ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТ Российский патент 2011 года по МПК H05B3/36 

Изобретение относится к области строительства, в частности к термоэлектрическим матам, предназначенным для прогрева бетона, бетонных конструкций, каменной кладки и т.п. с целью ускорения набора прочности строительных конструкций, ускорения оборота опалубок и интенсификации строительного производства как в зимнее, так и в летнее время.

Известен 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).

Основным недостатком термоэлектрического мата является то, что используемая в качестве нагревательного элемента нихромовая проволока быстро выходит из строя, обрывается.

Известно применение в качестве нагревательного элемента углеродной ленты, что значительно повышает долговечность гибкого электронагревателя по сравнению с описанным выше термоэлектрическим матом с нихромовой проволокой (см. патент РФ №2079979, H05B 3/34).

Недостатками мата являются ограниченные технологические возможности, обусловленные шириной нагревательного элемента (20÷100 мм) и значительные теплопотери.

Известен термоэлектрический мат, принятый за прототип (см. патент РФ № 2304368, H05B 3/36, 2007 г.). Термоэлектрический мат включает послойно размещенные наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие, контактирующее в процессе эксплуатации мата с обогреваемой поверхностью, электронагревательный элемент, выполненный, по меньшей мере, из двух параллельно расположенных полос эластичного неметаллического токопроводящего материала, разделенных между собой электроизоляционными вставками и снабженными по краям электродами, внутренний электроизоляционный слой, теплоизоляционный слой и влагозащитное покрытие, наружное электроизоляционное влагостойкое покрытие.

Недостатками прототипа являются следующие:

- при сгибаниях термоэлектрического мата в плоском эластичном неметаллическом токопроводящем материале электронагревателя 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 образуется складок в электронагревателе. Указанные складки являются причиной преждевременного перегорания участков электронагревателя из-за замыкания между токопроводящими неметаллическими нитями, что приводит к сокращению срока службы термоэлектрического мата. Отсутствие линий сгиба приводит также к удорожанию хранения и транспортировки термоэлектрических матов;

- электронагревательные элементы расположены полосами, что приводит к неравномерному прогреванию бетона и слабости интенсивности прогрева;

- несоблюдение температуры прогрева бетона из-за отсутствия терморегулятора, возможен локальный перегрев бетона.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что термоэлектрический мат, содержащий электронагреватель, соединенный с источником электрического тока, теплоизолятор, электроизоляционную оболочку, поделен на сегменты, соединенные между собой по линии сгиба, нагревательный слой занимает всю площадь сегмента, каждый сегмент снабжен независимым источником электропитания, управляемым термовыключателем, а в качестве теплоизоляционного слоя применены теплоизоляторы с отражающим слоем (например, вспененные полимеры буюлированные теталлизированными пленками).

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен термоэлектрический мат, вид сверху; на фиг.2 - термоэлектрический мат в разрезе А-А.

Термоэлектрический мат содержит электроизоляционную оболочку 1, люверсы 2, электронагревательный элемент с резистивным слоем 3, электропровода 4, теплоизолятор 5, терморегулятор 6, лавсановый изолятор 7, отражающий слой 8.

Электроизоляционная оболочка 1 термоэлектрического мата выполнена из ПВХ ткани или другой водонепроницаемой ткани. Электропровод 4 обеспечивает подачу электропитания к электронагревательному элементу с резистивным слоем. Электронагревательный элемент с резистивным слоем 3 прочно закреплен на теплоизоляторе 5. Ограничение температуры осуществляется терморегуляторами 6, которые размыкают цепь питания при температуре электронагревательного элемента с резистивным слоем 3, например, 70°C и вновь замыкают при остывании, например, до 60°C. На концах питающего электропровода 4 могут быть установлены коммутационные разъемы.

Термоэлектрический мат работает следующим образом. Маты укладываются на обогреваемый материал, например бетон, в наиболее удобном порядке. Закрепляют мат на вертикальной поверхности с помощью люверсов. С их помощью также можно соединять термоэлектрические маты между собой, чтобы создать сплошное греющее полотно требуемой площади. При обертывании колон и т.п. конструкций допускается сгибать ТЭМС под любым необходимым углом только по линиям сгиба, предусмотренным конструкцией мата. С помощью разъемов или другим удобным потребителю способом маты подсоединяют к источнику питания.

Термоэлектромат поделен на сегменты, между которыми имеются линии сгиба. Линии сгиба предназначены для удобства хранения и транспортировки термоэлектромата. В сложенном состоянии термоэлектромат занимает мало места и удобен при переноске, что невозможно выполнить в прототипе.

Резистивный слой занимает всю площадь сегмента, а не расположен полосами, как в прототипе. Применение сплошного резистивного слоя значительно повышает интенсивность прогрева, увеличивает равномерность, что имеет важное значение в технологии прогрева бетона.

Каждый сегмент термоэлектромата снабжен независимым электропитанием, управляемым терморегуляторами, установленными на каждый сегмент. Терморегуляторы настроены на необходимую температуру и стабилизируют температуру на поверхности обогреваемого объекта, компенсируя теплопотери.

Применение сегментированной конструкции дало возможность использовать более жесткие теплоизоляторы с отражающим слоем. Так как значительная часть тепловой энергии выделяется в виде теплового инфракрасного излучения, то применение такой изоляции позволяет создать направленный в сторону обогреваемой поверхности тепловой поток.

Изобретение относится к области строительства, в частности к термоэлектрическим матам, предназначенным для прогрева бетона, бетонных конструкций, каменной кладки и т.п. Техническим результатом является ускорение набора прочности строительных конструкций, ускорение оборота опалубок и интенсификация строительного производства как в зимнее, так и в летнее время. Термоэлектрический мат поделен на сегменты, соединенные между собой по линии сгиба. Линии сгиба предназначены для удобства хранения и транспортировки термоэлектромата. Нагревательный слой занимает всю площадь сегмента, что значительно повышает интенсивность прогрева. Каждый сегмент снабжен независимым источником электропитания, управляемым термовыключателем. В качестве теплоизолирующего слоя применены теплоизоляторы на основе вспененного полимера с отражающим слоем. 2 ил.

Термоэлектрический мат, содержащий электронагреватель, соединенный с источником электрического тока, теплоизолятор, электроизоляционную оболочку, отличающийся тем, что термоэлектрический мат поделен на сегменты, соединенные между собой по линии сгиба, нагревательный слой занимает всю площадь сегмента, каждый сегмент снабжен независимым источником электропитания, управляемым термовыключателем, а в качестве теплоизолирующего слоя применены теплоизоляторы на основе вспененного полимера с отражающим слоем.