ВОДОСТОЧНАЯ СИСТЕМА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОДОГРЕВОМ Российский патент 2000 года по МПК E04D13/64 

Изобретение относится к строительству, в частности к водостокам и удалению льда и снега с крыш зданий.

Как известно, недостатком водосточных систем кровель зданий является то, что они практически не выполняют своих функций в осенне - зимне - весенний период, когда температура воздуха в течение суток изменяется от плюсовых до минусовых значений. В результате образования ледяных пробок в водосточных трубах вода, скапливающаяся в устьях водоотбойников, сливается с кромок кровель крыш, минуя заполненные льдом сливные воронки и водосточные трубы. Образующиеся при этом наледи и сосульки представляют большую опасность для пешеходов, а водостоки быстро выходят из строя.

Традиционно борьба с обледенением водостоков и образованием сосулек на кромках кровель ведется путем механического скалывания льда и очистки крыш от снега. Проведение этих работ небезопасно, сопряжено с большими затратами, а также приводит к повреждению кровель и водостоков.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является кабельная система "ТЕПЛОСКАТ" с электрическим подогревом кровли, сливных воронок и водосточных труб (Н.Н. Хренков. Кабельные системы обогрева и их применение в строительстве. Строительные материалы. N 11, 1995 г., стр. 15-17).

Кабельная система "ТЕПЛОСКАТ" устроена следующим образом. Специальный нагревательный кабель с высоким погонным омическим сопротивлением укладывается "змейкой" вдоль края кровли крыши на ширину 0,6 - 1 м и непосредственно внутрь сливной воронки и водосточной трубы. Кабель подключается к питающей сети переменного тока 220 В 50 Гц через устройство энергораспределения. При нагревании кабеля происходит нагревание края кровли крыши, сливной воронки и водосточной трубы. В результате этого снег тает, а талая вода стекает вниз по подогретым водосточным трубам. Электрическая мощность, потребляемая от питающей сети, зависит от периметра и высоты здания.

Недостатком кабельной системы "ТЕПЛОСКАТ" является высокий уровень энергопотребления. При этом существенную долю занимают потери тепла через стенки водосточной трубы и потери за счет фактора естественной "тяги" подогретого воздуха в обогреваемой водосточной трубе. Кроме того, необходимость использования специального кабеля обуславливает высокую стоимость этой системы.

Целью изобретения является повышение эффективности и снижение энергопотребления водосточной системы с электрическим подогревом. Указанная цель достигается тем, что сливная воронка и водосточная труба покрыты снаружи слоем теплоизолирующего материала, а электрические нагревательные элементы размещены под слоем теплоизолирующего материала на внешней поверхности сливной воронки и водосточной трубы, образующих общий канал, внутри которого расположен, по крайней мере, один воздушный клапан. При этом дополнительный обогрев кромки кровли ограничен участком, непосредственно примыкающим к сливной воронке.

На чертеже представлен разрез общего вида водосточной системы с электрическим подогревом со следующими цифровыми обозначениями конструктивных элементов:
1 - сливная воронка;
2 - водосточная труба;
3 - устройство электрического питания и автоматики;
4 - воздушный клапан;
5 - электрический нагревательный элемент;
6 - питающий кабель нагревательных элементов;
7 - теплоизолирующий материал;
8 - защитная оболочка теплоизолирующего материала;
9 - стена здания;
10 - крепежное устройство водосточной трубы;
11 - обрешетка крыши;
12 - кровля;
13 - водоотбойник;
14 - электрический нагреватель кровли;
15 - решетка сливной воронки.

На представленном чертеже показана водосточная система с электрическим подогревом в рабочем положении в совокупности с крышей и стеной здания.

Водосточная система с электрическим подогревом состоит из сливной воронки 1, водосточной трубы 2, составленной из нескольких секций, сочлененных между собой, и устройства электрического питания и автоматики 3. Внутри водосточной трубы 2 размещен воздушный клапан 4. Непосредственно на наружной поверхности сливной воронки 1 и водосточной трубы 2 размещены электрические нагревательные элементы 5, соединенные питающим кабелем 6 с устройством электрического питания 3. Сливная воронка 1 и водосточная труба 2 вместе с нагревательными элементами 5 покрыты слоем теплоизолирующего материала 7, который заключен в защитную оболочку 8, защищающую его от механических повреждений. Водосточная труба 2 прикреплена к стене 9 здания с помощью крепежного устройства 10 в вертикальном положении так, что сливная воронка 1 сопрягается с крышей, состоящей из обрешетки 11 и кровли 12, имеющей водоотбойник 13 и электрический нагреватель 14, расположенный с нижней стороны кровли 12. Сливная воронка 1 закрыта сверху решеткой 15.

Предлагаемая водосточная система с электрическим подогревом работает следующим образом. Устройство электрического питания 3 с помощью системы автоматического управления по мере необходимости включает напряжение питания электрических нагревательных элементов и поддерживает в области положительных значений температуру сливной воронки 1, водосточной трубы 2 и участка кровли 12, непосредственно примыкающего к сливной воронке 1. Вследствие этого снег на кромке кровли 12 тает, а образующаяся вода стекает через сливную воронку 1 и водосточную трубу 2. Воздушный клапан 4 не препятствует сливу воды. Решетка 15 предотвращает засорение посторонними предметами сливной воронки 1 и водосточной трубы 2.

Существенное уменьшение энергопотребления и повышение эффективности достигается в результате того, что благодаря слою теплоизолирующего материала 7 резко уменьшается рассеяние тепла в окружающее пространство, а энергия электрических нагревательных элементов 5, размещенных непосредственно на внешней поверхности сливной воронки 1 и водосточной трубы 2, расходуется преимущественно на нагрев стенок сливной воронки 1 и водосточной трубы 2. Одновременно существенно повышается надежность системы электрического подогрева вследствие того, что электрические нагревательные элементы 5 размещены вне зоны возможного образования льда. Поперечное сечение водосточной трубы 2 может иметь любую форму, в том числе круга, квадрата или прямоугольника.

Воздушный клапан 4 препятствует свободному выходу нагретого воздуха из водосточной трубы 2 и тем самым уменьшает потери тепла, обусловленные фактором естественной "тяги". При этом клапан 4 не препятствует протеканию талой воды внутри водосточной трубы 2. На чертеже показан один воздушный клапан. В зависимости от длины водосточной трубы 2 может быть несколько воздушных клапанов, установленных на разных уровнях.

Для обогрева элементов водосточной системы можно использовать электрические нагревательные элементы разных типов. Наиболее эффективно использование плоских жестких и гибких нагревательных элементов, характеризующихся большой поверхностью передачи тепла, при этом температура нагревательного элемента практически равна температуре обогреваемого участка и поддерживается автоматически на заданном уровне.

Высокая эффективность предложенной водосточной системы с электрическим подогревом позволяет ограничить дополнительный обогрев кромки кровли 12 небольшим участком, непосредственно примыкающим к сливной воронке 1.

Практическая реализация водосточной системы с электрическим подогревом не вызывает сомнений, так как базируется на использовании известных технических решений.

Изобретение относится к строительству, в частности к инженерному оборудованию зданий - к водостокам, оборудованным противообледенительными устройствами. Технический результат изобретения заключается в уменьшении электропотребления. Сущность изобретения заключается в том, что на сливную воронку и водосточную трубу нанесен слой теплоизолирующего материала, а электрические нагревательные элементы размещены непосредственно на внешней поверхности сливной воронки и водосточной трубы под слоем теплоизолирующего материала. Кроме того, в водосточную трубу введен, по крайней мере, один воздушный клапан, перекрывающий поперечное сечение водосточной трубы. 1 ил.

Водосточная система с электрическим подогревом, предназначенная для слива воды с кровли крыши здания и содержащая сливную воронку, водосточную трубу, электрические нагревательные элементы и систему электропитания нагревательных элементов, отличающаяся тем, что сливная воронка и водосточная труба покрыты снаружи слоем теплоизолирующего материала, а электрические нагревательные элементы размещены под слоем теплоизолирующего материала на внешней поверхности сливной воронки и водосточной трубы, образующих единый канал, внутри которого расположен, по крайней мере, один воздушный клапан.