемазательной машине наносят клей и на поверхность с клеем устанавливается лист теплораспределительного покрытия с перфорацией и выдавленными гофрами так, чтобы гофры, выдавленные на фольге совпали с прямыми каналами в основании, а перфорация и поперечные к ней насечки на фольге совпали с местом положения каналов на поворотных и фигурных участках паза. Подготовленная таким образом заготовка устанавливается в каландр, который прижимает фольгу теплораспределительного покрытия к основанию до формования многослойной панели обогрева.

При этом, устройство, согласно полезной модели работает следующим образом.

Теплораспределительные панели укладываются плотно друг к другу по поверхности основания. В пазы панели с теплораспределительным покрытием устанавливают, согласно выбранной схеме укладки, греющие элементы контура обогрева, например, трубы с греющей средой или кабели. При этом, при укладке греющих элементов на поворотах с помощью небольшого усилия на монтируемый греющий элемент перфорация и поперечные к насечки прорываются, а лепестки фольги, полученные в результате разрыва перфорации и поперечных к ней насечек, плотно прилегают к монтируемому греющему элементу по всему радиусу поворота. Греющий элемент вставляется в канал и фиксируется внутри канала «замком», сформированным сужением канала паза в области устья, и при этом плотно прижимается к расположенному вдоль стеновых элементов полости канала паза теплораспределительному покрытию.

Теплораспределительное покрытие из алюминиевой фольги отбирает тепло от греющих элементов контура обогрева, расположенных в каналах контура паза панели и распределяет его по всей поверхности элемента панели обогрева, с последующей его передачей стяжке или непосредственно чистовому покрытию, уложенному поверх теплораспределительных элементов.

Теплоизоляционный слой, выполненный из вспененного полистирола, являющийся основанием теплораспределительной панели, к которому приклеен слой теплораспределительного покрытия из теплопроводного материала, препятствует тепловым потерям всей конструкции вниз (в сторону основания), повышая тем самым эффективность передачи тепла вверх (в сторону чистового покрытия).

Таким образом, модульная теплораспределительная панель, характеризуется тем, что, в отличие от других решений, вся поверхность греющей панели, включая поворотные участки, покрыта материалом, с высокой эффективностью передающим тепло от греющего элемента (трубы, кабеля, т.п.) непосредственно чистовому покрытию, не требуя при этом сложного и дорогостоящего оборудования для ее производства. Материалы, используемые для изготовления основания и теплораспределительного пкрытия, являются пластичными, что позволят использовать предлагаемую конструкция теплораспрделительной панели в устройствах обогрева с греющими элементами (трубопроводами (кабелями), имеющими любой вид верхнего покрытия.

В виду легкости конструкции при достаточно высоких прочностных свойствах, заявленное решение теплораспределительной панели не оказывает существенной нагрузки на перекрытия, на которые монтируется греющая панель, что позволяет их применять при любых типах перекрытий и для любых чистовых покрытий.

Принимая во внимание, что пенополистирол выдерживает высокие распределенные нагрузки, а алюминиевая фольга (за счет пластичности) плотно прилегает к чистовому покрытию, что обеспечивает передачу тепла с минимальными потерями от греющего элемента (трубы или кабеля теплого пола) непосредственно чистовому покрытию и, далее, в обогреваемое помещение согласно полезной модели, чистовое покрытие можно укладывать непосредственно на панели..

Теплораспределительная панель согласно полезной модели, выполнена из материалов, которые легко режутся обычным канцелярским ножом, что позволят существенно упростить подгон размера панелей под геометрию обогреваемого помещения, что значительно упрощает и ускоряет монтаж устройств обогрева.

Очевидно, что в случае необходимости, поверх теплораспределительной панели, без дополнительных подготовительных операций, может быть устроена стяжка, например, для укладки плитки во влажных помещениях.

Заявленная полезная модель позволяет обеспечить существенное повышение эксплуатационных качеств конструкции теплораспределительной панели устройства обогрева, в частности, повышение эффективности теплоотдачи и равномерности теплораспределения по всей поверхности обогрева панели, сформированной указанными панелями, и смежного с ней чистового покрытия, при практическом использовании панели в устройствах обогрева по месту установки, в сочетании с упрощением монтажа панелей, согласно заявленной полезной модели, по месту установки устройства обогрева, снижением временных затрат на его монтаж и прокладку греющих элементов контура обогрева в каналы паза панели с надежной фиксацией последних в полости паза. При этом, применяемые в конструкции панели материалы обеспечивают легкость и доступность их обработки по месту установки панели без использования сложного технологического оборудования, расширяя возможности монтажа панелей при одновременном снижении производственных затрат.

Claims (18)

1. Теплораспределительная панель устройства обогрева, содержащая уплощенное основание, выполненное из полимерного материала с низкой теплопроводностью, одна из сторон которого снабжена пазами для установки греющих элементов контура обогрева, и теплораспределительное покрытие, размещенное на основании со стороны, снабженной пазами, отличающаяся тем, что основание и теплораспределительное покрытие неразъемно соединены между собой адгезионным соединением с образованием многослойной в вертикальном направлении структуры панели, где основание содержит комбинированное сочетание пазов с прямыми и дугообразно изогнутыми участками, каналы которых связаны между собой с образованием непрерывного контура, причем, по меньшей мере, один паз выполнен открытым с двух торцевых сторон основания, а теплораспределительное покрытие выполнено из материала с высокой теплопроводностью и содержит вдоль прямых участков паза профилированные продольные гофры, выступ каждого из которых является ответной частью соответствующего паза основания, неразъемно с ним соединенным адгезионным соединением, с формированием канала паза панели с теплораспределительным покрытием, при этом плоская поверхность теплораспределительного покрытия над участками паза основания с дугообразно изогнутым каналом снабжена перфорацией вдоль средней линии контура паза и поперечными к ней насечками с обеспечением возможности формирования по линии разрыва перфорации и насечек лепестков теплораспределительного покрытия и их отгиба внутрь полости канала паза.

2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что основание выполнено из вспененного пенополистирола.

3. Панель по п.2, отличающаяся тем, что основание выполнено из экструдированного пенополистирола плотностью не ниже 31 кг/м³.

4. Панель по п.3, отличающаяся тем, что основание выполнено из экструдированного пенополистирола плотностью не выше 35 кг/м³.

5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что теплораспределительное покрытие выполнено из алюминиевой фольги.

6. Панель по п.1, отличающаяся тем, что теплораспределительное покрытие выполнено из меди.

7. Панель по п.1, отличающаяся тем, что адгезионное соединение теплораспределительного покрытия с основанием выполнено посредством клеевого соединения с теплостойкостью не ниже +55 ºС.

8. Панель по п.1, отличающаяся тем, что каналы каждого паза основания выполнены с поперечным сечением трапециевидной формы с сужением кверху, к устью паза.

9. Панель по п. 8, отличающаяся тем, что ширина устья поперечного сечения канала паза с теплопроводным покрытием выполнена достаточной для прохода с усилием греющего элемента, но не менее 0,9 максимальной ширины его поперечного сечения, а ширина нижнего основания поперечного сечения канала паза с теплопроводным покрытием сопоставима с максимальной шириной поперечного сечения греющего элемента, при этом высота поперечного сечения канала паза с теплопроводным покрытием превышает максимальное значение высоты поперечного сечения греющего элемента не менее чем на 10%.

10. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что контур каналов пазов основания включает, по меньшей мере, два прямых участка с каналами, расположенными параллельно, и, по меньшей мере, один поворотный участок паза с дугообразно изогнутым каналом, расположенный, по меньшей мере, между каналами прямых участков и соединенный с ними с формированием общего контура паза.

11. Панель по п. 10, отличающаяся тем, что контур каналов пазов основания содержит, по меньшей мере, два зеркально расположенных поворотных участка с дугообразно изогнутым каналом, размещенных между каналами прямых участков и соединенных с ними с формированием общего контура паза.

12. Панель по п.10, отличающаяся тем, что контур каналов пазов основания дополнительно содержит, по меньшей мере, два открытых с торцевой стороны основания осесимметричных боковых фигурных паза с дугообразно изогнутыми каналами в форме половины дуги поворотного паза, ориентированных встречно поворотному пазу между прямыми участками и соединенных со смежным каналом прямого участка паза, с его внешней боковой стороны.

13. Панель по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что радиус изгиба канала поворотных участков паза равен половине шага укладки греющего элемента, равному расстоянию между соседними каналами прямых участков пазов.

14. Панель по п.13, отличающаяся тем, что шаг укладки равен 200 мм.

15. Панель по п.14, отличающаяся тем, что отступы прямых и поворотных участков паза от боковых сторон основания выполнены с обеспечением возможности секционного разделения панели по оси симметрии плоскости панели.

16. Панель по любому из пп. 14 или 15, отличающаяся тем, что теплораспределительное покрытие дополнительно снабжено разметкой в виде насечек, размещенных вдоль линий секционного разделения панели.

17. Панель по п.16, отличающаяся тем, что насечки размещены вдоль ортогональной к боковой стороне поверхности панели линии, проходящей через точки сопряжения прямого и поворотного участка паза.

18. Панель по п.16, отличающаяся тем, что насечки размещены вдоль ортогональной к боковой стороне поверхности панели линии, проходящей через точки сопряжения прямого и фигурного участка паза.

Images