RU2732287C1

RU2732287C1 - System for protection of roof and gutters against icing

Info

Publication number: RU2732287C1
Application number: RU2019143448A
Authority: RU
Inventors: Сергей Аврамович Ахременко; Максим Владимирович Протченко; Дмитрий Александрович Викторов
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-09-15

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to a system for protection of roof and gutters against icing. Proposed system comprises control unit connected with power cables and distribution boxes regulating operation mode of system elements, namely, roof heating modules, anti-ice drain gates, heating cables installed in gutters, as well as temperature, humidity and precipitation sensors. Modules of drain gates have connectors protected by polymer insulation. Roof heating modules are placed under a roof coating and are made in the form of a heat-insulating film on which a heating cable covered with a flexible metal mesh is fixed. On ends of heating cable there are connectors protected by polymer insulation, for connection of roof heating modules between each other and control unit.

EFFECT: higher operational reliability.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится области строительства, в частности к инженерному оборудованию, а именно к системам борьбы с обледенением скатной кровли и водосточной системы.The invention relates to the field of construction, in particular to engineering equipment, namely to systems for combating icing of a pitched roof and a drainage system.

Известна нагревательная система плавления снега и льда на крыше (патент США Pub. No.: US 2006/0288652 А1). Нагревательный кабель находится в специальной металлической панели, предотвращающей негативные воздействия на кабель. Однако панели выступают над покрытием кровли, поэтому существует опасность попадания влаги под панель и появления коррозии металлических элементов кровли ввиду длительного воздействия воды на металл.A heating system for melting snow and ice on a roof is known (US Patent Pub. No .: US 2006/0288652 A1). The heating cable is located in a special metal panel that prevents negative effects on the cable. However, the panels protrude above the roof covering, so there is a risk of moisture getting under the panel and corrosion of metal elements of the roof due to prolonged exposure to water on the metal.

Известна гибкая раскатывающаяся нагревательная система, включающая в себя слой изоляционного материала, слой проводящего материала, помещенный между ними электрический нагревательный кабель, и электрический элемент для соединения кабеля с источником питания (патент США Patent No.:US 8.598.499 В2). К недостаткам такой системы можно отнести сложность закрепления раскатывающейся панели на краю кровли, опасность повреждения панели при установке.Known flexible rolling heating system, including a layer of insulating material, a layer of conductive material placed between them an electric heating cable, and an electrical element for connecting the cable to a power source (US patent No.:US 8.598.499 B2). The disadvantages of such a system include the difficulty of fixing the rolling panel on the edge of the roof, the risk of damage to the panel during installation.

Известна также антиобледенительная водосточная воронка, состоящая из корпуса в виде цилиндра и усеченного конуса с капельником, к которому подведен нагревательный кабель (Патент на полезную модель №191422). При попадании талой воды в антиобледенительную водосточную воронку ее замерзание не происходит ввиду нагрева корпуса. На капельнике образуется скопление жидкости и происходит ее падение на антиобледенительную водосточную воронку, расположенную ниже в водосточной трубе или удаление жидкости из водосточной системы через сливное колено. Недостатком данной полезной модели является отсутствие на концах кабеля специализированных разъемов для интегрирования данной воронки в систему антиобледенения.There is also known an anti-icing drain funnel, consisting of a body in the form of a cylinder and a truncated cone with a drip, to which a heating cable is connected (Patent for utility model No. 191422). When melt water gets into the de-icing drain funnel, it does not freeze due to the heating of the case. An accumulation of liquid forms on the dropper and it falls onto the de-icing drain funnel located below in the drain pipe or the liquid is removed from the drain system through the drain elbow. The disadvantage of this useful model is the lack of specialized connectors at the ends of the cable for integrating this funnel into the anti-icing system.

Общим недостатком представленных решений является направленность на борьбу с обледенением одного элемента водосточной системы. То есть представленные решения имеют низкую эффективность защиты водосточной системы от образования наледей при их использовании без дополнительных нагревательных элементов, расположенных в незащищенных местах водосточной системы.A common disadvantage of the presented solutions is the focus on combating icing of one element of the drainage system. That is, the presented solutions have a low efficiency of protecting the drainage system from icing when used without additional heating elements located in unprotected places of the drainage system.

Известен комплекс для защиты зданий от образования льда в водостоках и наледи в виде сосулек на карнизах кровли, включающий в себя карбоновую термоленту, обеспечивающую подогрев кромки кровли, инфракрасный или СВЧ излучатели для обогрева водостоков и петли из термокабеля для подогрева водосточных труб, управляемые при помощи электрического блока, работающего в автоматическом режиме (Патент на изобретение №2493339). Существенными недостатками данного комплекса являются незащищенность карбоновой термоленты от воздействия ультрафиолетовых лучей, опасность механических повреждений кровельного покрытия, возникающая при производстве работ на кровле, а также большая необходимая длина термокабеля, которая значительно увеличивает затраты на его нагрев.A complex is known for protecting buildings from the formation of ice in gutters and ice in the form of icicles on the eaves of the roof, including a carbon thermo tape that provides heating of the roof edge, infrared or microwave radiators for heating gutters and loops from a thermal cable for heating gutters, controlled by electric unit operating in automatic mode (Patent for invention No. 2493339). Significant disadvantages of this complex are the insecurity of the carbon thermal tape from the effects of ultraviolet rays, the danger of mechanical damage to the roofing that arises during work on the roof, as well as the large required length of the thermal cable, which significantly increases the cost of heating it.

Задачей изобретения является увеличение эффективности защиты водосточной системы от обледенения в зимний период.The objective of the invention is to increase the efficiency of protection of the drainage system from icing in the winter.

Указанная задача достигается тем, что система защиты кровли и водостоков от обледенения, содержащая блок управления, соединенный с элементами системы при помощи силовых кабелей и распределительных коробок, осуществляющий регулирование режимов работы элементов системы, а именно модулей нагрева кровли, модулей антиобледенительных водосточных воронок, нагревательных кабелей, расположенных в водосточных желобах, а также датчиков температуры, влажности и осадков, отличающаяся тем, что модули антиобледенительных водосточных воронок имеют защищенные полимерной изоляцией разъемы на корпусе, необходимые для подведения силового кабеля, модули нагрева кровли помещены под кровельное покрытие и выполнены в виде теплоизоляционной пленки, на которой закреплен нагревательный кабель, покрываемый гибкой металлической сеткой, при этом на концах нагревательного кабеля расположены защищенные полимерной изоляцией разъемы, для соединения модулей между собой и блоком управления.This task is achieved by the fact that the system for protecting the roof and gutters from icing, containing a control unit connected to the system elements using power cables and junction boxes, regulating the operating modes of the system elements, namely, roof heating modules, anti-icing drain funnel modules, heating cables located in the gutters, as well as temperature, humidity and precipitation sensors, characterized in that the modules of the de-icing gutters have polymer-insulated connectors on the body required for the power cable, the roof heating modules are placed under the roof covering and are made in the form of a heat-insulating film , on which the heating cable is fixed, covered with a flexible metal mesh, while at the ends of the heating cable there are polymer-insulated connectors for connecting the modules to each other and the control unit.

Блок управления позволяет управлять отдельно каждым элементом системы и своевременно осуществлять замену и ремонт вышедших из строя элементов.The control unit allows you to separately control each element of the system and promptly replace and repair failed elements.

Технический результат: повышение возможностей модернизации систем антиобледенения за счет использования модулей, а также уменьшение затрат на питание нагревательных элементов за счет уменьшения необходимой длины нагревательных кабелей.EFFECT: increased opportunities for modernization of anti-icing systems through the use of modules, as well as reduced costs for powering heating elements by reducing the required length of heating cables.

В результате использования модулей нагрева кровли повысится защищенность нагревательной секции от воздействия сползания снежной массы, от обрывов нагревательного кабеля при ремонте кровельного покрытия и от воздействия ультрафиолетовых лучей, что увеличит срок службы данного элемента системы антиобледенения. Кроме того, гибкая теплоизоляционная пленка снизит теплопотери крыши, тем самым сведет к минимуму вероятность образования сосулек на краю кровли.As a result of the use of roof heating modules, the protection of the heating section will increase from the effects of sliding snow mass, from breaks in the heating cable during the repair of the roof covering and from exposure to ultraviolet rays, which will increase the service life of this element of the anti-icing system. In addition, flexible thermal insulation film will reduce the heat loss of the roof, thereby minimizing the likelihood of icicles forming at the edge of the roof.

Использование модулей антиобледенительных водосточных воронок снизит общие затраты на эксплуатацию нагревательной системы за счет уменьшения необходимой длины нагревательного кабеля в водосточных трубах.The use of funnel de-icing modules will reduce the total cost of operating the heating system by reducing the required heating cable length in the downpipes.

Применение разъемов для соединения модулей нагрева кровли и модулей антиобледенительных водосточных воронок с силовыми кабелями и блоком управления, повышает ремонтопригодность системы, благодаря возможности замены отдельных нагревательных элементов или замены изношенных силовых кабелей без необходимости полного ремонта системы.The use of connectors for connecting roof heating modules and de-icing gutter modules with power cables and a control unit, increases the maintainability of the system, due to the possibility of replacing individual heating elements or replacing worn out power cables without the need for a complete system repair.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображена схема изобретения. На фигуре 2 изображен модуль нагрева кровли. На фигуре 3 изображен модуль антиобледенительной водосточной воронки.The essence of the invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a diagram of the invention. Figure 2 shows a roof heating module. Figure 3 depicts a de-icing funnel module.

Система защиты кровли и водостоков от обледенения содержит блок управления 1, соединенный с элементами системы при помощи силовых кабелей 2 и распределительных коробок 3, осуществляющий регулирование режимов работы элементов системы, а именно модулей нагрева кровли 4, модулей антиобледенительных водосточных воронок 5, нагревательных кабелей 6, расположенных в водосточных желобах, а также датчика температуры 7, датчика влажности 8 и датчика осадков 9. При этом, модули антиобледенительных водосточных воронок 5 имеют разъемы 10 для подведения силового кабеля 2, расположенные на корпусе модуля антиобледенительной водосточной воронки 5. Разъемы 10 дополнительно защищены полимерной изоляцией для уменьшения риска возникновения короткого замыкания. Модули нагрева кровли 4 помещены под кровельное покрытие и выполнены в виде теплоизоляционной пленки 11, на которой закреплен нагревательный кабель 12, покрываемый гибкой металлической сеткой 13, обеспечивающей жесткость и равномерный нагрев всего модуля 4. На концах нагревательного кабеля 12 расположены разъемы 10, защищенные полимерной изоляцией, которые предназначены для соединения модулей нагрева кровли 4 между собой и блоком управления 1.The system for protecting the roof and gutters from icing contains a control unit 1, connected to the system elements using power cables 2 and junction boxes 3, which regulates the operating modes of the system elements, namely, roof heating modules 4, de-icing drain funnel modules 5, heating cables 6, located in the gutters, as well as the temperature sensor 7, the humidity sensor 8 and the precipitation sensor 9. At the same time, the de-icing gutter modules 5 have connectors 10 for supplying the power cable 2, located on the body of the de-icing gutter module 5. The connectors 10 are additionally protected by a polymer insulation to reduce the risk of short circuits. The roof heating modules 4 are placed under the roofing and are made in the form of a heat-insulating film 11, on which the heating cable 12 is fixed, covered with a flexible metal mesh 13, which ensures rigidity and uniform heating of the entire module 4. At the ends of the heating cable 12, there are connectors 10 protected by polymer insulation , which are designed to connect the roof heating modules 4 between themselves and the control unit 1.

Принцип работы антиобледенительной модульной системы состоит в следующем. При понижении температуры и влажности воздуха до показателей, при которых происходит образование наледи датчики 7, 8, 9 начинают передавать сигнал блоку управления 1 о подаче энергии на элементы системы защиты кровли и водостоков от обледенения.The principle of operation of the anti-icing modular system is as follows. When the temperature and humidity of the air drop to the values at which the formation of ice occurs, the sensors 7, 8, 9 begin to transmit a signal to the control unit 1 about the supply of energy to the elements of the system for protecting the roof and gutters from icing.

При подаче энергии на модуль нагрева кровли 4 начинается нагрев кабеля 12, помещенного на гибкую теплоизоляционную пленку 11. В результате происходит нагрев гибкой металлической сетки 13, которая передает энергию материалу кровли, предотвращая ее обледенение.When energy is supplied to the roof heating module 4, heating of the cable 12 begins, placed on the flexible heat-insulating film 11. As a result, the flexible metal mesh 13 is heated, which transfers energy to the roof material, preventing its icing.

При подаче энергии нагревательным кабелям 6, расположенным в водосточных желобах, будет осуществляться их нагрев и предотвращение обледенения водосточных желобов.When energy is supplied to the heating cables 6 located in the gutters, they will be heated and prevent icing of the gutters.

При подаче энергии модулям антиобледенительных кровельных воронок 5 осуществляется их нагрев и удаление талой воды из водочных труб.When the energy is supplied to the modules of the de-icing roof funnels 5, they are heated and the melt water is removed from the water pipes.

Claims

A system for protecting the roof and gutters from icing, containing a control unit connected to the system elements using power cables and junction boxes, which regulates the operating modes of the system elements, namely, roof heating modules, de-icing gutter modules, heating cables located in the gutters, as well as temperature, humidity and precipitation sensors, characterized in that the modules of the de-icing gutters have polymer-insulated connectors on the casing required for connecting the power cable, the roof heating modules are placed under the roof covering and are made in the form of an insulating film on which the heating cable is fixed covered with a flexible metal mesh, with polymer-insulated connectors located at the ends of the heating cable for connecting the modules to each other and the control unit.