RU223339U1

RU223339U1 - DEVICE FOR HEATING EAVE EVE AND GUTTER FROM ICE FORMATION

Info

Publication number: RU223339U1
Application number: RU2023111763U
Authority: RU
Inventors: Павел Александрович Петроченков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Промактив"
Filing date: 2023-05-03
Publication date: 2024-02-14

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, кровельному обогреву для крыши здания и водостоков, которая может быть использована для предотвращения образования наледи или сосулек с карнизов крыш различных профилей, водостоков и сооружений. Полезная модель представляет собой нагревательный элемент в виде ленты, состоящей из 3 (трех) слоев: первый - алюминиевая фольга для защиты полезной модели от ультрафиолета; второй слой выполнен из нагревательной ткани, сформированной переплетением фоновых основных нитей и электропроводящих композитных нагревательных нитей, размещенных между слоями полиэтилентерефталата; третий слой - бутилкаучуковая полимерная композиция (клеевая основа) с защитной силиконовой пленкой, с помощью которой конструкция клеится к любой рабочей поверхности горизонтальной или вертикальной. Питание нагревательного элемента, содержащегося во втором слое, осуществляется электрическим способом от источника питания (напряжение 220 В). Нити нагреваются до определенной температуры, поддерживают ее в течение питания, передают тепло через бутилкаучуковую композицию и через алюминиевую фольгу на рабочую поверхность и в атмосферу, за счет чего создается эффект рассеивания тепла. В результате снежный покров тает и по желобу или по свесу крыши в виде капель падает на землю. Надува или сосулек не образуется. The utility model relates to the field of construction, roof heating for the roof of a building and gutters, which can be used to prevent the formation of ice or icicles from the eaves of roofs of various profiles, gutters and structures. The utility model is a heating element in the form of a tape consisting of 3 (three) layers: the first is aluminum foil to protect the utility model from ultraviolet radiation; the second layer is made of heating fabric formed by interlacing background warp threads and electrically conductive composite heating threads placed between layers of polyethylene terephthalate; the third layer is a butyl rubber polymer composition (adhesive base) with a protective silicone film, with which the structure is glued to any horizontal or vertical working surface. The heating element contained in the second layer is powered electrically from a power source (voltage 220 V). The filaments are heated to a certain temperature, maintain it during power supply, transfer heat through the butyl rubber composition and through aluminum foil to the work surface and into the atmosphere, thereby creating a heat dissipation effect. As a result, the snow cover melts and falls to the ground in the form of drops along the gutter or along the eaves of the roof. No inflation or icicles are formed.

Description

Полезная модель относится к области строительства, кровельному обогреву для крыши здания и водостоков, которая может быть использована для предотвращения образования наледи или сосулек с карнизов крыш различных профилей, водостоков и сооружений. Полезная модель применима для обустройства крыш, водостоков, сооружений гражданского и производственного назначения, имеющих различные конструкции и выполненные из различных материалов.The utility model relates to the field of construction, roof heating for the roof of a building and gutters, which can be used to prevent the formation of ice or icicles from the eaves of roofs of various profiles, gutters and structures. The utility model is applicable for arranging roofs, gutters, civil and industrial structures that have different designs and are made of different materials.

Появление наледи и накопление значительных снежных масс на кровле приводит к повышению механических нагрузок на элементы крыш, что является причиной сокращения их срока службы и выхода из строя их составных частей, а задержка воды на поверхности крыш в период резкого повышения температуры вызывает протечки в помещениях, находящихся под кровлей, снижает срок службы крыш и приводит к необходимости механической очистки кровли, во избежание отрыва ледовых масс, создающего реальную опасность для жизни людей.The appearance of ice and the accumulation of significant snow masses on the roof leads to an increase in mechanical loads on roof elements, which causes a reduction in their service life and failure of their components, and the retention of water on the surface of the roofs during a period of sharp rise in temperature causes leaks in the premises located under the roof, reduces the service life of roofs and leads to the need for mechanical cleaning of the roof in order to avoid the detachment of ice masses, which creates a real danger to human life.

В настоящее время большое внимание уделяется разработке недорогих и эффективных систем, применимых для защиты находящихся в эксплуатации зданий с различными конструкциями и конфигурациями крыш. Основными элементами таких систем являются устанавливаемые на крышах нагревательные кабели и трубопроводы, по которым под высоким давлением пропускают теплоноситель - горячую воду, нагретый воздух или пар.Currently, much attention is being paid to the development of low-cost and effective systems applicable to the protection of existing buildings with a variety of roof designs and configurations. The main elements of such systems are heating cables and pipelines installed on roofs, through which coolant - hot water, heated air or steam - is passed under high pressure.

Технической задачей полезной модели является эффективное удаления снега и наледи с крыш зданий и водостоков без внесения изменений в конструктивные элементы кровли, что увеличивает срок ее эксплуатации (Фиг. 1).The technical task of the utility model is to effectively remove snow and ice from the roofs of buildings and gutters without making changes to the structural elements of the roof, which increases its service life (Fig. 1).

Полезная модель для обогрева карнизного свеса и водостока от образования наледи, представляет собой нагревательный элемент в виде ленты (Фиг. 2), состоящей из 3 (трех) слоев: первый - алюминиевая фольга (4) для защиты полезной модели от ультрафиолета; второй слой выполнен из нагревательной ткани (2), сформированной переплетением фоновых основных нитей и электропроводящих композитных нагревательные нитей, размещенных между слоями полиэтилентерефталата (3); третий слой - бутилкаучуковая полимерная композиция (клеевая основа) (1) с защитной силиконовой пленкой, с помощью которой конструкция клеится к любой горизонтальной или вертикальной рабочей поверхности.The utility model for heating the eaves overhang and drainage from the formation of ice is a heating element in the form of a tape (Fig. 2), consisting of 3 (three) layers: the first is aluminum foil (4) to protect the utility model from ultraviolet radiation; the second layer is made of heating fabric (2), formed by interweaving background warp threads and electrically conductive composite heating threads placed between layers of polyethylene terephthalate (3); the third layer is a butyl rubber polymer composition (adhesive base) (1) with a protective silicone film, with which the structure is glued to any horizontal or vertical working surface.

Питание нагревательного элемента, содержащегося во втором слое, осуществляется электрическим способом от источника питания (напряжение 220 В). Нити нагреваются до определенной температуры, поддерживают ее в течение питания, передают тепло через бутилкаучуковую композицию и через алюминиевую фольгу на рабочую поверхность и в атмосферу, за счет чего создается эффект рассеивания тепла.The heating element contained in the second layer is powered electrically from a power source (voltage 220 V). The filaments are heated to a certain temperature, maintain it during power supply, transfer heat through the butyl rubber composition and through aluminum foil to the work surface and into the atmosphere, thereby creating a heat dissipation effect.

В результате снежный покров тает и по желобу или по свесу крыши в виде капель падает на землю. Надува или сосулек не образуется.As a result, the snow cover melts and falls to the ground in the form of drops along the gutter or along the eaves of the roof. No inflation or icicles are formed.

Из существующего уровня техники известна антиобледенительная система для нагревания элементов кровель крыш «Теплоскат» (Антиобледенительная система для кровель «Теплоскат». Руководство по монтажу. - М., ООО «Специальные Системы и Технологии», 2011 - С. 3-28), монтируемая на существующих кровлях зданий и сооружений. Используемые в системе «Теплоскат» плоские саморегулирующиеся нагревательные кабели укладываются непосредственно на кровлю в местах наиболее вероятного образования наледей и сосулек. При подаче соответствующего напряжения полупроводящая матрица саморегулирующихся кабелей начинает выделять тепловую энергию, которая через оболочку кабелей передается в окружающую кабели среду (снег, лед, воздух, элементы кровли зданий). Та часть тепла, которая передается от кабелей находящихся на кровле зданий снегу и льду, растапливает последние. Образовавшаяся при этом вода самотеком стекает с крыши по водоотводящим путям.From the existing level of technology, an anti-icing system for heating elements of roofing roofs "Teploskat" is known (Anti-icing system for roofs "Teploskat". Installation manual. - M., LLC "Special Systems and Technologies", 2011 - P. 3-28), mounted on existing roofs of buildings and structures. The flat self-regulating heating cables used in the Teploscat system are laid directly on the roof in places where ice and icicles are most likely to form. When the appropriate voltage is applied, the semiconducting matrix of self-regulating cables begins to release thermal energy, which is transferred through the cable sheath to the environment surrounding the cables (snow, ice, air, building roof elements). That part of the heat that is transferred from the cables located on the roof of buildings to snow and ice melts the latter. The resulting water flows by gravity from the roof along the drainage paths.

Недостатками этой системы являются низкая эффективность работы особенно при скоплении значительного количества снега и льда на кровлях зданий, в связи с тем, что кабель крепится на кровлю с помощью внешних креплений, не полностью прилегает к рабочей поверхности, тепловая энергия для растапливания снега и льда, не контактирующих с оболочкой кабеля, фактически рассеивается в атмосферу. В результате скорость растапливания снега и льда в среднем становится невысокой при соответствующем увеличении энергоемкости этого процесса. Отсутствие защиты кабеля от ультрафиолета отрицательно сказывается на механической прочности изоляции нагревательных кабелей, что приводит к электрическим пробоям изоляции и возникновению коротких замыканий. Поэтому система «Теплоскат» не обеспечивает эффективный процесс удаления снега и льда с кровли крыши, так как имеет повышенные потери тепла в окружающую среду и соответственно высокую энергоемкость растапливания снега и льда на обогреваемых элементах кровель, невысокую надежность, малый срок службы и не обладает необходимой противопожарной и электрической безопасностью.The disadvantages of this system are low operating efficiency, especially when a significant amount of snow and ice accumulates on the roofs of buildings, due to the fact that the cable is attached to the roof using external fasteners, does not completely adhere to the working surface, the thermal energy for melting snow and ice is not contacting the cable sheath is actually dissipated into the atmosphere. As a result, the rate of melting snow and ice on average becomes low with a corresponding increase in the energy intensity of this process. Lack of cable protection from ultraviolet radiation negatively affects the mechanical strength of the insulation of heating cables, which leads to electrical breakdowns of the insulation and short circuits. Therefore, the “Teploskat” system does not provide an effective process for removing snow and ice from the roof, since it has increased heat losses to the environment and, accordingly, high energy intensity for melting snow and ice on heated roof elements, low reliability, short service life and does not have the necessary fire protection and electrical safety.

Ближайшим техническим решением к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для предотвращения образования наледи на кромке крыш (Патент RU 177939 U1).The closest technical solution to the stated one in terms of technical essence and achieved result is a device for preventing the formation of ice on the edge of roofs (Patent RU 177939 U1).

Устройство содержит пленочный нагреватель, расположенный вдоль нижней части крыши, состоящий из полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки, на которую методом сетко-трафаретной печати нанесены параллельные резистивные дорожки из композиционной пасты, состоящей из смеси графита, мелкодисперсного технического углерода, смеси мелкодисперсного порошка никель-алюминий (Ni-53%, Al-47%) и эпоксифенольного лака ЭП (ПЭ-993), резистивные дорожки связаны с питанием через проводниковые дорожки, нанесенные методом сетко-трафаретной печати, с уложенной параллельно к ним полоской из медной фольги, методом термического прессования нагревательный элемент покрыт полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленкой, которая имеет металлическое покрытие с нанесенным клеем-расплавом.The device contains a film heater located along the lower part of the roof, consisting of a polyethylene terephthalate (lavsan) film, onto which parallel resistive tracks made of a composite paste consisting of a mixture of graphite, fine carbon black, and a mixture of fine nickel-aluminum powder ( Ni-53%, Al-47%) and epoxyphenolic varnish EP (PE-993), resistive tracks are connected to power through conductor tracks applied by mesh screen printing, with a strip of copper foil laid parallel to them, by thermal pressing the element is covered with polyethylene terephthalate (lavsan) film, which has a metal coating with applied hot melt adhesive.

Для закрепления пленочного нагревателя поверх него наложена массивная плита, в которой установлены нагревательные элементы, нагревающие ее до температуры плавления клея-расплава, температура которой контролируется температурным датчиком.To secure the film heater, a massive plate is placed on top of it, in which heating elements are installed, heating it to the melting point of the hot melt adhesive, the temperature of which is controlled by a temperature sensor.

Нагревательный элемент укладывается в местах возможного образования наледи и сосулек, по краю кровельного покрытия крыш, навесов, козырьков поверх пленочного нагревательного элемента накладывается массивная плита. В случае, когда край кровельного покрытия имеет гладкую поверхность, укладывается плита с гладкой поверхностью, в случае, когда край кровельного покрытия имеет рельефную поверхность, то укладывается плита, полностью повторяющая поверхность покрытия. В плите установлены нагревательные элементы, которые прогревают ее до температуры плавления клея-расплава, температура плиты контролируется температурным датчиком. Данное устройство для предотвращения образования наледи на кромке крыш предназначено для крыш, которые имеют наклон более 15 градусов.The heating element is placed in places where ice and icicles may form; a massive slab is placed on top of the film heating element along the edge of the roofing covering of roofs, awnings, and canopies. In the case when the edge of the roofing covering has a smooth surface, a slab with a smooth surface is laid; in the case when the edge of the roofing covering has a relief surface, then a slab is laid that completely repeats the surface of the covering. The plate is equipped with heating elements that heat it to the melting temperature of the hot melt adhesive; the temperature of the plate is controlled by a temperature sensor. This device for preventing the formation of ice on the edge of roofs is intended for roofs that have a slope of more than 15 degrees.

Недостатками данного устройства являются его не универсальность, в зависимости от вида кровли гладкая или рельефная необходимо проводить замещение одного из слоев устройства (массивная плата), невозможность использования устройства для крыш которые имеют наклон менее 15 градусов, необходимость осуществления температурного контроля при использовании устройства.The disadvantages of this device are its lack of versatility; depending on the type of roof, smooth or textured, it is necessary to replace one of the layers of the device (massive board), the inability to use the device for roofs that have a slope of less than 15 degrees, and the need for temperature control when using the device.

Технический результат полезной модели достигается за счет эластичной (гибкой) нагревательной ткани, сформированной переплетением фоновых основных нитей и электропроводящих композитных нагревательные нитей, модель является самодостаточной и универсальной, нижний клеевой слой позволяет крепить изделие к любой поверхности горизонтальной или вертикальной, верхний слой не требует замещения отдельных элементов устройства, независимо от вида поверхности. Устройство может быть использовано для любого вида поверхности. В связи с тем, что устройство поддерживает постоянную температуру, не требуется проведение температурного контроля. За счет клеевого крепления на рабочую поверхность, увеличивается срок службы кровельного покрытия и водостоков, так как при монтаже устройства не требуется дополнительных элементов крепления. Монтаж устройства можно осуществлять как готовую поверхность кровли и водостоков, так и на строящееся здание (сооружение), при любом температурном режиме (в холодное время при предварительном обогреве рабочей поверхности).The technical result of the utility model is achieved due to the elastic (flexible) heating fabric formed by the interweaving of background warp threads and electrically conductive composite heating threads, the model is self-sufficient and universal, the bottom adhesive layer allows the product to be attached to any horizontal or vertical surface, the top layer does not require replacement of individual elements of the device, regardless of the type of surface. The device can be used for any type of surface. Due to the fact that the device maintains a constant temperature, no temperature control is required. Due to adhesive fastening to the work surface, the service life of the roofing and gutters is increased, since no additional fastening elements are required when installing the device. Installation of the device can be carried out both on the finished surface of the roof and gutters, and on a building (structure) under construction, at any temperature (in cold times, with pre-heating of the working surface).

Устройство не требует демонтажа по окончании холодного периода. Устройство не требует значительных затрат на капитальные вложения, обслуживание и эксплуатацию устройства, устройство безопасно в установке и эксплуатации.The device does not require dismantling at the end of the cold period. The device does not require significant costs for capital investments, maintenance and operation of the device, the device is safe to install and operate.

Отличительной особенностью является то, что устройство является самодостаточным и универсальным, нижний клеевой слой позволяет крепить изделие к любой поверхности горизонтальной и вертикальной, верхний слой не требует замещения отдельных элементов устройства, независимо от вида поверхности. Устройство может быть использовано для любого вида поверхности, не требуется проведение температурного контроля при использовании. Монтаж устройства можно осуществлять при любом температурном режиме и на любом этапе строительства.A distinctive feature is that the device is self-sufficient and universal, the bottom adhesive layer allows you to attach the product to any horizontal and vertical surface, the top layer does not require replacing individual elements of the device, regardless of the type of surface. The device can be used for any type of surface; no temperature control is required during use. The device can be installed at any temperature and at any stage of construction.

Claims

A device for heating the eaves overhang and drainage from the formation of ice, which is a heating element in the form of a tape consisting of three layers: the first is aluminum foil (4); the second layer is made of heating fabric (2) using composite heating threads placed between layers of polyethylene terephthalate (3); the third layer is a butyl rubber polymer composition (1) with a protective silicone film.