RU51059U1

RU51059U1 - THERMOELECTRIC MAT

Info

Publication number: RU51059U1
Application number: RU2005126921/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Константинович Сысоев; Павел Леонидович Какурин
Original assignee: Александр Константинович Сысоев; Павел Леонидович Какурин
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для разогрева гидроизоляционного слоя рулонных и мастичных кровель и уложенной бетонной смеси. Технический результат: увеличение срока службы термоэлектрического мата. Термоэлектрический мат, содержащий послойно размещенные друг над другом плоский эластичный электронагреватель, выполненный из неметаллического материала с электродами по краям, термоаккумулирующий слой, теплоизолирующий слой и отражающий слой, снабжен эластичным компенсатором, который выполнен равным по площади плоскому эластичному электронагревателю и связан с ним по продольным сторонам. Плоский эластичный, эластичный компенсатор, теплоаккумулирующий слой, теплоизолирующий слой и отражающий слой заключены в одну термостойкую оболочку.The utility model relates to the field of construction and can be used to heat up the waterproofing layer of rolled and mastic roofs and laid concrete mix. Effect: increase the life of the thermoelectric mat. A thermoelectric mat comprising a flat elastic electric heater, layered on top of one another, made of non-metallic material with electrodes at the edges, a heat storage layer, a heat insulating layer and a reflective layer, equipped with an elastic compensator, which is made equal in size to a flat elastic electric heater and connected with it along the longitudinal sides . Flat elastic, elastic compensator, heat storage layer, heat insulating layer and reflective layer are enclosed in one heat-resistant shell.

Description

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для разогрева гидроизоляционного слоя рулонных и мастичных кровель и уложенной бетонной смеси.The utility model relates to the field of construction and can be used to heat up the waterproofing layer of rolled and mastic roofs and laid concrete mix.

Известны термоэлектрические маты, нагревательные элементы которые изготавливаются из зигзагообразной нихромовой проволоки, размещенной в карманах чехла из стеклянной ткани (см. В.С.Аханов "Электротермия в технологии бетона", Махачкала, Дагестанское книжное издательство, 1971 г, с 206-207, рис.87).Thermoelectric mats are known whose heating elements are made of a zigzag nichrome wire placed in the pockets of a glass cloth pouch (see V.S. Ahanov "Electrotherm in Concrete Technology", Makhachkala, Dagestan Book Publishing House, 1971, 206-207, fig. .87).

Известен также термоэлектрический мат, нагревательный элемент которого состоит из асбестовой ткани с продернутой нихромовой проволокой диаметром 0,8 мм. Нагревательный элемент помещен между слоями стеклянной ткани и сверху покрыт теплоизоляционными слоями из ватина, пропитанного огнезащитным составом. Все элементы термоэлектрического мата заключены во влагоизолирующую теплостойкую оболочку (см. В.С.Аханов "Электротермия в технологии бетона", Махачкала, Дагестанское книжное издательство, 1971 г., с 206-208, рис 88, 89).A thermoelectric mat is also known, the heating element of which consists of asbestos fabric with an extruded nichrome wire with a diameter of 0.8 mm. The heating element is placed between the layers of glass cloth and on top is covered with heat-insulating layers of batting, impregnated with a flame retardant. All elements of the thermoelectric mat are enclosed in a moisture-insulating heat-resistant casing (see V.S. Ahanov "Electrotherm in Concrete Technology", Makhachkala, Dagestan Book Publishing House, 1971, 206-208, Fig. 88, 89).

Основным недостатком описанных выше термоэлектрических матов является то, что используемая в качестве нагревательного элемента нихромовая проволока быстро выходит из строя (обрывается).The main disadvantage of the thermoelectric mats described above is that the nichrome wire used as a heating element quickly fails (breaks).

Указанный недостаток обусловлен, во-первых, частыми и многократными перегибами мата при перемещении его по кровле в процессе поэтапного разогрева гидроизоляционного слоя, а во-вторых, перегибами мата с разогретой нихромовой проволокой, так как ее хрупкость значительно возрастает при высоких температурах.This drawback is caused, firstly, by frequent and repeated kinks of the mat when moving it over the roof during the stage-by-stage heating of the waterproofing layer, and secondly, by kinks of the mat with a heated nichrome wire, since its brittleness increases significantly at high temperatures.

Известен гибкий электронагреватель, содержащий нагревательный элемент, выполненный из углеродного волокна на основе Known flexible electric heater containing a heating element made of carbon fiber based

гидратцеллюлозных волокон с конечной температурой обработки не менее 1800°С, размещенную поверх него изоляцию и защитный кожух, выполненный из стекловолокна, и подсоединенные контакты из металлической фольги. При этом нагревательный элемент выполнен из углеродной ленты шириной 20-100 мм, изоляция - в виде герметичного чехла из фторопластовой пленки, а подсоединительные контакты из металлической фольги выполнены сложенными и завернутыми вместе с концами углеродной ленты и снабжены обжимающими полосками из нержавеющей стали (см патент РФ №2079979, МПК Н 05 В 3/34).cellulose fiber with a final processing temperature of at least 1800 ° C, insulation placed on top of it and a protective casing made of fiberglass, and connected contacts made of metal foil. In this case, the heating element is made of a carbon tape with a width of 20-100 mm, the insulation is in the form of a sealed cover made of a fluoroplastic film, and the connecting contacts of the metal foil are folded and wrapped together with the ends of the carbon tape and equipped with compression strips of stainless steel (see RF patent No. 2079979, IPC Н 05 В 3/34).

Применение в качестве нагревательного элемента углеродной ленты увеличивает долговечность гибкого электронагревателя по сравнению с описанными выше термоэлектрическими матами с нихромовой проволокой. Тем не менее, он имеет свои существенные недостатки, основным из которых ограниченные технологические возможности и значительные теплопотери.The use of carbon tape as a heating element increases the durability of a flexible electric heater in comparison with the thermoelectric mats described above with nichrome wire. Nevertheless, it has its significant drawbacks, the main of which are limited technological capabilities and significant heat loss.

Ограниченные технологические возможности обусловлены шириной нагревательного элемента (20-100 мм), что не позволяет применять его для разогрева гидроизоляционного слоя при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель, а также для выполнения ряда других работ.Limited technological capabilities are due to the width of the heating element (20-100 mm), which does not allow it to be used to heat the waterproofing layer during the repair and installation of rolled and mastic roofs, as well as to perform a number of other works.

Значительные теплопотери обусловлены тем, что верхняя, контактирующая с атмосферой поверхность электронагревателя не имеет дополнительной теплоизоляции. В связи с этим интенсивность теплопередачи от электронагревателя на разогреваемую поверхность и в атмосферу одинакова. Последний недостаток является наиболее распространенным среди объектов аналогичного назначения (см, например, патент РФ №2094958, МПК Н 05 В 3/36 и др.).Significant heat losses are due to the fact that the upper surface of the electric heater in contact with the atmosphere does not have additional thermal insulation. In this regard, the intensity of heat transfer from the electric heater to the heated surface and to the atmosphere is the same. The latter drawback is the most common among objects of similar purpose (see, for example, RF patent No. 2094958, IPC H 05 B 3/36, etc.).

Известен термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель (см. патент РФ №2094958, МПК Н 05 В 3/36).Known thermoelectric mat for heating a waterproofing carpet during the repair and installation of rolled and mastic roofs (see RF patent No. 2094958, IPC N 05 B 3/36).

Термоэлектрический мат содержит послойно размещенные друг на другом плоский эластичный прямоугольный нагреватель из углеродной The thermoelectric mat contains a flat elastic rectangular carbon heater in layers placed on top of each other

ткани с электродами по краям, теплоаккумулирующий слой, отражающий слой и теплоизолирующий слой. Плоский прямоугольный нагреватель и теплоаккумулирующий слой заключены в термостойкую оболочку и образуют греющий элемент. Отражающий и теплоизолирующий слой также заключены в термостойкую оболочку и образуют теплоизолирующий элемент. Между греющим и теплоизолирующим элементом размещен деформационный шов.fabrics with electrodes at the edges, a heat storage layer, a reflective layer and a heat insulating layer. A flat rectangular heater and a heat storage layer are enclosed in a heat-resistant shell and form a heating element. The reflective and heat-insulating layer is also enclosed in a heat-resistant shell and form a heat-insulating element. Between the heating and heat-insulating element there is a deformation seam.

В термоэлектрическом мате для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель значительно снижены теплопотери, имеющие место у описанных выше аналогов, что сокращает время разогрева и снижает затраты электроэнергии.In a thermoelectric mat for heating a waterproofing carpet during the repair and installation of rolled and mastic roofs, the heat losses occurring in the analogues described above are significantly reduced, which reduces the heating time and reduces the cost of electricity.

Тем не менее, у выбранного за прототип термоэлектрического мата имеются недостатки.Nevertheless, the thermoelectric mat selected for the prototype has disadvantages.

При использовании его для разогрева уложенной бетонной смеси в деформационный шов попадает цементное молоко (вода с добавлением цемента). После испарения водной составляющей на влагостойких оболочках в деформационном шве осаживается цемент, в результате чего термоэлектрический мат теряет эластичность, а термостойкие оболочки лопаются, что приводит к сокращению срока службы мата. При частых сгибаниях термоэлектрического мата (в процессе его перемещения по кровле) в плоском эластичном нагревателе образуются складки в поперечном направлении, часть которых остается и после укладки мата на разогреваемую поверхность. При этом, чем больше размеры мата и чем интенсивнее он эксплуатируется, тем больше складок образуется в электронагревателе. Указанные складки являются причиной преждевременного перегорания участков электронагревателя из-за замыкания между токопроводящими неметаллическими нитями, что также приводит к сокращению срока службы мата.When using it to heat the laid concrete mixture, cement milk (water with the addition of cement) enters the expansion joint. After evaporation of the aqueous component on the moisture-resistant shells in the expansion joint, cement settles, as a result of which the thermoelectric mat loses its elasticity, and the heat-resistant shells burst, which reduces the mat's service life. With frequent bending of the thermoelectric mat (in the process of moving it over the roof), folds in the transverse direction form in a flat elastic heater, some of which remain after laying the mat on a heated surface. In this case, the larger the mat and the more intensively it is used, the more folds are formed in the heater. These folds are the cause of premature burnout of sections of the electric heater due to a short between conductive non-metallic threads, which also leads to a reduction in the life of the mat.

Технической задачей полезной модели состояла в увеличении срока службы электрического мата.The technical task of the utility model was to increase the life of the electric mat.

Сущность полезной модели заключается в том, что термоэлектрический мат, содержащий послойно размещенные друг на другом плоский эластичные нагреватель, выполненный из неметаллического материала с электродами по краям, термоаккумулирующий слой, теплоизолирующий слой и отражающий слой, снабжен, эластичным компенсатором, который выполнен равным по площади плоскому эластичному нагревателю и связан с ним по продольным сторонам, при этом плоский эластичный электронагреватель, эластичный компенсатор, теплоаккумулирующий слой, теплоизолирующий слой и отражающий слой заключены в одну термостойкую оболочку.The essence of the utility model lies in the fact that the thermoelectric mat containing layer-by-layer flat elastic heaters made of non-metallic material with electrodes at the edges, the thermal storage layer, the heat-insulating layer and the reflective layer is equipped with an elastic compensator that is made equal in size to the flat elastic heater and is connected with it along the longitudinal sides, while a flat elastic electric heater, an elastic compensator, a heat storage layer, heat insulation the coating layer and the reflection layer are enclosed in a single heat-resistant shell.

Кроме того, эластичный компенсатор выполнен толщиной 0,1-2,0 мм.In addition, the elastic compensator is made with a thickness of 0.1-2.0 mm.

Предлагаемая конструкция исключает образование складок в плоском эластичном нагревателе в процессе переноса термоэлектрического мата и укладки его на разогреваемую поверхность кровли, а, следовательно, исключает замыкания между токопроводящими неметаллическими нитями электронагревателя. Термоэлектрический мат с одинаковым успехом используется для разогрева кровли, как в сухое, так и во влажное время года, в том числе в аварийных ситуациях во время осадков в виде дождя или снега. Кроме того, предлагаемый термоэлектрический мат можно использовать для разогрева уложенного бетона.The proposed design eliminates the formation of folds in a flat elastic heater during the transfer of the thermoelectric mat and laying it on the heated surface of the roof, and, therefore, eliminates short circuits between the conductive non-metallic threads of the electric heater. The thermoelectric mat is equally used for heating the roof, both in the dry and in the wet season, including in emergency situations during precipitation in the form of rain or snow. In addition, the proposed thermoelectric mat can be used to heat the laid concrete.

После разогрева цементный налет образуется только на внешних слоях оболочки (а не на внутренних частях) мата и легко удаляется водой.After heating, a cement coating forms only on the outer layers of the shell (and not on the inside) of the mat and is easily removed by water.

Перечисленные преимущества не только увеличивают срок службы термоэлектрического мата, на и расширяют его технологические возможности.The listed advantages not only increase the life of the thermoelectric mat, but also expand its technological capabilities.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид термоэлектрического мата; на фиг.2 - вид термоэлектрического мата в поперечном разрезе по А-А.The utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a view of a thermoelectric mat; figure 2 is a view of a thermoelectric mat in cross section along aa.

Термоэлектрический мат содержит термостойкую оболочку 1, в которой послойно размещены друг на другом плоский эластичный The thermoelectric mat contains a heat-resistant shell 1, in which flat elastic

электронагреватель 2 с электродами по краям (на черт. не показаны), эластичный компенсатор 3, выполненный равным по площади плоскому эластичному электронагревателю 2, теплоаккумулирующий слой 4, теплоизолирующий слой 4 и отражающий слой 6. Эластичный компенсатор 3 может быть расположен между плоским эластичным электронагревателем 2 и теплоаккумулирующим слоем 4, как показано на фиг.2, или между теплоаккумулирующим слоем 4 и теплоизолирующим слоем 5. Плоский эластичный нагреватель 2 и эластичный компенсатор 3, связаны между собой продольным сторонам посредством прошивки 7. Остальные слои, размещенные в термостойкой оболочке также могут быть прошиты.an electric heater 2 with electrodes at the edges (not shown in the drawing), an elastic compensator 3, made equal in size to a flat elastic electric heater 2, a heat storage layer 4, a heat insulating layer 4 and a reflective layer 6. An elastic compensator 3 can be located between the flat elastic electric heater 2 and a heat storage layer 4, as shown in FIG. 2, or between a heat storage layer 4 and a heat insulating layer 5. A flat elastic heater 2 and an elastic compensator 3 are interconnected by a longitudinal Ron through firmware 7. The remaining layers placed in a heat-resistant shell can also be stitched.

В зонах размещения электродов термоэлектрический мат снабжен усилителями жесткости 8, на которых закреплены ручки 9. Электроды соединяются с источником напряжения (на черт. не показан) посредством проводов 10.In the areas where the electrodes are placed, the thermoelectric mat is equipped with stiffening amplifiers 8, on which the handles are fixed 9. The electrodes are connected to a voltage source (not shown in the drawing) by means of wires 10.

Термостойкая оболочка 1 выполнена из термостойкого материала, например, из стеклоткани Т-11,Т-13 (ГОСТ 19170-73, материала РЭТСАР (ГОСТ) и т.д.Heat-resistant shell 1 is made of heat-resistant material, for example, fiberglass T-11, T-13 (GOST 19170-73, RETSAR material (GOST), etc.

Плоский эластичный электронагреватель 2 выполнен из неметаллического токопроводящего материала, например, их углеграфитовой ткани УРАЛ-22ТР с содержанием углерода 99% (ГОСТ 28005-88).Flat elastic electric heater 2 is made of a non-metallic conductive material, for example, their carbon-graphite fabric URAL-22TR with a carbon content of 99% (GOST 28005-88).

Эластичный компенсатор 3 выполнен, например, из стеклоткани Т-13, фторолакоткани 4ФД-Э01-Б (ТУ 301-05-422-89) или другого материала с аналогичными эластичностью и теплостойкостью. Толщина эластичного компенсатора 0,1-2,0 мм. При толщине менее 0,1 мм эластичный компенсатор 3 быстро выходит из строя, а при толщине более 2,0 мм ухудшается его эластичность.The elastic compensator 3 is made, for example, of T-13 fiberglass, 4FD-E01-B fluorolacotissue (TU 301-05-422-89) or other material with similar elasticity and heat resistance. The thickness of the elastic compensator is 0.1-2.0 mm. With a thickness of less than 0.1 mm, the elastic compensator 3 quickly fails, and with a thickness of more than 2.0 mm, its elasticity deteriorates.

Теплоизолирующий слой 4 выполнен из любого эластичного материала с коэффициентом теплопроводности не превышающим 0,2 (Вт/(м·°С).The heat-insulating layer 4 is made of any elastic material with a thermal conductivity coefficient not exceeding 0.2 (W / (m · ° C).

Отражающий слой 6 выполнен из алюминиевой фольги (ГОСТ 618-73).The reflective layer 6 is made of aluminum foil (GOST 618-73).

Усилители жесткости 8 выполнены из поликарбоната ПК-1-ПК-4 (ТУ 8729-02-003 00279-00) или другого термопластичного материала. Термоэлектрический мат работает следующим образом. Подлежащий восстановлению участок кровли предварительно очищают от грязи и просушивают. Затем на него укладывают термоэлектрический мат, таким образом, чтобы исключить неплотный контакт с разогреваемым участком.The stiffness amplifiers 8 are made of polycarbonate PK-1-PK-4 (TU 8729-02-003 00279-00) or other thermoplastic material. Thermoelectric mat works as follows. The area of the roof to be restored is first cleaned of dirt and dried. Then a thermoelectric mat is laid on it, in such a way as to exclude loose contact with the heated area.

С помощью проводов 10 подключают термоэлектрический мат к источнику напряжения, например, сварочному трансформатору. Электрический ток, проходя через плоский эластичный электронагреватель 2 разогревает его. При этом большая часть теплового потока через нижнюю (контактирующую с кровлей) поверхность термостойкой оболочки 1 направляется на разогреваемый участок кровли. Меньшая часть теплового потока, преодолев эластичный компенсатор 3, теплоаккумулирующий слой 4, и теплоизолирующий слой 5, попадает на отражающий слой 6. В результате чего часть этого теплового потока снова направляется в сторону разогреваемого участка кровли.Using wires 10 connect the thermoelectric mat to a voltage source, for example, a welding transformer. An electric current passing through a flat elastic electric heater 2 heats it. Moreover, most of the heat flow through the lower (in contact with the roof) surface of the heat-resistant shell 1 is directed to the heated section of the roof. A smaller part of the heat flux, having overcome the elastic compensator 3, the heat-accumulating layer 4, and the heat-insulating layer 5, falls on the reflective layer 6. As a result, part of this heat flux is again directed towards the heated section of the roof.

После окончания разогрева термоэлектрический мат снимают и переносят за ручки 9 на другой участок кровли, в процессе чего происходит его прогиб. Более того, в процессе переноса термоэлектрического мата часто смещают один конец относительно другого тем самым, перекашивая и даже частично скручивая плоский эластичный электронагреватель 2.After warming up, the thermoelectric mat is removed and transferred by handles 9 to another section of the roof, during which it sags. Moreover, during the transfer of the thermoelectric mat, one end is often shifted relative to the other, thereby warping and even partially twisting the flat elastic electric heater 2.

Однако возникающие при этом силы воспринимаются эластичным компенсатором 3, который соединен с плоским электронагревателем 2, по продольным сторонам. В результате этого исключается образование складок в плоском эластичном нагревателе 8, а, следовательно, исключается замыкания между его токопроводящими неметаллическими нитями.However, the forces arising from this are perceived by the elastic compensator 3, which is connected to the flat electric heater 2, along the longitudinal sides. As a result of this, the formation of folds in the flat elastic heater 8 is excluded, and, therefore, the short circuit between its conductive non-metallic threads is excluded.

Claims

1. Thermoelectric mat containing layerwise layered one above the other a flat elastic electric heater made of non-metallic material with electrodes at the edges, a heat storage layer, a heat insulating layer and a reflective layer, characterized in that it is equipped with an elastic compensator, which is made equal in size to a flat elastic electric heater and is connected with it along the longitudinal sides, while a flat elastic electric heater, an elastic compensator, a heat storage layer, heat insulating with the layer and reflective layer are enclosed in one heat-resistant shell.

2. Thermoelectric mat according to claim 1, characterized in that the elastic compensator is made with a thickness of 0.1-2 mm