ЭЛЕКТРООБОГРЕВАЕМЫЙ ПОЛ Российский патент 1999 года по МПК E04F15/18 

Изобретение относится к строительству и может быть применено для устройства обогреваемых полов в жилых и производственных помещениях, а также в сельском хозяйстве для обогрева почвы в стационарных теплицах, для создания теплых полов в животноводческих фермах, особенно для молодняка.

Известен теплый пол с нагревательным элементом в виде электрического кабеля или проводящей пленки. Нагревательный элемент находится внутри бетонной плиты, которая уложена на теплоизолирующий слой посредством опор, при этом образуются каналы для циркуляции воздуха. Теплоизолирующий слой уложен на основание (заявка Франции N 2706511, кл. E 04 F 15/18, E 04 В 5/48).

Известен сверхплоский нагревательный элемент, который может быть применен для устройства обогреваемого пола. Нагревательный элемент устанавливается под паркет, синтетическое покрытие и т.п. Основу нагревательного элемента составляет ткань с углеродной и стеклянной нитью по основе и утку, расстояние между углеродными нитями 7 мм (заявка Франции, N 2681753, H 05 B 3/36, F 24 D 13/02).

Наиболее близким техническим решением является обогреваемый пол, который включает покрытие, железобетонные плиты (аккумулирующий слой) с электронагревательными элементами, теплоизоляционный и подстилающий слои. Электронагревательные элементы выполнены в виде полос из углеволокнистой ткани; отношение ширины полосы к ее длине равно 1:2, шаг полос не превышает ее ширины (авторское свидетельство СССР N 1553639, кл. E 04 F 15/08 - прототип).

Однако заявляемые конструкции полов с электроподогревом не позволяют полностью решить проблемы безопасной эксплуатации полов, долговечности и надежности.

Например, при кабельной системе напряжение питания в абсолютном большинстве случаев составляет 220 В, и в случае выхода из строя кабеля на поверхности пола может возникнуть потенциал, опасный для человека. Кроме того, в нагревательном кабеле применяется металлический проводник малого сечения, и для обеспечения заданного теплового режима пола температура на поверхности проводника должна быть достаточно высокой, до 100^oС, но при такой температуре начинается интенсивный процесс термической деструкции полимерной электроизоляции кабеля, что приводит к снижению надежности кабеля и, следовательно, к уменьшению срока службы (долговечности). Применение в качестве нагревательного элемента электропроводящих пленок характеризуется теми же отрицательными элементами, что и при кабельной системе. Обогреваемый пол (а. с. N 1553639) с заявляемыми геометрическими соотношениями углеродных полос и шага развивает большую мощность при напряжении питания более 6 В, что приводит к увеличению температуры на поверхности пола гораздо выше оптимальной 25-30^oC.

Технической задачей данного изобретения является расширение потребительских качеств обогреваемых полов: обеспечение безопасности, увеличение срока службы и надежности, уменьшение градиента температуры на поверхности пола. Решение задачи достигается за счет того, что электрообогреваемый пол, содержащий теплоизолирующий, теплоаккумулирующий слои, покрытие и соединенные параллельно нагревательные элементы в виде углеродных лент, согласно предложению выполнен монолитным на едином основании, а углеродные ленты, характеризующиеся шириной 15-100 мм и линейным электрическим сопротивлением 2-20 Ом/м, расположены между подстилающим и теплоаккумулирующими слоями равномерно по площади пола так, что отношение их ширины к длине составляет от 1: 10 до 1:125, а отношение суммарной площади углеродных лент и площади пола составляет 0,2-0,9.

На фиг. 1 приведено поперечное сечение обогреваемого пола; на фиг. 2 - продольное сечение.

Пол включает основание 1 (межпотолочное перекрытие и т.п.), теплоизолирующий слой 2, подстилающий слой 3, соединенные параллельно нагревательные элементы 4 в виде углеродных лент, расположенные равномерно по площади пола, теплоаккумулирующий слой 5 , покрытие (чистый пол) 6, токоподводящие шины 7, отверстия 8 для присоединения силового провода от источника питания.

Кроме того, для обеспечения более равномерного распределения температуры на поверхности покрытия (чистого пола) между основанием 1 и теплоизолирующим слоем 2 можно уложить экранирующий слой из алюминиевой фольги толщиной не более 100 мкм, а для улучшения теплового контакта углеродной ленты с теплоаккумулирующим слоем ленту можно обработать аппретом.

Пример 1. Электрообогреваемый пол содержит основание 1, теплоизолирующий слой 2 из пенополиэтилена марки ППЭ-3М толщиной 3 мм, подстилающий слой 3 из бетона толщиной 2 см, теплоаккумулирующий слой 5 из бетона толщиной 4,5 см, покрытие 6 (чистый пол) из керамической плитки толщиной 5 мм. Нагревательные элементы выполнены из углеродной ленты шириной 100 мм с линейным электрическим сопротивлением 2,0 Ом/м, соединены параллельно и расположены равномерно по площади пола. Отношение ширины ленты к ее длине составляет 1:10, отношение площади ленты к площади пола составляет 0,9.

Пример 2. Электрообогреваемый пол имеет структуру как в примере 1, за исключением того, что лента имеет ширину 40 мм, а отношение ширины к ее длине 1:75, отношение суммарной площади лент к площади пола 0,4, линейное электрическое сопротивление ленты 6,5 Ом/м.

Пример 3. Электрообогреваемый пол имеет структуру как в примере 1, за исключением того, что лента имеет ширину 16 мм, а отношение ширины к длине 1:125, отношение площадей 0,2, линейное электрическое сопротивление ленты 20 Ом/м.

В первом примере градиент температуры по поверхности пола составляет менее 1,5^oC при средней температуре 30^oC, во втором примере 2^oC при средней температуре 30^oC и в третьем примере градиент 2,5^oC при средней температуре 25^oC.

Таким образом, электрообогреваемый пол заявляемой конструкции, обеспечивающий комфортный тепловой режим на поверхности пола, безопасен за счет применения сверхнизкого напряжения 12 или 24 В, экологически чист, долговечен и надежен в эксплуатации, так как углеродные ленты в качестве нагревательных элементов при температуре 50-70^oC на поверхности ленты беспрерывно могут работать более 40 лет, позволяет экономить электроэнергию за счет оптимального выбора геометрических соотношений углеродных лент.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве электрообогреваемых полов в жилых и производственных помещениях, в животноводческих фермах, в капитальных теплицах для подогрева грунта при выращивании ранних овощей. Электрообогреваемый пол содержит основание (межпотолочное покрытие и т.п.), теплоизоляционный, подстилающий, теплоаккумулирующий слои, покрытие и соединенные параллельно нагревательные элементы в виде углеродных лент, расположенные между подстилающим слоями. Углеродные ленты имеют ширину 15-100 мм и линейное электрическое сопротивление 2-20 Ом/м, при этом отношение ширины ленты к длине составляет 1:10-1:125, а отношение суммарной площади лент к площади пола составляет 0,2-0,9. Техническим результатом изобретения является расширение потребительских качеств обогреваемых полов. 2 ил.

Электрообогреваемый пол, содержащий теплоизолирующий, подстилающий, теплоаккумулирующий слой, покрытие и соединенные параллельно нагревательные элементы в виде углеродных лент, отличающийся тем, что пол выполнен монолитным на едином основании, а углеродные ленты, характеризующиеся шириной 15 - 100 мм и линейным электрическим сопротивлением 2 - 20 Ом/м, расположены между подстилающим и теплоаккумулирующим слоями равномерно по площади пола так, что отношение ширины к длине ленты составляет 1 : 10 - 1 : 125, а отношение суммарной площади лент к площади пола составляет 0,2 - 0,9.