ТЕПЛЫЙ ПОЛ Российский патент 2011 года по МПК F24D3/04 

Изобретение относится к системам обогрева полов в помещениях различного назначения для создания комфортных условий, предпочтительно для обогрева полов при строительстве малоэтажных жилых домов и временно возводимых поселков.

Общеизвестна наиболее распространенная отопительная система, применяемая в жилых, общественных и промышленных зданиях, - система водяного отопления, в которой тепло в отапливаемые помещения передается горячей водой через находящиеся в них отопительные приборы. Водяное отопление включает в себя водонагреватели, отопительные приборы (радиаторы, конвекторы, панели и т.п.), трубопроводы, расширительный сосуд для восприятия увеличивающегося при нагревании объема жидкости, запорно-регулирующую арматуру.

Такая система громоздка, сложна в изготовлении, монтаже и эксплуатации.

Общеизвестны электрические системы отопления помещений, состоящие из электрических приборов, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую. В таких системах, в частности, применяются отопительные устройства с закрытыми проводами накаливания, заделанными в строительные конструкции. В качестве нагревательного элемента в них используются провода из сплавов с высокими жаростойкостью и удельным электрическим сопротивлением.

К недостаткам этих систем отопления добавляется также небезопасное их применение в эксплуатации, пониженная надежность и ремонтопригодность при перегорании провода, подверженность окислению.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является современная электрическая кабельная система обогрева полов в помещениях различного назначения, представляющая собой конструкцию, выполненную из соединенных между собой нагревательных секций, например, производства фирмы ООО «Элтек Электроникс» (см. в приложении «Нагревательные маты», Руководство пользователя) - прототип.

К недостаткам такой системы следует отнести

1. Маты не предназначены для открытой установки.

2. Наличие на обогреваемой поверхности, т.е. на полу, участков с повышенной теплоизоляцией (ковры, стационарная мебель и т.п.) может привести к перегреву кабеля.

3. Нельзя производить укладку кабеля при температуре воздуха ниже +5°С, т.к. оболочка кабеля теряет эластичность.

4. Система выходит на заданный температурный режим длительное время.

Технической задачей изобретения является упрощение и удешевление технологии изготовления отопительной системы, расширение эксплуатационных возможностей, повышение надежности и безопасности.

Решение технической задачи достигается тем, что в подогреваемом полу, в отопительной системе, нагревательные секции выполнены из сообщающихся между собой трубок, полость которых заполнена электролитом, например водным раствором поваренной соли, причем трубки выполнены из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, много большим температурного коэффициента линейного расширения электролита, например из полипропилена, токоподводы нагревательных секций выполнены из графита, установлены симметрично в отверстия боковых трубок каждой секции и соединены параллельно токоподводящими шинами.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема системы обогрева пола, содержащая нагревательные секции 1, выполненные из сообщающихся между собой трубок 2, полость которых заполнена электролитом 3, в отверстия боковых трубок секции 2 установлены симметрично графитовые токоподводы 4, соединенные параллельно токоподводящими шинами 5.

Теплый пол поданному изобретению работает следующим образом. При подключении отопительной системы к электрической сети нагреваются, подсоединенные к ней параллельно токоподводящими шинами 5, нагревательные секции 1, которые за счет теплоотдачи разогревают напольное покрытие. Нагревательные секции 1 представляют собой электрохимический преобразователь электрической энергии в тепловую, основанный на использовании электрохимических явлений. Основная часть отопительной системы (см. чертеж) представляет собой, заполненный раствором электролита сосуд (трубки) с погруженными в него электродами (токоподводы 4).

При прохождении электрического тока через электролит 3, в трубках 2 секции 1, происходит химическая реакция с выделением тепла пропорционально силе тока.

Трубки 2 секций 1 отопительной системы выполнены, например, из полипропилена, температурный коэффициент линейного расширения которых выше чем на порядок температурного коэффициента линейного расширения электролита 3. Это сделано для автоматического восприятия увеличивающегося при нагревании объема жидкости (электролита), что позволяет исключить из конструкции теплого пола специальных расширительных устройств (расширительных бачков) и т.п.

Для пропускания электрического тока через электролит 3 в боковые трубки каждой нагревательной секции 1 вмонтированы симметрично графитовые электроды 4, обеспечивающие протекание электрохимического процесса, электроэрозионную стойкость и долговечность системы в эксплуатации.

Достоинство системы обогрева по изобретению - это высокая скорость нагрева, т.к. электролит нагревается практически мгновенно, невысокое удельное энергопотребление, неагрессивная рабочая среда. Кроме того, вольтамперная характеристика электролита такова, что при нагревании, начиная примерно с напряжения около 170 В и выше, ток в электролите стабилизируется на уровне, примерно, 0,6 А, что автоматически защищает систему от суточных бросков напряжения в промышленной электросети. Для полипропиленовых трубок, используемых в системе обогрева пола, характерны высокие ударная прочность, стойкость к многократному изгибу и истиранию, низкие паро- и газопроникаемость, хорошие диэлектрические свойства. Полипропилен нерастворим в органических растворителях, устойчив к действию кипящей воды и щелочей.

Изобретение упрощает технологию изготовления отопительной системы, обеспечивает возможность производить укладку и монтаж теплого пола практически при любой температуре воздуха, повышает надежность и безопасность в эксплуатации, не требует дальнейшего ремонта и специального обслуживания.

Теплый пол по изобретению был изготовлен и испытан с положительными результатами фирмой ООО «Теплый Дом».

Изобретение относится к системам обогрева полов в помещениях различного назначения для создания комфортных условий, предпочтительно для обогрева полов в строящихся малоэтажных жилых домах и временно возводимых поселках. Технический результат: упрощение технологии изготовления теплого пола, снижение стоимости, повышение надежности и безопасности в эксплуатации. Теплый пол включает в себя электрическую отопительную систему, содержащую нагревательные секции с электрическими токоподводами. Причем в отопительной системе теплого пола нагревательные секции выполнены из сообщающихся между собой трубок, полость которых заполнена электролитом, например водным раствором поваренной соли. Причем трубки выполнены из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, много большим температурного коэффициента линейного расширения электролита, например из полипропилена, а токоподводы нагревательных секций выполнены из графита и установлены симметрично в отверстия боковых трубок каждой секции и соединены параллельно токоподводящими шинами. 1 ил.

Теплый пол, включающий в себя электрическую отопительную систему, содержащую нагревательные секции с электрическими токоподводами, отличающийся тем, что в нем в отопительной системе нагревательные секции выполнены из сообщающихся между собой трубок, полость которых заполнена электролитом, например водным раствором поваренной соли, причем трубки выполнены из материала с температурным коэффициентом линейного расширения много большим температурного коэффициента линейного расширения электролита, например из полипропилена, а токоподводы нагревательных секций выполнены из графита и установлены симметрично в отверстия боковых трубок каждой секции и соединены параллельно токоподводящими шинами.