RU2301308C1 - Composite icicle formation prevention device - Google Patents

Composite icicle formation prevention device Download PDF

Info

Publication number
RU2301308C1
RU2301308C1 RU2006103314/03A RU2006103314A RU2301308C1 RU 2301308 C1 RU2301308 C1 RU 2301308C1 RU 2006103314/03 A RU2006103314/03 A RU 2006103314/03A RU 2006103314 A RU2006103314 A RU 2006103314A RU 2301308 C1 RU2301308 C1 RU 2301308C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
roof
evaporation
condensation
heat pipes
sections
Prior art date
Application number
RU2006103314/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Алексеевич Зайченко (RU)
Павел Алексеевич Зайченко
Петр Владимирович Дружинин (RU)
Петр Владимирович Дружинин
Александр Николаевич Агафонов (RU)
Александр Николаевич Агафонов
Александр Дмитриевич Савчук (RU)
Александр Дмитриевич Савчук
Original Assignee
Военный инженерно-технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-технический университет filed Critical Военный инженерно-технический университет
Priority to RU2006103314/03A priority Critical patent/RU2301308C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301308C1 publication Critical patent/RU2301308C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

FIELD: construction, particularly special arrangements or devices in connection with roof coverings, namely building ventilation systems to prevent ice and icicle formation on roof edges.
SUBSTANCE: device has heat pipes having evaporation sections arranged in exhaust air vent channel (airway) and condensation sections secured under grain pipes and gutters of building roof. Heat pipes have flexible sections connecting condensation and evaporation sections and provided with inner flexible wicks. Flexible heat pipe section is fastened to condensation and evaporation sections by means of plug-type connectors built in condensation and evaporation sections. Evaporation zone of heat pipe comprises filling pipe with shutoff valve.
EFFECT: increased heat pipe assemblage convenience and prevention of attic room and passageway obstruction.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к системам вентиляции воздуха в зданиях и может быть использовано для предотвращения обледенения кромок крыши зданий и образования сосулек.The invention relates to air ventilation systems in buildings and can be used to prevent icing of the edges of the roof of buildings and the formation of icicles.

Известно устройство для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования, содержащее нагреватель и тепловые трубы, каждая из которых расположена в воздуховодах наружного и вытяжного воздуха, последний из которых снабжен кожухом, в который введены концы тепловых труб [1].A device for the utilization of thermal energy in air conditioning systems containing a heater and heat pipes, each of which is located in the ducts of external and exhaust air, the last of which is equipped with a casing into which the ends of the heat pipes are inserted [1].

Недостатком данного устройства является низкая надежность его работы.The disadvantage of this device is the low reliability of its operation.

Известно устройство для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования, содержащее нагреватель и тепловые трубы, каждая из которых расположена в воздуховодах наружного и вытяжного воздуха, последний из которых снабжен кожухом, в который введены концы тепловых труб, кожух посредством подводящего и отводящего каналов присоединен к воздуховоду наружного воздуха, а нагреватель установлен в подводящем канале кожуха [2].A device is known for the utilization of thermal energy in air conditioning systems, comprising a heater and heat pipes, each of which is located in the ducts of the external and exhaust air, the last of which is provided with a casing into which the ends of the heat pipes are introduced, and the casing is connected to the outdoor duct by means of supply and exhaust channels air, and the heater is installed in the inlet channel of the casing [2].

Недостатком данного устройства является повышенный расход тепловой энергии в период обмерзания тепловых труб.The disadvantage of this device is the increased consumption of thermal energy during the freezing of heat pipes.

Известно устройство для предотвращения обледенения кромок крыши и образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, который представляет собой распределенный по площади кровли электрокабель. Нагреватель осуществляет обогрев крыши и обеспечивает постоянный сток талой воды [3].A device for preventing icing of the edges of the roof and the formation of icicles, comprising a roof heater, which is an electric cable distributed over the roof area. The heater provides heating of the roof and provides a constant drain of melt water [3].

Недостатком данного устройства является большой расход электроэнергии на обогрев кровли, т.е. его низкая экономичность.The disadvantage of this device is the high energy consumption for heating the roof, i.e. its low profitability.

Наиболее близким по технической сути (прототипом) к заявляемому устройству является устройство для предотвращения обледенения кромки крыши и образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши [4].The closest in technical essence (prototype) to the claimed device is a device for preventing icing of the roof edge and the formation of icicles, containing a roof heater made in the form of heat pipes, the evaporation zones of which are located in the ventilation duct, and the condensation zones are fixed under the gutters and gutters of the roof [ four].

Недостатками известного устройства-прототипа являются конструктивные особенности тепловых труб, которые предполагают их заводское изготовление и естественно определенные типоразмеры. При монтаже таких тепловых труб на конкретных зданиях могут возникнуть трудности при подборе тепловых труб определенного размера. Изготовление каждой тепловой трубы определенного размера (и конфигурации - с определенными изгибами) существенно повысит их стоимость изготовления и доставки с завода изготовителя. Кроме того, при использовании устройства-прототипа все чердачные помещения и проходы будут загромождены тепловыми трубами и тем самым нарушены правила пожарной безопасности по эксплуатации чердаков.The disadvantages of the known prototype device are the design features of heat pipes, which suggest their factory production and naturally defined standard sizes. When installing such heat pipes on specific buildings, it may be difficult to select heat pipes of a certain size. The manufacture of each heat pipe of a certain size (and configuration with certain bends) will significantly increase their cost of manufacturing and delivery from the manufacturer. In addition, when using the prototype device, all the attic rooms and passages will be cluttered with heat pipes and thereby violate the fire safety rules for the operation of attics.

Указанные недостатки прототипа ставят задачу существенного снижения стоимости изготовления и монтажа тепловых труб в зданиях, а также монтажа тепловых труб без загромождения помещений и проходов чердаков.These disadvantages of the prototype set the task of significantly reducing the cost of manufacturing and installing heat pipes in buildings, as well as installing heat pipes without cluttering the rooms and passages of attics.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве для предотвращения образования сосулек, содержащем нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши, сами тепловые трубы выполнены составными из зон (участков) испарения и конденсации, между которыми находятся гибкие (например, из металлопластика) трубы с внутренним фитилем по всей их длине, участок испарения содержит заправочный штуцер, причем зоны испарения тепловых труб размещены в вентиляционном канале под кровлей (покрытием кровли), а сами тепловые трубы прикреплены снизу к кровле (покрытию кровли).This task is achieved by the fact that in the device for preventing the formation of icicles, containing a roof heater, made in the form of heat pipes, the evaporation zones of which are located in the ventilation duct, and the condensation zones are fixed under the gutters and roof gutters, the heat pipes themselves are made up of zones (sections ) evaporation and condensation, between which there are flexible (for example, from metal plastic) pipes with an internal wick along their entire length, the evaporation section contains a filling nozzle, and the evaporation zones I heat pipes are placed in the ventilation duct under the roof (roof covering), and the heat pipes themselves are attached from below to the roof (roof covering).

Выполнение тепловых труб составными из зон (участков) испарения и конденсации, между которыми находятся гибкие из металлопластика трубы, необходимо для подготовки и непосредственного монтажа тепловых труб на месте (на конкретном чердаке), так же как, например, выполняют монтаж сплит-систем кондиционеров. Первоначально идет подгонка по месту установки гибкой трубы, далее - ее обрезание (по необходимому размеру) и установка на ее торцы (концы) стандартных зон (участков) испарения и конденсации, например, при помощи разъемов (сгонов), аналогичных применяемым для металлопластиковых труб в сантехнике. После этого производится заправка тепловой трубы рабочим телом (совместно с проверкой последней на герметичность).The implementation of heat pipes as constituent of the zones (sections) of evaporation and condensation, between which there are flexible pipes made of metal-plastic, is necessary for the preparation and direct installation of heat pipes in place (in a specific attic), just as, for example, the installation of split systems of air conditioners is carried out. At first, adjustment is made at the place of installation of the flexible pipe, then its cutting (according to the required size) and installation on its ends (ends) of standard zones (sections) of evaporation and condensation, for example, using connectors (bends) similar to those used for metal-plastic pipes in plumbing. After that, the heat pipe is charged with the working fluid (together with checking the latter for leaks).

Выполнение гибкой трубы с внутренним фитилем по всей ее длине необходимо для упрощения сборки и монтажа тепловой трубы по месту установки. Фитиль должен быть неотъемлемой составной частью гибкой трубы (закреплен в заводских условиях) и при монтаже тепловой трубы отрезаться вместе с гибкой трубой.The implementation of a flexible pipe with an internal wick along its entire length is necessary to simplify the assembly and installation of the heat pipe at the installation site. The wick should be an integral part of the flexible pipe (fixed in the factory) and cut off with the flexible pipe when installing the heat pipe.

Выполнение заправочного штуцера на участке испарения тепловой трубы необходимо для удобства заправки тепловой трубы рабочим телом, а также для удобства обслуживания как одной тепловой трубы, так и пучка тепловых труб, расположенных в одном вентиляционном канале вытяжного воздуха. Доступ к вентиляционному каналу всегда более открыт, чем к участкам кровли у ее кромок и у водостоков, тем более, что все тепловые трубы сходятся к вентиляционным каналам вытяжного воздуха. Заправочный штуцер может быть аналогичен заправочному штуцеру сплит-систем кондиционеров воздуха.The filling nozzle in the heat pipe evaporation section is necessary for the convenience of filling the heat pipe with a working fluid, as well as for the convenience of servicing both a single heat pipe and a bundle of heat pipes located in one exhaust duct of the exhaust air. Access to the ventilation duct is always more open than to the sections of the roof at its edges and at the gutters, especially since all the heat pipes converge to the ventilation ducts of the exhaust air. The filling nozzle can be similar to the filling nozzle of split systems of air conditioners.

Расположение зон (участков) испарения тепловых труб в вентиляционном канале вытяжного воздуха под кровлей (покрытием кровли) необходимо для обеспечения свободного прохода по чердаку и исключения загромождения чердаков (особенно проходов) установленными тепловыми трубами.The location of the zones (sections) of evaporation of the heat pipes in the ventilation duct of the exhaust air under the roof (roof covering) is necessary to ensure free passage through the attic and to avoid cluttering the attics (especially passages) with installed heat pipes.

Монтаж тепловых труб, их непосредственное крепление снизу к кровле (например, к стропильной системе и ее деревянной обрешетке) необходимо для оптимального расположения тепловых труб на чердаке и также для обеспечения свободного прохода по чердаку.Installation of heat pipes, their direct mounting from the bottom to the roof (for example, to the rafter system and its wooden crate) is necessary for the optimal location of heat pipes in the attic and also to ensure easy passage through the attic.

Таким образом, выполнение заявляемого устройства в соответствии с признаками формулы изобретения является новым для устройств предотвращения образования сосулек, что соответствует критерию "новизна".Thus, the implementation of the inventive device in accordance with the features of the claims is new to devices for preventing the formation of icicles, which meets the criterion of "novelty."

Вышеприведенная совокупность признаков не известна в настоящее время из уровня техники и не следует из общеизвестных правил конструирования устройств предотвращения образования сосулек, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".The above set of features is not currently known from the prior art and does not follow from well-known rules for the construction of icicles preventing devices, which proves compliance with the criterion of "inventive step".

Конструктивная реализация устройств предотвращения образования сосулек с указанной совокупностью признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, отсюда следует соответствие критерию "промышленная применимость".The constructive implementation of devices to prevent the formation of icicles with the indicated set of features does not present any structural, technical and technological difficulties, hence the compliance with the criterion of "industrial applicability" follows.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства.Figure 1 presents a diagram of the proposed device.

На фиг.2 - увеличенная выноска 1 из фиг.1 (зона конденсации составной тепловой трубы).In Fig.2 is an enlarged leader 1 of Fig.1 (condensation zone of a composite heat pipe).

На фиг.3 - увеличенная выноска 2 из фиг.1 (зона испарения составной тепловой трубы с заправочным штуцером).Figure 3 is an enlarged leader 2 of figure 1 (the evaporation zone of the composite heat pipe with a filling fitting).

Устройство содержит тепловые трубы 1, зоны испарения 2 которых расположены в вентиляционном канале (воздуховоде) 3 вытяжного воздуха, а зоны конденсации 4 тепловых труб 1 закрепляются под водостоками 5 и желобами 6 крыши 7. В процессе выпадения осадков в зимний период на крыше 7 скапливаются снежные массы 8, которые под действием тепловых потоков через перекрытия 9 здания превращаются в талые воды, стекающие к холодным желобам 6 и водостокам 5. В результате этого образуются наледи, ледяные валики и сосульки. Между зонами (участками) испарения 2 и конденсации 4 тепловые трубы 1 выполнены в виде гибкой (например, металлопластиковой) трубы с внутренним гибким фитилем. Соединение гибкой трубы с внутренним фитилем с зонами (участками) испарения 2 и конденсации 4 происходит с помощью встроенных в последние разъемов 10, аналогичных применяемым, например, для металлопластиковых труб в сантехнике. Зона (участок) испарения 2 тепловой трубы содержит заправочный штуцер 11 с запорным вентилем, например, аналогичным заправочному штуцеру сплит-систем кондиционеров воздуха. Особенностью расположения зон (участков) испарения 2 тепловых труб 1 в вентиляционном канале (воздуховоде) 3 вытяжного воздуха является то, что они расположены под самой крышей 7. Это обеспечивает свободный проход по чердаку и исключает загромождение чердаков и особенно проходов установленными тепловыми трубами 1. Гибкие тепловые трубы 1 также прикреплены под самой крышей 7, например, к стропильной системе и ее деревянной обрешетке 12 при помощи крепежных элементов 13.The device contains heat pipes 1, evaporation zones 2 of which are located in the exhaust duct (duct) 3 of exhaust air, and condensation zones 4 of heat pipes 1 are fixed under drains 5 and grooves 6 of roof 7. In the process of precipitation in winter, snow accumulates on roof 7 masses 8, which under the influence of heat fluxes through the floors 9 of the building turn into melt water flowing down to the cold gutters 6 and drains 5. As a result, ice, ice ridges and icicles form. Between the zones (sections) of evaporation 2 and condensation 4, the heat pipes 1 are made in the form of a flexible (for example, metal-plastic) pipe with an internal flexible wick. The flexible pipe with the internal wick is connected to the evaporation 2 and condensation 4 zones (sections) using the connectors 10 built into the latter, similar to those used, for example, for plastic pipes in plumbing. The zone (section) of evaporation 2 of the heat pipe contains a filling nozzle 11 with a shut-off valve, for example, a similar filling nozzle for split-systems of air conditioners. The peculiarity of the location of the zones (sections) of evaporation of 2 heat pipes 1 in the exhaust duct (duct) 3 of the exhaust air is that they are located under the roof 7. This allows easy passage through the attic and eliminates clutter of attics and especially passages with installed heat pipes 1. Flexible heat pipes 1 are also attached under the roof 7, for example, to the rafter system and its wooden crate 12 using fasteners 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Теплый воздух из помещения здания через вентиляционные отверстия поступает в вентиляционный канал (воздуховод) 3 вытяжного воздуха. Двигаясь по воздуховоду 3, воздушные потоки омывают зоны испарения 2 тепловых труб 1. Поглощенная теплота в зоне испарения 2 передается в зону конденсации 4 тепловых труб 1, где впоследствии она передается участкам кровли путем теплопроводности и конвекции. В результате подвода теплоты к желобам 6 и водостокам 5 крыши 7 происходит таяние образовавшихся на них ледяных валиков, наледи и сосулек. Таким образом, путь стока талой воды остается свободным в любое время и при любой температуре воздуха.Warm air from the building’s premises through the ventilation holes enters the exhaust duct (duct) 3 of the exhaust air. Moving through the duct 3, the air flows wash the evaporation zones 2 of the heat pipes 1. The absorbed heat in the evaporation zone 2 is transferred to the condensation zone 4 of the heat pipes 1, where it is subsequently transferred to the roof sections by heat conduction and convection. As a result of the supply of heat to the gutters 6 and the drains 5 of the roof 7, the ice ridges formed on them melt, ice and icicles. Thus, the flow path of meltwater remains free at any time and at any temperature.

Данное устройство позволяет получить технический результат, состоящий в существенном снижении стоимости изготовления и монтажа тепловых труб в зданиях, а также в повышении удобства монтажа тепловых труб без загромождения помещений и проходов чердаков.This device allows to obtain a technical result, consisting in a significant reduction in the cost of manufacturing and installation of heat pipes in buildings, as well as in improving the convenience of installing heat pipes without cluttering the rooms and passages of attics.

ЛитератураLiterature

1. А.с. СССР №840602, М. кл. F24F 5/00, 1979 г.1. A.S. USSR No. 840602, M. cl. F24F 5/00, 1979

2. А.с. СССР №1043430, М. кл. F24F 5/00, 1983 г.2. A.S. USSR No. 1043430, M. cl. F24F 5/00, 1983

3. Гагарина Т. Рецепт кровельного пирога /Современный дом, 2002, №4, с.48-54.3. Gagarina T. The recipe for a roofing pie / Modern House, 2002, No. 4, p. 48-54.

4. Патент РФ №2237220, МПК7 F24F 5/00, 2004 г.4. RF patent No. 2237220, IPC 7 F24F 5/00, 2004

Claims (2)

1. Составное устройство для предотвращения образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши, отличающееся тем, что тепловые трубы выполнены составными из зон испарения и конденсации, между которыми находятся гибкие трубы с внутренним фитилем по всей их длине, а зона испарения содержит заправочный штуцер.1. A composite device for preventing the formation of icicles, comprising a roof heater made in the form of heat pipes, the evaporation zones of which are located in the ventilation duct, and the condensation zones are fixed under the gutters and roof gutters, characterized in that the heat pipes are made up of integral zones of evaporation and condensation between which there are flexible pipes with an internal wick along their entire length, and the evaporation zone contains a filling nozzle. 2. Составное устройство для предотвращения образования сосулек по п.1, отличающееся тем, что зоны испарения тепловых труб размещены в вентиляционном канале под кровлей, а сами тепловые трубы прикреплены снизу к кровле.2. A composite device for preventing the formation of icicles according to claim 1, characterized in that the evaporation zones of the heat pipes are located in the ventilation channel under the roof, and the heat pipes themselves are attached from below to the roof.
RU2006103314/03A 2006-02-06 2006-02-06 Composite icicle formation prevention device RU2301308C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006103314/03A RU2301308C1 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Composite icicle formation prevention device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006103314/03A RU2301308C1 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Composite icicle formation prevention device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2301308C1 true RU2301308C1 (en) 2007-06-20

Family

ID=38314358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006103314/03A RU2301308C1 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Composite icicle formation prevention device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301308C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6347527B1 (en) Integrated system for heating, cooling and heat recovery ventilation
US20070197158A1 (en) Duct assembly and method of using the duct assembly in an attic
US9182136B2 (en) Heating and cooling system
US4371031A (en) Arrangement for air conditioning control in buildings
US20210262679A1 (en) Convection-enhanced central air conditioning system
EP3745042B1 (en) Ventilation climate system and method for controlling a ventilation climate system
RU2301308C1 (en) Composite icicle formation prevention device
RU2439260C2 (en) Method of building roof collecting systems protection against icing
CN106016540A (en) Ground temperature control system
EP4191185A1 (en) Air conditioner unit and air conditioner
CN1314565A (en) Method and device for mixing wind and anti-freezing of ventilator units
RU2301311C1 (en) Icicle formation prevention device
CN206018872U (en) Ground changes in temperature control system
RU2250970C2 (en) Ventilation system for sloping roof
RU2301309C1 (en) Reversible device for icicle formation prevention
RU2807824C2 (en) Device for heating and preventing birds landing on chimney pipe of heating boiler
WO2007009169A1 (en) Temperature modulating apparatus
JP7370661B1 (en) Attic heating management system
RU2237220C2 (en) Device for prevention of icing on roof edges and icicles
CN221098857U (en) Radiation cooling system with dehumidification function
Makela et al. Comparison of Standard 90.1-2010 and the 2012 IECC with Respect to Commercial Buildings
RU150160U1 (en) PUMP ROOF HEAT SYSTEM
RU2375529C2 (en) Device for protecting water outlet systems of roofs against ice formation
AU2006272443B2 (en) Temperature modulating apparatus
JP2000297502A (en) Environmental condition maintaining system for housing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080207