UA64011C2

UA64011C2 - Apparatus against frosting of drains and roofs of buildings

Info

Publication number: UA64011C2
Application number: UA2001031435A
Authority: UA
Inventors: Петро Петрович Слинько; Петр Петрович Слинько
Original assignee: Петро Петрович Слинько; Петр Петрович Слинько
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2004-02-16

Abstract

This invention relates to means for preventing frosting of drains of a building. At the edge of the roof and in all the drains air-conduit pipes are placed. Those are connected to each other and to heater. At blowing through warm air surfaces of the pipes are in all cases and at any distance from the heater at temperature above 0°С. This is provided by sensors of air temperature and damping of the roof, and by control block. At that continuous and non-frosting channels are formed on the roof. Free discharge of melt water through drain pipes is provided at temperature of environment lower than 0°С. At the ramps of the roof and in the water drain formation of ice conglomerates and icicles is prevented.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до пристроїв, призначених для попередження обмерзання усіх водостоків покрівель 2 будинків при таненні снігу на даху при температурах зовнішнього повітря нижче 07С.The invention relates to devices designed to prevent icing of all gutters of the roofs of 2 buildings when snow melts on the roof at outside air temperatures below 07C.

За аналог взято пристрій водостічної труби по авторському свідоцтву Мо1161678 від 15,06.1985р.The device of the drainage pipe according to the author's certificate Mo1161678 dated June 15, 1985 was taken as an analogue.

Суть цього винаходу заключається в тому, що у водостічній трубі на різних рівнях розміщені решітки з електронагрівальними елементами, які розплавляють крупні льодяні пробки на .дрібні куски і вони потім обсипаються донизу і не пошкоджують при падінні водостічну трубу. 70 Прототипом є пристрій для обігрівання схилів покрівлі по авторському свідоцтву Мо30417 від 13.05.1933р.The essence of this invention consists in the fact that grids with electric heating elements are placed in the drain pipe at different levels, which melt large ice plugs into small pieces and they then fall down and do not damage the drain pipe when they fall. 70 The prototype is a device for heating roof slopes according to author's certificate Mo30417 dated 05/13/1933.

Основу цього пристрою складають розміщені під схилами покрівлі будинку гарячі магістральні трубопроводи, які улаштовані у захисні короба.The basis of this device consists of hot main pipelines placed under the slopes of the roof of the house, which are arranged in protective boxes.

Недоліком аналога є неможливість запобігти намерзанню, бурульок з льоду за межами водостічної труби, велика імовірність короткого замикання електропроводки, великі енерговитрати, складність конструкції і ін.The disadvantage of the analogue is the impossibility of preventing freezing, ice icicles outside the drainage pipe, the high probability of short-circuiting the electrical wiring, high energy costs, the complexity of the design, etc.

Заявлений винахід не тільки дозволяє повністю усунути усі зазначені недоліки, але і дає можливість вирішити ряд інших доволі складних проблем, а саме: а/ взагалі відмовитися від скидання снігу з покрівель любих будинків; б/ виключити можливість утворення намерзання і крупних бурульок на краях даху і водяних мішків під цими намерзаннями, а також затікання талої води через щілини покрівлі усередину приміщень; в/ довести довговічність водостічних труб до довговічності самої покрівлі будинку без суттєвого збільшення вартості цих труб; г/ забезпечити безперешкодне поступове скидання талої води по усіх водостоках при любих кількостях снігу на даху; д/ покласти край проведенню авральних заходів під час танення снігу на дахах будинків при температурах с повітря нижче 07С. Ге) є/ зберегти значні матеріальні засоби та грошові кошти, які витрачуються щорічно на ліквідацію наслідків обмерзання водостоків, покрівель, фасадів будинків тощо.The claimed invention not only makes it possible to completely eliminate all the mentioned shortcomings, but also makes it possible to solve a number of other rather difficult problems, namely: a/ to completely refuse to dump snow from the roofs of beloved buildings; b/ exclude the possibility of formation of frost and large icicles on the edges of the roof and water bags under these frosts, as well as the inflow of melt water through cracks in the roof inside the premises; c/ to bring the durability of gutter pipes to the durability of the roof of the house without significantly increasing the cost of these pipes; d/ to ensure unhindered gradual discharge of melt water through all gutters with any amount of snow on the roof; d/ put an end to emergency measures during the melting of snow on the roofs of buildings at air temperatures below 07C. Ge) is/to save significant material resources and money spent annually on liquidation of the consequences of icing of gutters, roofs, facades of buildings, etc.

Сутність винаходу полягає у тому, що в установці проти обмерзання для водостоків покрівель будинків використані спеціальні розміщені в усіх водостоках даху повітряносні трубки, які сполучені між. собою і -- калорифером, продуваються теплим повітрям і мають зовні температуру вище 0"С, що забезпечується за «- допомогою датчиків і блоку управління калорифером; що калорифер з'єднаний з вентиляційною системою будинку; що в самих нижніх частинах водостічних труб кінцеві ділянки повітряносних трубок заглушені і містять о по периметру отвори для направлення наверх по водостічних трубах вологого і ще теплого повітря, що виходить /-«ф із цих трубок; що усі водостоки даху і розміщені в них повітряносні трубки захищені прикріпленими до поверхні 3о даху снігозатримуючими планками; що повітряносні трубки по усій довжині водостічних труб розміщені в ее, центральних зонах запобіжних решіток, закріплених по усій довжині цих труб на певних відстанях одна від одної; що над отворами кінцевих ділянок повітряносних трубок розміщені спеціальні повітряні заслонки.The essence of the invention lies in the fact that in the anti-icing installation for gutters of the roofs of buildings, special air-carrying tubes placed in all gutters of the roof are used, which are connected between. itself and -- by the heater, are blown with warm air and have an outside temperature above 0"C, which is provided by sensors and the heater control unit; that the heater is connected to the ventilation system of the house; that in the lowermost parts of the downpipes, the end sections of the air-bearing pipes are blocked and contain holes around the perimeter for directing the moist and still warm air coming out of these pipes up through the downpipes; that all the roof gutters and the air pipes placed in them are protected by snow-retaining bars attached to the surface of the roof; that air tubes along the entire length of the gutter pipes are placed in ee, central zones of safety grids fixed along the entire length of these pipes at certain distances from each other; that special air dampers are placed over the openings of the end sections of the air tubes.

На фиг1 /вид зверху/ на прикладі одного рогу будинку з шатровим дахом і трьох водозборів трьох « водостічних труб приведена загальна схема розташування головних елементів установки проти обмерзання /без З 70 дотримання масштабу/. с На фіг.2 /вид збоку/ на прикладі горища, одного схилу даху і однієї водостічної труби показано принципFig. 1 /top view/ on the example of one corner of a house with a tent roof and three catchments of three "downpipes" shows a general diagram of the location of the main elements of the anti-icing installation /without Z 70 observing the scale/. c Fig. 2 /side view/ on the example of an attic, one roof slope and one drainage pipe shows the principle

Із» сполучення усіх повітряних магістралей установки від горища до самої нижньої частини водостічної труби, а також принциповий устрій цієї труби.From" the connection of all air mains of the installation from the attic to the lowest part of the drainage pipe, as well as the basic structure of this pipe.

Для сучасних висотних будинків з плоскими дахами і внутрішніми водопровідними трубами зберігаються практично усі головні елементи цієї установки. б Установка проти обмерзання /фіг.1 і 2/ складається з калорифера І, розміщеного на горищі /гехнічне «» приміщення/, блока управління калорифером 2, теплоіїзольованих з'єднувальних З і магістральних 4 повітропроводів, дренажних повітряносних трубок 5, розміщених в самих нижніх частинах покрівлі будинку 6 - о над зоною теплого горища 7 і холодного козирка даху 8, із зливних надкозиркових повітряносних трубок 9, -к 70 розміщених в усіх водостічних жолобах даху, з'єднань цих трубок 10 у зонах водозаборів ІІ біля верхніх частин водостічних труб 12 і з водоскидних повітряносних трубок ІЗ, що проходять усередині водостічних труб до самої та нижньої їх частини, які закінчуються кінцевою тупиковою частиною 14, що містить радіально розташовані по периметру кінцевої частини трубок і орієнтовані догори отвори 15.For modern high-rise buildings with flat roofs and internal water pipes, almost all the main elements of this installation are preserved. b The anti-icing installation /Figs. 1 and 2/ consists of a heater I, located in the attic /technical "room", heater control unit 2, heat-insulated connecting air ducts C and main 4, drainage air tubes 5, located in the lowermost parts of the roof of the building 6 - o above the zone of the warm attic 7 and the cold visor of the roof 8, from draining over-visor air tubes 9, - to 70 placed in all gutters of the roof, connections of these tubes 10 in water intake zones II near the upper parts of gutter pipes 12 and from the water-discharge air-carrying tubes IZ, passing inside the water-flow pipes to the very and lower part of them, which end with the final dead-end part 14, which contains openings 15 located radially along the perimeter of the final part of the tubes and oriented upwards.

Кінцеві глухі ділянки водоскидних повітряносних трубок виконані поворотними в спеціальній муфті 16 по 22 відношенню до передтупикових частин цих трубок 17 і в місці їх з'єднання мають спеціальні повітряні заслонки,The end blind sections of the water-discharge air tubes are made rotatable in a special coupling 16 to 22 in relation to the pre-dead-end parts of these tubes 17 and have special air dampers at the point of their connection,

ГФ) які призначені для вирівнювання тиску повітря в усіх повітряних магістралях.GF) which are designed to equalize air pressure in all air lines.

Невід'ємною частиною установки проти обмерзання є і розташовані над підігрітою частиною горища датчики о танення снігу 18, датчики температури зовнішнього повітря 19 і в деяких випадках датчики температури повітря 20 в кінцевих тупикових ділянках водоскидних трубок. 60 До пристроїв, які забезпечують безперебійну роботу установки проти обмерзання, відносяться прикріплені до даху на різних рівнях снігозатримуючі планки 21 і спеціальні захисні решітки 22, які розміщують і закріплюють по усій довжині кожної водостічної труби на приблизно однаковій відстані одна від одної для запобігання руйнування водостічних труб падаючими кусками льоду.Snow melting sensors 18, outdoor air temperature sensors 19 and, in some cases, air temperature sensors 20 are located above the heated part of the attic and are an integral part of the anti-icing system. 60 The devices that ensure the uninterrupted operation of the anti-icing installation include snow-retaining bars 21 attached to the roof at different levels and special protective grids 22, which are placed and fixed along the entire length of each downpipe at approximately the same distance from each other to prevent the downpipes from collapsing falling pieces of ice.

Водоскидні повітряносні трубки проходять через центральні частини 23 цих решіток по усій довжині бо водостічних труб. При цьому усі нижні частини водостічних труб роблять розбірними і прикріплюються вони в спеціальних муфтах 24 на відстані 0,5-0,8 метра від землі. У висотних будинках с плоскими покрівлями і теплими верхніми технічними поверхами водоскидні повітряносні трубки спущені у водостічні труби всього на декілька метрів.Water-discharge air tubes pass through the central parts 23 of these grids along the entire length of the drainage pipes. At the same time, all the lower parts of the drainage pipes are made collapsible and they are attached in special couplings 24 at a distance of 0.5-0.8 meters from the ground. In high-rise buildings with flat roofs and warm upper technical floors, water-discharge air pipes are lowered into the drainage pipes by only a few meters.

Уся проводка, що з'єднує різні датчики з блоком управління калорифером, прокладена усередині 25 повітряних магістралей.All the wiring connecting the various sensors to the heater control unit is laid inside 25 air ducts.

Для використання попередньо нагрітого усередині будинку зовнішнього повітря і зменшення енерговитрат на сніготанення, калорифер з'єднаний з вентиляційними колодязями будинку 26 за допомогою теплоізольованих перехідних коробів 27. 70 Установка проти обмерзання може бути виконана в трьох основних варіантах: 1/ в більш простому, але і в більш енерговитратному варіанті - без регулювання температури повітря, що виходить назовні із кінцевих частин водоскидних повітряносних трубок в нижніх частинах водостічних труб; 2/ в дещо більш складному, але трохи дорожчому в порівнянні з першим, але гранично енергозберігаючому варіанті; 3З/ в гранично простому і недорогому варіанті - для висотних будинків з плоскими покрівлями і внутрішніми водостічними трубами.In order to use the outside air preheated inside the house and reduce the energy consumption for snow melting, the heater is connected to the ventilation wells of the house 26 with the help of heat-insulated transitional boxes 27. 70 The anti-icing installation can be performed in three main options: 1/ in a simpler, but also in a more energy-consuming version - without adjusting the temperature of the air coming out from the end parts of the drainage air tubes in the lower parts of the drainage pipes; 2/ in a slightly more complicated, but a little more expensive compared to the first, but extremely energy-saving option; 3Z/ in an extremely simple and inexpensive version - for high-rise buildings with flat roofs and internal gutters.

В усіх варіантах включена в електромережу установка проти обмерзання включається в роботу автоматично - коли починається танення снігу і льоду на даху при температурі зовнішнього повітря нижче 0"С і так само автоматично відключається коли температура цього повітря піднімається вище 0"С, а також при припиненні го танення снігу на даху під впливом значного похолодання, наприклад, до -7"7; -8"С, а також при відсутності снігу на даху.In all versions, the anti-icing unit connected to the power grid is automatically activated - when the melting of snow and ice on the roof begins when the outside air temperature is below 0"C, and it is also automatically turned off when the temperature of this air rises above 0"C, as well as when the melting of snow on the roof under the influence of significant cooling, for example, to -7"7; -8"С, as well as in the absence of snow on the roof.

Автоматично включається в роботу установка проти обмерзання і при катастрофічних метеорологічних умовах, наприклад, під час дощу і мокрого снігу при різко промороженій до того покрівлі будинку і раптових невеликих заморозків /-27; -57 С. счThe anti-icing system is automatically activated even in catastrophic meteorological conditions, for example, during rain and sleet, when the roof of the house has frozen sharply and sudden small frosts /-27; -57 S. sch

Забезпечує автоматичне включення і виключення установки блок управління калорифером, який безперервно отримує інформацію в першому варіанті від датчиків танення снігу /початку зволоження даху/ і і) температури зовнішнього повітря, а в другому - і від датчиків температури повітря в тупикових частинах водоскидних трубок - із самих нижніх частин водостічних труб.The heater control unit ensures automatic switching on and off of the installation, which continuously receives information in the first version from sensors of snow melting /beginning of roof moistening/ and i) outdoor air temperature, and in the second - from air temperature sensors in the dead-end parts of the downspouts - from the very lower parts of drainage pipes.

У першому і більш простому варіанті блок управління налаштований так, що він примушує працювати «- зо Ккалорифер з одинаковою напругою як при -0,17С, так і при -7"С, а виключає його тільки при температурі повітря що перебуває за цим інтервалом і при сухій покрівлі - коли увесь лід розтанув, або знову усе заморозилосьі (7 перестало танути. оIn the first and simpler version, the control unit is configured so that it forces the Kcalorifer to work with the same voltage both at -0.17C and at -7"C, and turns it off only when the air temperature is beyond this interval and with a dry roof - when all the ice has melted, or everything has frozen again (7 has stopped melting. o

У другому варіанті, при підвищенні температури зовнішнього повітря, наприклад, від -77 до 0"С, блок управління примушує калорифер працювати зі все меншим навантаженням. Плавне регулювання і зменшення - зв енерговитрат при підвищенні температури повітря забезпечує інформація, яка надходить від датчиків «о температури повітря, що викидається зовні із тупикових частин водоскидних трубок - із самих нижніх частин водостічних труб.In the second option, when the outside air temperature rises, for example, from -77 to 0"C, the control unit forces the heater to work with less and less load. Smooth regulation and reduction of energy consumption when the air temperature rises is provided by information received from sensors "about temperature of the air ejected from the dead-end parts of the downspouts - from the lowest parts of the downspouts.

На відміну від першого варіанта установки, в другому варіанті температура повітря" що викидається зовні із водоскидних повітряносних трубок 13 в їх тупикових частинах 14, завжди буде знаходитися практично на « одному рівні, наприклад, в інтервалі від 1,87 до 2,276. з с В третьому - найпростішому варіанті можна обійтись навіть одним датчиком - танення снігу при частково ручному управлінні установкою проти обмерзання, наприклад з поста консьєржа. ;» Для висотних будинків доцільним є тільки третій варіант - самий економічний і дешевий.In contrast to the first version of the installation, in the second version the temperature of the air discharged from the outside of the water discharge air tubes 13 in their dead-end parts 14 will always be practically at the same level, for example, in the range from 1.87 to 2.276. the third - the simplest option - can be dispensed with even one sensor - snow melting with partially manual control of the anti-icing unit, for example from the concierge's post. ;" For high-rise buildings, only the third option is appropriate - the most economical and cheapest.

Принцип роботи установки.The principle of operation of the installation.

Після того, як-від датчика початку танення снігу в блок управління 2 калорифером надійшла відповіднаAfter the appropriate signal has been received from the sensor of the start of snow melting to the control unit 2 of the heater

Ге» інформація, яка була підкріплена даними про температуру зовнішнього повітря нижче 0"С, уводиться в дію вентилятор калорифера 1 і через теплоізольовані з'єднувальні З і магістральні 4 повітропроводи тепле повітря ве починає надходити спочатку в дренажні повітряносні трубки 5, а потім і в зливні надкозиркові повітряносні о трубки 9. Через їх сполучення 10 у зоні водозборів 11 в верхній частині даху тепле повітря проходить в 5р розміщені усередині водопровідних труб 12 водоскидні трубки 13 і виходить зовні через отвори 15. При цьому - тепле повітря піднімається доктори по водостічний трубі, попутно охолоджується, проходить точку конденсації шк пари води і віддає водостічній трубі додаткове за рахунок цього тепло.According to the information, which was supported by data on the temperature of the outside air below 0"C, the heater fan 1 is activated and through the heat-insulated connecting air ducts C and main air ducts 4, warm air begins to flow first into the drainage air tubes 5, and then into drainage over-visor air-bearing pipes 9. Through their connection 10 in the catchment area 11 in the upper part of the roof, the warm air passes through the 5r drainage pipes 13 located inside the water pipes 12 and exits through the holes 15. At the same time, the warm air rises through the downpipe, cools along the way, passes the point of condensation of water vapor and gives additional heat to the drainpipe due to this.

Теплопровідність матеріалу з якого виготовлені повітряносні трубки, така що поверхня цих трубок по усій їх довжині має температуру вище 0"С, незважаючи на те, що ці трубки оточує сніг, лід і холодна покрівля ов будинку. В результаті уздовж цих трубок формуються канали, по яким тала вода безперешкодно стікає у водостічні труби, а потім виходить ззовні. Завдяки цьому зникає можливість утворення льодяних пробокThe thermal conductivity of the material from which the air tubes are made is such that the surface of these tubes along their entire length has a temperature above 0"C, despite the fact that these tubes are surrounded by snow, ice and the cold roof of the house. As a result, channels are formed along these tubes, which allows the melt water to flow unhindered into the downpipes and then exit outside, eliminating the possibility of ice jams

Ф) усередині водостічної труби і її руйнування падаючими униз кусками льоду під час його танення. Весь лід ка залишається на сітках 22 водостічної труби 12.F) inside the drainage pipe and its destruction by falling pieces of ice during its melting. All the ice remains on the grids 22 of the drainage pipe 12.

Перед заморозками спеціалісти проводять, при необхідності, регулювання тиску повітря в усіх повітряних бо магістралях шляхом установки необхідного отвору в усіх повітряних заслінках, розміщених в спеціальних муфтах 16, Таке регулювання дозволяв добитися рівномірного зниження температури поверхні повітряносних трубок при будь-якому їх віддаленні від калорифера 1, який буде здійснювати допоміжне прогрівання, при необхідності, того повітря, яке буде надходити через перехідні короба 27 із вентиляційних колодязів 26 будинку.Before freezing, specialists carry out, if necessary, air pressure regulation in all air lines by installing the necessary opening in all air dampers placed in special couplings 16. Such regulation allowed to achieve a uniform decrease in the temperature of the surface of the air tubes at any distance from the heater 1 , which will provide auxiliary heating, if necessary, of the air that will flow through the transition boxes 27 from the ventilation wells 26 of the building.

Варіюванням товщиною стінок, їх теплопровідністю, діаметром повітряносних трубок і кількістю перекачаного 65 через них повітря туї чи іншої температури можна досягти максимально можливої економічності установки проти обмерзання для водостоків покрівлі будинків, а також забезпечити надійність її роботи.By varying the thickness of the walls, their thermal conductivity, the diameter of the air tubes and the amount of air pumped 65 through them, it is possible to achieve the maximum possible economy of the anti-icing installation for roof drains of buildings, as well as to ensure the reliability of its operation.

Claims

The formula of the invention

1. Installation against icing of roof gutters, which includes heat sources located along the edges of the roof and in the gutter pipes, which is distinguished by the fact that it has a heater and its control unit, temperature and humidity sensors of the roof, and air ducts are used as heat sources, which are placed in all gutters of the roof, connected to each other and to the heater, are blown with warm air and have an external /o temperature above os.

2. The installation according to claim 1, which differs in that in the lowermost parts of the downpipes, the end sections of the air ducts are blocked and have holes around the perimeter for directing the moist and warm air coming out of these pipes up the downpipes.

3. Installation according to claim 1, which differs in that the heater is connected to the ventilation system of the house.

4. The installation according to claim 1, which differs in that all the roof drains and the air ducts placed in them are protected by snow retention bars attached to the roof surface.

5. Installation according to claim 1 or 3, which is characterized by the fact that the air pipes along the entire length of the gutter pipes are placed in the central zones of the protective grids fixed along the entire length of these pipes at certain distances from each other.

b. The installation according to claim 17 or 3, which differs in that above the openings of the end sections of the air ducts, regulating air dampers are placed. 6) «- «- «c) « (Se)

- and? (o) sh" ("in) - 70 - name) 60 b5