RU224761U1 - Теплоотражающий экран с применением аэрогелевой теплоизоляции - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области промышленно-гражданского строительства, сфере ЖКХ и теплоэнергетике, в частности к средствам, размещаемым между отопительным прибором и ограждающей стеновой конструкцией (в дальнейшем - стеной) и предназначенным для снижения интенсивности теплового потока, проходящего через стену, и, как следствие, уменьшения теплопотерь через нее. Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что теплоотражающий экран, размещаемый между отопительным прибором и ограждающей стеновой конструкцией для снижения интенсивности теплового потока и уменьшения теплопотерь через нее, включает слой алюминиевой фольги, имеет прямоугольную форму и дополнительно содержит слой теплоизоляционного материала, соединенного с фольгой при помощи средства фиксации, при этом теплоизоляционный материал выполнен из листового аэрогеля, фольга имеет толщину 20-50 мкм, закрывает одну плоскость аэрогеля и все его торцевые стороны, а со стороны плоскости, не закрытой фольгой, листовой аэрогель соединен со средством крепления. Возможны варианты реализации полезной модели, когда в качестве средства фиксации слоев используется двусторонний скотч; в качестве средства фиксации слоев используется олигомер уретановый АДВ-17; в качестве средства фиксации слоев используется клеевой состав на основе полиуретана, синтетических каучуков, акрила или полиакрилатов; в качестве средства крепления к стене используются термостойкие закладные, проходящие теплоотражающий экран насквозь; в качестве средства крепления к стене используются постоянные магниты, соединенные с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, причем используется по меньшей мере пять магнитов, один из которых размещается в центре экрана, а остальные - по одному в каждом углу, на расстоянии от края экрана не более 0,1 длины его диагонали; в качестве средства крепления к стене используется половина ленты «Велкро», содержащая крючки, соединенная с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, причем лента должна быть размещена на теплоотражающем экране так, чтобы пересекать центр экрана и приближаться к его краям на расстояние не менее 0,1 длины диагонали экрана. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к области промышленно-гражданского строительства, сфере ЖКХ и теплоэнергетике, в частности к средствам, размещаемым между отопительным прибором и ограждающей стеновой конструкцией (в дальнейшем - стеной) и предназначенным для снижения интенсивности теплового потока, проходящего через стену, и, как следствие, уменьшения теплопотерь через нее.

В настоящий момент для минимизации потерь тепловой энергии, которая тратится на нагрев отопительными приборами ограждающих стеновых конструкций зданий, используется отражающий экран, закрепляемый на батарее отопления. В качестве материалов для тепловых экранов используют вспененный полиэтилен и фольгированный утеплитель.

Теплоотражающий экран устанавливается за отопительным прибором внутри помещения на ограждающей стеновой конструкции. Бóльшая часть теплового излучения от отопительных приборов отражается от фольги и возвращается в помещение. Некоторое количество тепла проникает через фольгу и уходит через стены наружу.

Существующие теплоотражающие экраны изготавливаются на основе теплоизоляционных материалов с коэффициентом теплопроводности не ниже 0,05 Вт/(м⋅К). Существует потенциал для разработки конструктивных предложений по усовершенствованию теплоотражающих экранов, в которых для уменьшения потерь тепла, повышения энергоэффективности ограждающих стеновых конструкций зданий и сооружений, применяется современный аэрогелевый теплоизоляционный материал (утеплитель).

Предлагаемый экран изготовлен из материала с теплопроводностью 0,012-0,019 Вт/(м⋅К), что делает его самым энергоэффективным вариантом на данный момент.

Уровень техники

Из уровня техники известен оконный блок с внутренним ставнем (RU 153159 U1, опубликовано 10.07.2015), содержащий нижнюю и верхнюю горизонтальные перекладины, боковые вертикальные кромки, шарнирно к ним присоединенную остекленную оконную раму, на своей обращенной вовнутрь помещения стороне имеющий ставень, выполненный с возможностью раскладываться-складываться, размещенный в своем рабочем положении относительно остекленной рамы с возможностью ее прикрывания с рабочим зазором, отличающийся тем, что ставень в нерабочем положении прижат к верхней горизонтальной перекладине оконного проема, выполнен из ламелей, последовательно шарнирно соединенных между собой, каждая ламель имеет каркас, выполненный из продольных полых элементов, соединенных поперечными планками, в сечении продольный полый элемент имеет форму прямоугольника с двумя скругленными углами, на каркасе закреплены три теплоотражающих экрана, при этом наружные теплоотражающие экраны выполнены из алюминиевой фольги толщиной 150-200 мкм, внутренний теплоотражающий экран выполнен из алюминиевой фольги толщиной 7-15 мкм, расстояние между теплоотражающими экранами 3-3,5 мм.

Из уровня техники известен электрический обогреватель (RU 165630 U1, опубликовано: 27.10.2016), содержащий кожух, пленочные нагреватели, расположенные параллельно с внутренней части передней и задней стенок кожуха и плотно прилегающие к вышеуказанным стенкам. Внутри кожуха между пленочными нагревателями с целью улучшения отвода тепла от электрического обогревателя установлен дополнительный металлический кожух коробчатой формы, передняя и задняя и стенки которого примыкают к нагревателям.

Недостатком данного прибора является вес конструкции, который значительно увеличивается за счет толщины стенок 30-60 мм дополнительного металлического кожуха, а невозможность использования уже установленных отопительных приборов приведет к удорожанию работ по реновации зданий и сооружений за счет необходимости полной замены батарей отопления и тепловых конвекторов на заявляемое устройство.

Из уровня техники известен экран теплосберегающий (RU 202265 U1, дата регистрации: 09.02.2021), содержащий основание, в нижней части которого смонтирован ряд независимых друг от друга подвесов, при этом подвесы выполнены с возможностью синхронного перемещения вдоль основания и поворота вокруг своей оси механизмами раздвижения и поворота, смонтированными в основании, к нижней части каждого подвеса прикреплены пластины волнообразной формы в поперечном профиле, с возможностью примыкания выступающих продолговатых частей соседних пластин при их повороте, образуя при этом ряды воздушных каналов.

Недостатком данной полезной модели является высокая сложность его изготовления ввиду отсутствия стандартной технологии изготовления на производстве, а также толщина экрана, что делает невозможным его использование в качестве теплоотражающего экрана для батарей отопления.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для повышения эффективности теплоотдачи нагревательного прибора в газообразных средах (RU 2756200 C1, дата регистрации: 28.09.2021), с расположенным внутри его корпуса источником тепловой энергии, наружная задняя теплоотдающая поверхность которого, обращенная к наружной ограждающей конструкции, выполнена с возможностью снижения теплового потока, исходящего с задней теплоотдающей поверхности по направлению к наружной ограждающей конструкции, с использованием алюминийсодержащей фольги. Снижение интенсивности теплового потока, исходящего с задней теплоотдающей поверхности по направлению к наружной ограждающей конструкции, обеспечивается тем, что на наружную заднюю теплоотражающую поверхность нагревательного прибора, обращенную к наружной ограждающей конструкции в виде покрытия, нанесена алюминийсодержащая фольга, шероховатость поверхности которой составляет не более 2,5 мкм.

Основным недостатком прототипа является недостаточно эффективное снижение интенсивности теплового потока, исходящего с поверхности отопительного прибора и проходящего через ограждающую стеновую конструкцию, что способствует увеличению теплопотерь.

Раскрытие сущности полезной модели

Таким образом, техническая проблема заключается в расширении арсенала средств, размещаемых между отопительным прибором и ограждающей стеновой конструкцией, с обеспечением возможности фиксации на последней, и предназначенных для снижения интенсивности теплового потока, проходящего через стену и, как следствие, уменьшения теплопотерь через нее.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что теплоотражающий экран, размещаемый между отопительным прибором и ограждающей стеновой конструкцией для снижения интенсивности теплового потока и уменьшения теплопотерь через нее, включает слой алюминиевой фольги, имеет прямоугольную форму и дополнительно содержит слой теплоизоляционного материала, соединенного с фольгой при помощи средства фиксации, при этом теплоизоляционный материал выполнен из листового аэрогеля, фольга имеет толщину 20-50 мкм, закрывает одну плоскость аэрогеля и все его торцевые стороны, а со стороны плоскости, не закрытой фольгой, листовой аэрогель соединен со средством крепления. Возможны варианты реализации полезной модели, когда:

- в качестве средства фиксации слоев используется двусторонний скотч;

- в качестве средства фиксации слоев используется олигомер уретановый АДВ-17;

- в качестве средства фиксации слоев используется клеевой состав на основе полиуретана, синтетических каучуков, акрила или полиакрилатов;

- в качестве средства крепления к стене используются термостойкие закладные, проходящие теплоотражающий экран насквозь;

- в качестве средства крепления к стене используются постоянные магниты, соединенные с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, причем используется по меньшей мере пять магнитов, один из которых размещается в центре экрана, а остальные - по одному в каждом углу, на расстоянии от края экрана не более 0,1 длины его диагонали;

- в качестве средства крепления к стене используется половина ленты «Велкро», содержащая крючки, соединенная с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, причем лента должна быть размещена на теплоотражающем экране так, чтобы пересекать центр экрана и приближаться к его краям на расстояние не менее 0,1 длины диагонали экрана.

Краткое описание чертежей

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фигуре 1 представлен теплоотражающий экран (общий вид).

На фигуре 2 представлен теплоотражающий экран (монтаж на стену).

На фигуре 3 представлен теплоотражающий экран (пример реализации).

На фигуре 4 представлен принцип работы теплоотражающего экрана.

На фигуре 5 представлен отопительный прибор и теплоотражающий экран на основе аэрогеля.

На приложенных чертежах используются следующие обозначения:

1 - заявляемый теплоотражающий экран;

2 - листовой теплоизоляционный материал на основе аэрогеля (далее - листовой аэрогель);

3 - алюминиевая фольга;

4 - средство фиксации слоев 2 и 3 между собой (в дальнейшем - средство фиксации);

5 - средство крепления теплоотражающего экрана к ограждающей стеновой конструкции (в дальнейшем - средство крепления);

6 - ограждающая конструкция (в дальнейшем - стена);

7 - отопительный прибор.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Теплоотражающий экран 1 представляет собой комбинацию листового аэрогеля 2 и слоя алюминиевой фольги 3, соединенных между собой при помощи средства фиксации 4. В качестве средства фиксации 4 листового аэрогеля 2 и алюминиевой фольги 3 могут выступать двусторонний скотч, или клей.

Предпочтительно, чтобы клей при застывании образовывал твердое тело, а перед застыванием обеспечивал частичную впитываемость теплоизоляционным материалом на основе аэрогеля и не способствовал его растворению или разрушению. В качестве клея могут быть использованы однокомпонентные клеевые составы на основе полиуретана (например, клей с торговыми названиями Момент, Remont Plus), клеевые составы на основе синтетических каучуков (включая жидкие гвозди LN-930), акрила, полиакрилатов (Makroflex MF220 Сверхпрочный), олигомера уретанового (АДВ-17, АДВ-65 и др.); двухкомпонентные термореактивные эпоксидные клеевые составы, обеспечивающие соединение пористых материалов и соединение с поверхностью теплоотражающего экрана как с приложением внешнего термического воздействия, так и без него.

При использовании в качестве средства фиксации 4 листового аэрогеля 2 и алюминиевой фольги 3 двухстороннего скотча, необходимо очистить и обезжирить соединяемые поверхности, снять защитную пленку с одной стороны скотча и приложить его к теплоизоляционному материалу 2, снять защитную пленку со второй стороны скотча и приложить алюминиевую фольгу 3 к скотчу, прижать поверхности друг к другу и подержать несколько секунд, чтобы обеспечить прочное соединение. В качестве средства фиксации может быть также использована двусторонняя термостойкая монтажная клейкая лента с торговым названием 3M VHB GPH или клей постоянного склеивания, предназначенный для длительной эксплуатации и защищенный отделяемым антиадгезивным материалом, например, слоем силиконизированной бумаги.

При использовании в качестве средства фиксации 4 листового аэрогеля 2 и алюминиевой фольги 3 клея или олигомера уретанового, необходимо: очистить от пыли, грязи и жира склеиваемые материалы, нанести клей или олигомер уретановый на одну из поверхностей тонким слоем с помощью кисти, валика или специального пистолета для нанесения клея из тюбика, подождать несколько минут, чтобы клей слегка подсох, сильно прижать поверхности друг к другу, удалить излишки клея с помощью сухой ткани или салфетки, дать клею полностью высохнуть.

Аэрогель представляет собой легкий и прочный материал, который имеет очень низкую теплопроводность, благодаря чему он может эффективно отражать тепловое излучение. Значение коэффициента теплопроводности для рулонных (листовых) аэрогелей оценивается в 0,012-0,019 Вт/м·К. Аэрогель выпускается в различных формах, включая гранулы, порошки, жидкости и аэрозоли. Гранулы и порошки обычно используются для изготовления теплоизолирующих материалов, а жидкости и аэрозоли - для создания покрытий и пленок. Аэрогель может быть использован в виде добавок к другим материалам для улучшения их свойств. В качестве листового теплоизоляционного материала могут быть использованы: кварцевые аэрогели (INSUFLEX 650), аэрогели из карбонового волокна (SACTT-A, ARGEL 400), аэрогели на основе из стекловолокна (EVERGEL, JODA SACB-0-X, ARGEL 650), аэрогели на основе из керамического волокна (SACTT-X, ARGEL 1000), аэрогели на основе полиэстерового волокна (ARGEL 200). Преимуществом листового аэрогеля является его огнестойкость, что придает теплоотражающему экрану безопасность при эксплуатации. В качестве листового теплоизоляционного материала в примере реализации был выбран силикатный аэрогелевый утеплитель марки Alison Aerogel Blanket DRT06-Z, принадлежащий к группе горючести материалов НГ.

Для теплоотражающего экрана 1 используется алюминиевая фольга 3 толщиной 20-50 мкм и шероховатостью поверхности фольги 0,05-2,5 мкм. Шероховатость алюминиевой фольги 3 должна быть минимальной, чтобы избежать потерь тепла, при этом достаточной, чтобы обеспечить хорошую адгезию и целостность конструкции теплоотражающий экрана 1. Также допускается использование фольги на водостойкой крафт-бумаге (Алукрафт) или фольги, сдублированной со стеклосеткой (Армофол). Для снижения теплопотерь торцевые стороны листового теплоизоляционного материала закрываются слоем алюминиевой фольги при помощи указанных ранее средств фиксации.

Со стороны плоскости листового аэрогеля 2, не закрытой фольгой, листовой аэрогель соединен со средством крепления 5 теплоотражающего экрана 1 к стене 6. В качестве средства крепления могут использоваться следующие варианты: термостойкие закладные, контактная лента-липучка (лента «Велкро»), или магниты.

В первом случае - в многослойную конструкцию теплоотражающего экрана 1 интегрируются термостойкие закладные, проходящие насквозь теплоотражающий экран 1. Далее осуществляется соединение теплоотражающего экрана 1 и стены 6 при помощи болтов, дюбелей или анкеров (в зависимости от материала стены). Закладные должны иметь большую площадь контактной поверхности с целью минимизации возможности разрыва теплоизоляционного материала или порчи отражающей поверхности. Этот способ может быть реализован исключительно при монтаже отопительного прибора 7 или с его съемом. Способ позволяет монтировать экран в те же точки крепления, что и отопительный прибор.

Во втором случае реализация соединения теплоотражающего экрана 1 и стены 6 осуществляется через контактные поверхности ленты «Велкро», при этом используется отделяемая половина ленты «Велкро», содержащая крючки, которая крепится к листовому аэрогелю 2 с не закрытой фольгой стороны, при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17. Половина ленты «Велкро», содержащая крючки, должна быть размещена на теплоотражающем экране так, чтобы пересекать центр экрана и приближаться к его краям на расстояние не менее 0,1 длины диагонали экрана. Крепление половины ленты «Велкро» на теплоотражающий экран 1 может также осуществляться с применением клеевых составов, обеспечивающих достаточно надежное соединение в условиях повышенной температуры с учетом шероховатости и адгезивной способности листового теплоизоляционного материала. В качестве таких составов могут выступать одно- и двухкомпонентные клеевые составы, указанные выше, также используемые для соединения листового аэрогеля и фольги.

В третьем случае в качестве средства крепления к стене используются постоянные магниты, соединенные с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, включая металлические магниты или магнитный винил, с клеевым слоем или без клеевого слоя. Для обеспечения крепления используется по меньшей мере пять магнитов, один из которых размещается в центре экрана, а остальные - по одному в каждом углу, на расстоянии от края экрана не более 0,1 длины его диагонали.

В качестве средства крепления может быть также использована двусторонняя термостойкая монтажная клейкая лента с торговым названием 3M VHB GPH или клей постоянного склеивания, защищенный отделяемым антиадгезивным материалом, например, слоем силиконизированной бумаги, и предназначенный для длительной эксплуатации.

Благодаря предлагаемой полезной модели достигается уменьшение потерь тепла, обеспечение теплозащиты здания, повышение энергоэффективности строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений.

Claims (7)

1. Теплоотражающий экран, размещаемый между отопительным прибором и ограждающей стеновой конструкцией для снижения интенсивности теплового потока и уменьшения теплопотерь через нее, включающий слой алюминиевой фольги, отличающийся тем, что имеет прямоугольную форму и дополнительно содержит слой теплоизоляционного материала, соединенного с фольгой при помощи средства фиксации, при этом теплоизоляционный материал выполнен из листового аэрогеля, фольга имеет толщину 20-50 мкм, закрывает одну плоскость аэрогеля и все его торцевые стороны, а со стороны плоскости, не закрытой фольгой, листовой аэрогель соединен со средством крепления.

2. Теплоотражающий экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве средства фиксации слоев использован двусторонний скотч.

3. Теплоотражающий экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве средства фиксации слоев использован олигомер уретановый АДВ-17.

4. Теплоотражающий экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве средства фиксации слоев использован клеевой состав на основе полиуретана, синтетических каучуков, акрила или полиакрилатов.

5. Теплоотражающий экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве средства крепления к стене использованы термостойкие закладные, проходящие теплоотражающий экран насквозь.

6. Теплоотражающий экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве средства крепления к стене использованы постоянные магниты, соединенные с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, причем использованы по меньшей мере пять магнитов, один из которых размещен в центре экрана, а остальные – по одному в каждом углу, на расстоянии от края экрана не более 0,1 длины его диагонали.

7. Теплоотражающий экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве средства крепления к стене использована половина ленты «Велкро», содержащая крючки, соединенная с листовым аэрогелем при помощи двустороннего скотча или олигомера уретанового АДВ-17, причем лента размещена на теплоотражающем экране так, чтобы пересекать центр экрана и приближаться к его краям на расстояние не менее 0,1 длины диагонали экрана.