ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для разогрева гидроизоляционного слоя рулонных и мастичных кровель и уложенной бетонной смеси.
Известны термоэлектрические маты, нагревательные элементы которые изготавливаются из зигзагообразной нихромовой проволоки, размещенной в карманах чехла из стеклянной ткани (см. В.С.Аханов "Электротермия в технологии бетона", Махачкала, Дагестанское книжное издательство, 1971 г, с 206-207, рис.87).
Известен также 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 описанных выше термоэлектрических матов является то, что используемая в качестве нагревательного элемента нихромовая проволока быстро выходит из строя (обрывается).
Указанный недостаток обусловлен, во-первых, частыми и многократными перегибами мата при перемещении его по кровле в процессе поэтапного разогрева гидроизоляционного слоя, а во-вторых, перегибами мата с разогретой нихромовой проволокой, так как ее хрупкость значительно возрастает при высоких температурах.
Известен гибкий электронагреватель, содержащий нагревательный элемент, выполненный из углеродного волокна на основе
гидратцеллюлозных волокон с конечной температурой обработки не менее 1800°С, размещенную поверх него изоляцию и защитный кожух, выполненный из стекловолокна, и подсоединенные контакты из металлической фольги. При этом нагревательный элемент выполнен из углеродной ленты шириной 20-100 мм, изоляция - в виде герметичного чехла из фторопластовой пленки, а подсоединительные контакты из металлической фольги выполнены сложенными и завернутыми вместе с концами углеродной ленты и снабжены обжимающими полосками из нержавеющей стали (см патент РФ №2079979, МПК Н 05 В 3/34).
Применение в качестве нагревательного элемента углеродной ленты увеличивает долговечность гибкого электронагревателя по сравнению с описанными выше термоэлектрическими матами с нихромовой проволокой. Тем не менее, он имеет свои существенные недостатки, основным из которых ограниченные технологические возможности и значительные теплопотери.
Ограниченные технологические возможности обусловлены шириной нагревательного элемента (20-100 мм), что не позволяет применять его для разогрева гидроизоляционного слоя при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель, а также для выполнения ряда других работ.
Значительные теплопотери обусловлены тем, что верхняя, контактирующая с атмосферой поверхность электронагревателя не имеет дополнительной теплоизоляции. В связи с этим интенсивность теплопередачи от электронагревателя на разогреваемую поверхность и в атмосферу одинакова. Последний недостаток является наиболее распространенным среди объектов аналогичного назначения (см, например, патент РФ №2094958, МПК Н 05 В 3/36 и др.).
Известен термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель (см. патент РФ №2094958, МПК Н 05 В 3/36).
Термоэлектрический мат содержит послойно размещенные друг на другом плоский эластичный прямоугольный нагреватель из углеродной
ткани с электродами по краям, теплоаккумулирующий слой, отражающий слой и теплоизолирующий слой. Плоский прямоугольный нагреватель и теплоаккумулирующий слой заключены в термостойкую оболочку и образуют греющий элемент. Отражающий и теплоизолирующий слой также заключены в термостойкую оболочку и образуют теплоизолирующий элемент. Между греющим и теплоизолирующим элементом размещен деформационный шов.
В термоэлектрическом мате для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель значительно снижены теплопотери, имеющие место у описанных выше аналогов, что сокращает время разогрева и снижает затраты электроэнергии.
Тем не менее, у выбранного за прототип термоэлектрического мата имеются недостатки.
При использовании его для разогрева уложенной бетонной смеси в деформационный шов попадает цементное молоко (вода с добавлением цемента). После испарения водной составляющей на влагостойких оболочках в деформационном шве осаживается цемент, в результате чего термоэлектрический мат теряет эластичность, а термостойкие оболочки лопаются, что приводит к сокращению срока службы мата. При частых сгибаниях термоэлектрического мата (в процессе его перемещения по кровле) в плоском эластичном нагревателе 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 складок образуется в электронагревателе. Указанные складки являются причиной преждевременного перегорания участков электронагревателя из-за замыкания между токопроводящими неметаллическими нитями, что также приводит к сокращению срока службы мата.
Технической задачей полезной модели состояла в увеличении срока службы электрического мата.
Сущность полезной модели заключается в том, что термоэлектрический мат, содержащий послойно размещенные друг на другом плоский эластичные нагреватель, выполненный из неметаллического материала с электродами по краям, термоаккумулирующий слой, теплоизолирующий слой и отражающий слой, снабжен, эластичным компенсатором, который выполнен равным по площади плоскому эластичному нагревателю и связан с ним по продольным сторонам, при этом плоский эластичный электронагреватель, эластичный компенсатор, теплоаккумулирующий слой, теплоизолирующий слой и отражающий слой заключены в одну термостойкую оболочку.
Кроме того, эластичный компенсатор выполнен толщиной 0,1-2,0 мм.
Предлагаемая конструкция исключает образование складок в плоском эластичном нагревателе в процессе переноса термоэлектрического мата и укладки его на разогреваемую поверхность кровли, а, следовательно, исключает замыкания между токопроводящими неметаллическими нитями электронагревателя. Термоэлектрический мат с одинаковым успехом используется для разогрева кровли, как в сухое, так и во влажное время года, в том числе в аварийных ситуациях во время осадков в виде дождя или снега. Кроме того, предлагаемый термоэлектрический мат можно использовать для разогрева уложенного бетона.
После разогрева цементный налет образуется только на внешних слоях оболочки (а не на внутренних частях) мата и легко удаляется водой.
Перечисленные преимущества не только увеличивают срок службы термоэлектрического мата, на и расширяют его технологические возможности.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид термоэлектрического мата; на фиг.2 - вид термоэлектрического мата в поперечном разрезе по А-А.
Термоэлектрический мат содержит термостойкую оболочку 1, в которой послойно размещены друг на другом плоский эластичный
электронагреватель 2 с электродами по краям (на черт. не показаны), эластичный компенсатор 3, выполненный равным по площади плоскому эластичному электронагревателю 2, теплоаккумулирующий слой 4, теплоизолирующий слой 4 и отражающий слой 6. Эластичный компенсатор 3 может быть расположен между плоским эластичным электронагревателем 2 и теплоаккумулирующим слоем 4, как показано на фиг.2, или между теплоаккумулирующим слоем 4 и теплоизолирующим слоем 5. Плоский эластичный нагреватель 2 и эластичный компенсатор 3, связаны между собой продольным сторонам посредством прошивки 7. Остальные слои, размещенные в термостойкой оболочке также могут быть прошиты.
В зонах размещения электродов термоэлектрический мат снабжен усилителями жесткости 8, на которых закреплены ручки 9. Электроды соединяются с источником напряжения (на черт. не показан) посредством проводов 10.
Термостойкая оболочка 1 выполнена из термостойкого материала, например, из стеклоткани Т-11,Т-13 (ГОСТ 19170-73, материала РЭТСАР (ГОСТ) и т.д.
Плоский эластичный электронагреватель 2 выполнен из неметаллического токопроводящего материала, например, их углеграфитовой ткани УРАЛ-22ТР с содержанием углерода 99% (ГОСТ 28005-88).
Эластичный компенсатор 3 выполнен, например, из стеклоткани Т-13, фторолакоткани 4ФД-Э01-Б (ТУ 301-05-422-89) или другого материала с аналогичными эластичностью и теплостойкостью. Толщина эластичного компенсатора 0,1-2,0 мм. При толщине менее 0,1 мм эластичный компенсатор 3 быстро выходит из строя, а при толщине более 2,0 мм ухудшается его эластичность.
Теплоизолирующий слой 4 выполнен из любого эластичного материала с коэффициентом теплопроводности не превышающим 0,2 (Вт/(м·°С).
Отражающий слой 6 выполнен из алюминиевой фольги (ГОСТ 618-73).
Усилители жесткости 8 выполнены из поликарбоната ПК-1-ПК-4 (ТУ 8729-02-003 00279-00) или другого термопластичного материала. Термоэлектрический мат работает следующим образом. Подлежащий восстановлению участок кровли предварительно очищают от грязи и просушивают. Затем на него укладывают термоэлектрический мат, таким образом, чтобы исключить неплотный контакт с разогреваемым участком.
С помощью проводов 10 подключают термоэлектрический мат к источнику напряжения, например, сварочному трансформатору. Электрический ток, проходя через плоский эластичный электронагреватель 2 разогревает его. При этом большая часть теплового потока через нижнюю (контактирующую с кровлей) поверхность термостойкой оболочки 1 направляется на разогреваемый участок кровли. Меньшая часть теплового потока, преодолев эластичный компенсатор 3, теплоаккумулирующий слой 4, и теплоизолирующий слой 5, попадает на отражающий слой 6. В результате чего часть этого теплового потока снова направляется в сторону разогреваемого участка кровли.
После окончания разогрева термоэлектрический мат снимают и переносят за ручки 9 на другой участок кровли, в процессе чего происходит его прогиб. Более того, в процессе переноса термоэлектрического мата часто смещают один конец относительно другого тем самым, перекашивая и даже частично скручивая плоский эластичный электронагреватель 2.
Однако возникающие при этом силы воспринимаются эластичным компенсатором 3, который соединен с плоским электронагревателем 2, по продольным сторонам. В результате этого исключается образование складок в плоском эластичном нагревателе 8, а, следовательно, исключается замыкания между его токопроводящими неметаллическими нитями.