КРОВЕЛЬНЫЙ ОБОГРЕВ ДЛЯ КРЫШИ ЗДАНИЯ

Настоящая полезная модель относится к кровельному обогреву для крыши здания и крыши здания с таким кровельным обогревом.
В районах с высоким уровнем осадков и холодными климатическими условиями снег и/или лед в значительных количествах зачастую скапливаются, прежде всего, на крышах зданий. Если подобные отложения вовремя не удаляются, то, прежде всего, на плоских крышах могут образовываться снежные и ледяные лавины, которые могут создавать угрозу для прохожих. При слишком большой нагрузке от скоплений снега и льда старые крыши могут провалиться, прежде всего, под их весом.
Задача данной полезной модели состоит в том, чтобы предоставить возможность предотвращения нежелательного отложения скоплений снега и льда на крышах зданий.
Эта задача выполнена за счет признаков независимых пунктов формулы полезной модели.
Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствованные варианты следуют из признаков зависимых пунктов формулы полезной модели и остального описания.
Настоящая полезная модель относится к кровельному обогреву для крыши здания. Кровельный обогрев может включать в себя плоскостное обогревательное устройство для обогрева наружной поверхности крыши, а также теплоизолирующее устройство, которое может изолировать плоскостной обогрев с внутренней стороны кровли. При этом плоскостное обогревательное устройство может быть подключено или выполнено с возможностью подключения к теплоснабжающему устройству. Может быть предусмотрено, что плоскостное обогревательное устройство и теплоизолирующее устройство установлены или выполнены с возможностью установки на крыше здания. Таким образом, за счет кровельного обогрева крыша здания может нагреваться примерно до температуры, которая может быть вблизи или выше точки замерзания воды. Тем самым на крыше можно растапливать снег или лед. Предложенный кровельный обогрев может быть, прежде всего, предусмотрен для дооснащения уже существующих крыш. Особенно целесообразно использовать кровельный обогрев при относительно плоских крышах и/или поверхностей металлических крыш, с которых снег и лед могут соскальзывать лишь недостаточно контролируемо. Для этого, в общем, может быть выполнено плоскостное обогревательное устройство для обогрева поверхности, например поверхности крыши, и/или обогревательное поле. Плоскостное обогревательное устройство может иметь блок управления для управления или регулирования его режима работы и/или один или несколько обогревательных компонентов для генерирования и/или распределения тепла, таких, как трубопроводы, и/или подключения и/или распределительные коллекторы и/или электрические обогревательные кабели и/или электрические обогревательные устройства, и/или испарители и/или конденсаторы и/или насосы и/или компрессоры. Прежде всего, трубопровод может быть выполнен для подачи текучего теплоносителя. Можно представить, что плоскостное обогревательное устройство образует один или несколько замкнутых обогревательных контуров, прежде всего параллельно включенных обогревательных контуров. Обогревательные компоненты плоскостного обогревательного устройства, прежде всего трубопроводы и/или электрические обогревательные кабели, для обогрева поверхности могут быть расположены по существу в виде плоскостного рисунка, например в виде зигзага, меандра и/или решетки или сетки. В общем, плоскостное обогревательное устройство может иметь одну или несколько теплопроводящих панелей или теплопроводящих поверхностей, которые находятся в теплопередающем контакте или могут быть приведены в теплопередающий контакт с подлежащей нагреву наружной поверхностью кровли. Теплопроводящая панель может быть выполнена в виде теплопроводящего листа, которым, прежде всего, может быть выполнен в виде металлического листа, такого, как алюминиевый лист и/или стальной лист и/или медный лист. Можно представить, что одна или несколько таких теплопроводящих панелей находятся в теплопередающем контакте или выполнены с возможностью приведения в теплопередающий контакт с электрическими обогревательными кабелями и/или трубопроводами и/или теплообменниками плоскостного обогревательного устройства. В общем, теплопередающий контакт между двумя компонентами может означать, что соответствующие компоненты находятся между собой в прямом или опосредованном теплопроводящем контакте, например, потому что они касаются друг друга непосредственно или через один или несколько расположенных между ними компонентов, которые соответственно могут находиться между собой в теплопроводящем контакте и/или контакте соприкосновения. Альтернативно или дополнительно, теплопроводящий контакт может означать, что тепло передается или может быть передано от одного компонента другому посредством теплового излучения. В общем, наружной поверхностью кровли можно назвать поверхность кровли, которая относительно плоскостного обогревательного устройства расположена с наружной стороны кровли и/или с наружной стороны здания. Наружная поверхность кровли может быть предусмотрена для контакта с внешней средой и/или окружающим миром. Прежде всего, может быть предусмотрено, что при снегопаде наружная поверхность кровли является непосредственно достижимой для снега, так что снег при контакте соприкосновения с наружной поверхностью кровли может скапливаться на ней. Прежде всего, наружная поверхность кровли может быть образована кровельным покрытием. В общем, кровельное покрытие может быть предусмотрено для того, чтобы ограничивать здание или крышу снаружи. Можно представить, что кровельное покрытие выполнено цельным или имеет более чем один элемент, например несколько панелей или листов, прежде всего металлических панелей или металлических листов. Кровельное покрытие может быть изготовлено из теплопроводящего материала и/или металлического материала, и/или быть расположено на нем с теплопередающим, прежде всего теплопроводящим, контактом. Например, кровельное покрытие может иметь по меньшей мере одну металлическую панель и/или металлический лист, например медный лист и/или алюминиевый лист и/или цинковый лист и/или стальной лист, и/или соответствующие панели или аналогичные металлические материалы. Альтернативно, кровельное покрытие может включать в себя пленку и/или фольгу и/или слой, которые могут быть расположены с контактом соприкосновения и/или теплопередающим контактом на таких металлических панелях и/или таких металлических листах. При этом можно предусмотреть, что подобное кровельное покрытие, прежде всего в виде фольги, нагревается посредством расположенной под ним стабилизирующей конструкции и/или конструкции с хорошей теплопередачей, такой, как металлическая панель и/или металлический лист, когда оно нагревается плоскостным обогревательным устройством. В общем, внутренняя сторона крыши может находиться по отношению к плоскостному обогревательному устройству на обратной наружной стороне кровле стороне и/или соответствовать стороне здания. Плоскостное обогревательное устройство может быть расположено или выполнено с возможностью расположения в теплопередающем контакте с наружной стороной кровли, прежде всего с кровельным покрытием. Теплоизолирующее устройство может иметь один или несколько слоев. По меньшей мере один слой теплоизолирующего устройства может быть изготовлен из материала с хорошими теплоизоляционными свойствами или содержать такой материал, например пенополистирол. Теплоизолирующее устройство может быть расположено относительно плоскостного обогревательного устройства с внутренней стороны кровли и/или под плоскостным обогревательным устройством. Изолирование плоскостного обогревательного устройства посредством теплоизолирующего устройства может, прежде всего, означать теплоизоляцию. Может быть предусмотрено, что Теплоизолирующее устройство выполнено для того, чтобы перекрыть или подавить тепловой поток или утечку тепла от плоскостного обогревательного устройства по направлению к внутренней стороне кровли. В общем, плоскостное обогревательное устройство может быть работающим на электричестве и/или текучей среде устройством или включать в себя такое устройство. Работающее на текучей среде плоскостное обогревательное устройство может, прежде всего, иметь теплоноситель, которым может быть протекающая или предусмотренная с возможностью протекания по трубопроводам и/или обогревательным элементам и/или теплообменникам и/или распределительным коллекторам плоскостного обогревательного устройства текучая среда. Такая текучая среда может включать в себя, прежде всего, жидкость, например воду и/или спирт, и/или смесь, например смесь воды и гликоля, и/или газ или пары, например водяной пар. Теплоснабжающее устройство может быть предусмотрено для того, чтобы питать плоскостное обогревательное устройство энергией, прежде всего теплом или электрическим током, для нагревания теплоносителя, и/или электрическим током для эксплуатации электрического плоскостного обогревательного устройства и/или электрических обогревательных компонентов плоскостного обогревательного устройства. Теплоснабжающее устройство может при этом включать в себя соответствующие трубопроводы и/или электрические провода и/или один или несколько насосов, например тепловой насос, и/или по меньшей мере один конденсатор и/или один испаритель и/или подходящий блок управления блок управления, или быть выполнено с возможностью подключения к ним. Можно представить, что плоскостное обогревательное устройство имеет контур теплоносителя, причем теплоноситель может циркулировать по замкнутому циклу. Теплоснабжающее устройство может иметь один или несколько контуров с текучим теплоносителем, которые могут быть замкнутыми относительно контура плоскостного обогревательного устройства, так что между контурами плоскостного обогревательного устройства и теплоснабжающего устройства не происходит обмена теплоносителем или средой. Контуры могут быть сопряжены между собой посредством подходящих теплообменников и/или тепловых насосов для достижения теплопередачи, прежде всего для достижения теплопроводности. Теплоноситель для обогрева панелей может нагреваться в тепловом насосе и/или теплообменнике посредством электрического нагрева. Тепловые контуры с текучей средой теплоснабжающего устройства могут соответственно быть закрытыми или открытыми контурами, такими как контур грунтовых вод. В общем, в разных и/или замкнутых относительно друг друга контурах в качестве теплоносителей можно применять различные текучие среды. Теплоснабжающее устройство может быть подключено и/или выполнено с возможностью подключения к одному или нескольким тепловым источникам, в некоторых случаях разного типа. Тепловым источником может быть электрическое обогревательное устройство или геотермальный тепловой источник, который может обеспечить нагрев теплоносителя. Геотермальным тепловым источником может быть, прежде всего, расположенный в грунте или выполненный с возможностью расположения в грунте тепловой источник. Подключение плоскостного обогревательного устройства к теплоснабжающему устройству может означать, что между плоскостным обогревательным устройством и теплоснабжающим устройством устанавливается текучий и/или теплопередающий, прежде всего теплопроводящий, контакт, например, посредством теплообменника и/или путем соединения с подходящими трубопроводами. Теплоснабжающее устройство может быть частью кровельного обогрева и/или выполнено отдельно он него. Крыша здания может включать в себя кровельное покрытие и/или конструкцию крыши или структуру крыши, например подкосы, на которых может быть предусмотрена обрешетка. Установка плоскостного обогревательного устройства и/или теплоизолирующего устройства на крыше здания может включать в себя закрепление плоскостного обогревательного устройства на конструкции крыши и/или на кровельном покрытии, прежде всего закрепление на подкосах. Закрепление может производиться посредством подходящих крепежных элементов, таких, как шурупы, болтов и/или гвоздей и/или клеящих веществ и/или зажимов. Плоскостное обогревательное устройство может быть расположено или быть выполнено с возможностью расположения ниже и/или с внутренней стороны кровли наружной поверхности кровли. Альтернативно или дополнительно, плоскостное обогревательное устройство может быть расположено или быть выполнено с возможностью расположения и/или сверху и/или с наружной стороны кровли относительно теплоизолирующего устройства. В общем, теплоснабжающее устройство может быть соединено или быть выполнено с возможностью соединения с тепловым источником посредством подходящего открытого или замкнутого контура теплоносителя для получения тепла.
Теплоснабжающее устройство может включать в себя по меньшей мере один геотермальный тепловой источник или быть подключенным или выполнен с возможностью подключения к нему. Тем самым необходимую тепловую энергию можно получать удобным, экологически чистым способом.
В усовершенствованном варианте по меньшей мере один геотермальный тепловой источник может включать в себя по меньшей мере одну энергетическую корзину и/или по меньшей мере один геотермальный зонд и/или по меньшей мере один источник отходящего тепла и/или по меньшей мере один источник грунтовых вод, и/или быть подключенным и/или быть выполненным с  возможностью подключения к ним. При этом энергетическая корзина может быть, например, погруженной или выполненной с возможностью погружения в грунт, содержащей теплоноситель трубой в форме спирали, которая может извлекать тепловую энергию из грунта. Энергетическая корзина может использоваться или быть выполнена с возможность быть использованной в грунте на глубине нескольких метров. Можно представить, что высота энергетической корзины составляет несколько метров. Предпочтительно, геотермальный зонд может быть погружен в грунт на глубину 30-200 м. Можно представить, что геотермальный зонд имеет замкнутый контур теплоносителя, который может поглощать тепло недр Земли и транспортировать наверх к теплоснабжающему устройству и/или для обогрева теплоносителя плоскостного обогревательного устройства. Трубопровод грунтовых вод может иметь соединение с горячими грунтовыми водами, которые по трубопроводу грунтовых вод могут подаваться в теплоснабжающее устройство для приведения в действие плоскостного обогревательного устройства. При этом трубопровод для грунтовых вод может образовывать открытый контур с текучей средой, который соединен или выполнен с возможностью соединения с всасывающим колодцем для засасывания грунтовых вод и с поглощающим колодцем и/или установкой для понижения уровня грунтовых вод, в которые можно спускать отдавшие свое тепло грунтовые воды. При этом можно использовать подходящее насосное устройство. Источником отходящего тепла можно назвать канал и/или теплоцентраль и/или другой достаточно горячий тепловой источник, тепло которого не используется иным образом.
Плоскостное обогревательное устройство может быть покрыто или выполнено с возможностью покрытия кровельным покрытием. Кровельное покрытие может быть установлено или быть выполнено с возможностью установки на конструкции крыши, например посредством привинчивания.
Можно представить, что кровельный обогрев имеет защитное устройство, которое покрывает или является покрываемым плоскостное обогревательное устройство. Таким защитным устройством может быть, например, защитная панель и/или защитный холст, которые располагаются или могут быть расположены на плоскостном обогревательном устройстве и/или между плоскостным обогревательным устройством и кровельным покрытием. Подобное защитное устройство может быть выполнено, прежде всего, таким образом, что оно может защищать плоскостное обогревательное устройство от физического повреждения и/или контакта соприкосновения с наружной поверхностью кровли или кровельного покрытия. В общем, защитное устройство может быть выполнено с хорошими теплопередающими свойствами, например, потому что оно является достаточно тонким, чтобы существенно не подавлять тепловой поток или тепловое излучение от плоскостного обогревательного устройства, или путем выбора подходящего материала с хорошими теплопередающими свойствами. Защитное, устройство может быть выполнено, прежде всего, стойким к атмосферным воздействиям. Тем самым плоскостное обогревательное устройство может быть защищено от вредного внешнего воздействия, прежде всего, при монтаже и/или техобслуживании. Защитное устройство может быть выполнено, например, из подходящего холста или панелей из волокнистого материала и/или дерева, толщина которых может составлять 5-10 мм.
Защитное устройство может быть расположено или быть выполнено с возможностью расположения между плоскостным обогревательным устройством и кровельным покрытием. Тем самым при нанесении кровельного покрытия устройство нагрева уже можно защитить от вредных погодных воздействий или физических повреждений.
Плоскостное обогревательное устройство и/или кровельное покрытие может быть, по меньшей мере, частично закреплено или выполнено с возможностью, по меньшей мере, частичного закрепления над теплоизолирующим устройством на крыше здания. При этом, прежде всего, можно предусмотреть, что крепежные элементы для крепления плоскостного обогревательного устройства и/или кровельного покрытия, например шурупы и/или болты и/или гвозди и/или заклепки, проходят или имеют возможность прохождения через теплоизолирующее устройство. Для этого в теплоизолирующем устройстве могут быть предусмотрены подходящие направляющие каналы. В общем, можно предусмотреть, что направляющие каналы для придания направления крепежным элементам могут иметь резьбу. Можно представить, что в плоскостном обогревательном устройстве выполнены соответствующие направляющие каналы, через которые имеют возможность проходить крепежные элементы. Направляющие каналы в плоскостном обогревательном устройстве и/или теплоизолирующем устройстве могут иметь теплоизоляцию для предотвращения» что тепло от плоскостного обогревательного устройства через крепежные элементы нежелательным образом передается наружу. Прежде всего, может быть предусмотрено, что направляющие каналы в плоскостном обогревательном устройстве имеют теплоизоляцию относительно вводимого крепежного элемента, например, посредством подходящего теплоизоляционного материала, например имеющего хорошие теплоизоляционные свойства полимерного материала.
Плоскостное обогревательное устройство может иметь несколько нагреваемых независимо одно от другого обогревательных полей. Обогревательные поля посредством теплоснабжающего устройства могут снабжаться теплоносителем. Обогревательные поля и/или покрывающие обогревательные поля панели крыши быть разделены или быть выполнены с возможностью разделения между собой рейками, прежде всего деревянными рейками.
Плоскостной обогрев может иметь по меньшей мере один трубопровод, по которому протекает текучий теплоноситель или предусмотрена возможность протекания текучего теплоносителя, и который находится в теплопередающем контакте или выполнен с возможностью приведения в теплопроводящий контакт с теплопроводящим листом. Такой теплопроводящий лист может быть предусмотрен в качестве части плоскостного обогревательного устройства. Можно представить, что теплопроводящий лист имеет одно или несколько углублений, в которые помещены или предусмотрена возможность помещения один или несколько трубопроводов. Прежде всего, один или несколько трубопроводов могут быть помещены в одном или нескольких подобных углублениях таким образом, что они находятся в теплопроводящем контакте со стенками углубления или углублений. Углубления могут выступать из теплопроводящего листа на внутренней стороне кровли. Можно предусмотреть теплопроводящий лист для теплопередающего, прежде всего теплопроводящего, контакта с кровельным покрытием и/или защитным устройством. Прежде всего, теплопроводящий лист может иметь промежуточные плоские участки, на которых нет трубопроводов, но которые находятся в теплопередающем контакте со стенками углублений. При этом промежуточные плоские участки могут быть предусмотрены, прежде всего, для поверхностного теплопередающего контакта с кровельным покрытием и/или защитным устройством. Можно представить, что теплоизолирующее устройство имеет выемки под углубления для приема углублений теплопроводящего листа. Прежде всего, расположенные напротив трубопровода или трубопроводов стороны стенок углублений могут быть в контакте с теплоизолирующим устройством.
Кроме того, полезная модель относится к крыше здания с описанным здесь кровельным обогревом.
Далее полезная модель поясняется со ссылкой на прилагаемые в качестве примеров чертежи.
На них показаны:
фиг.1 - здание с крышей здания и кровельным обогревом, и
фиг.2 - увеличенный вид фрагмента кровельного обогрева.
На фиг.1 схематически показано здание 10 с крышей 12 здания. Крыша 12 здания имеет конструкцию 14 крыши, которая в этом примере может включать в себе, например, стропильные ноги. На конструкции 14 крыши может располагаться обрешетка 16. Снаружи крыша 12 здания ограничена сверху состоящим в этом примере из цинковых панелей кровельным покрытием 18. В показанном примере крыша 12 здания имеет тупой угол наклона крыши, который составляет существенно более 90°. Между кровельным покрытием 18 и обрешеткой 16 предусмотрен кровельный обогрев 20, который в этом примере имеет плоскостное обогревательное устройство с плоскостно уложенными трубопроводами, которые направляют теплоноситель. Трубопроводы могут быть уложены, например, зигзагообразно или S-образно. Плоскостной обогрев имеет также теплопроводящую панель и теплоизолирующее устройство, которые подробнее описываются со ссылкой на фиг.2. Кровельный обогрев через локальную теплотрассу соединен с тепловым насосом 30 теплоснабжающего устройства, которое может снабжаться теплом из одного или нескольких геотермальных тепловых источников. Подобные источники могут включать в себя, например, энергетические корзины 32, геотермальный зонд 34, источник 36 грунтовых вод или в качестве источника отходящего тепла расположенный в грунте канал. При этом А обозначает типичную глубину погружения для энергетических корзин около 4 м, тогда как В - типичную глубину погружения для геотермальных зондов около 30 м - 200 м, а С - типичную глубину скважин грунтовых вод 10 м - 15 м. Источник грунтовых вод может включать в себя всасывающий колодец и поглощающий колодец, которые посредством открытого контура могут быть подключены или выполнены с возможностью подключения к теплоснабжающему устройству. Тепловой насос 30 расположен здесь репрезентативно в качестве теплоснабжающего устройства, которое может питать контур текучего теплоносителя кровельного обогрева 20 теплом из тепловых источников 32, 34, 36 или 38. Специальные компоненты контуров теплоносителя или обогревательных контуров плоскостного обогревательного устройства или теплоснабжающего устройства, такие как испарители и/или теплообменники и/или провода и/или вентили и/или компрессоры и/или насосы и/или конденсаторы, в случае их необходимости считаются присутствующими, но не изображенными.
Конструкция приводимого в качестве примера кровельного обогрева 20 подробнее описывается со ссылкой на фиг.2. Кровельный обогрев 20 имеет в этом примере зигзагообразно проложенные трубопроводы 22, по которым может протекать текучий теплоноситель. Кровельный обогрев 20 имеет также в качестве детали плоскостного обогревательного устройства теплопроводящую панель 24, которая выполнена из материала с хорошей теплопроводностью, например из такого металла, как алюминий. В теплопроводящей панели 24 предусмотрены углубления, в которых расположены трубопроводы 22. При этом углубления выполнены с непрерывными стенками и не образуют отверстий или проходов. Трубопроводы 22 находятся соответственно в теплопроводящем контакте со стенками углублений 26. Кровельный обогрев 20 также содержит в себе теплоизолирующее устройство 28, которое в этом примере выполнено в виде слоя пенополистирола. В теплоизолирующем устройстве 28 выполнены выемки под углубления, в которых размещаются углубления 26 теплопроводящей панели 24. Теплоизолирующее устройство расположено на обрешетке 16 крыши, которая, в свою очередь, расположена на стропилах 18. Кровельное покрытие 18 через расположенное между теплопроводящей панелью 24 и кровельным покрытием 18 защитное устройство 29, например защитный холст из волокнистого материала или тонкую деревянную доску, находится в теплопередающем контакте с теплопроводящей панелью 24. Когда тепловым насосом 30 нагретый теплоноситель нагнетается по трубопроводам 22, тепло через стенки углублений 26 передается на теплопроводящую панель 24 и может по существу равномерно распределяться через теплопроводящую панель 24 по кровельному покрытию 18 для его нагрева. В общем, температура теплоносителя в трубопроводах в рабочем режиме может составлять 15-60°С, прежде всего 50-55°С, и может регулироваться, например, подходящим блоком управления.
Для практического осуществления настоящей полезной модели описанные признаки могут быть существенны по отдельности или в любом сочетании.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10 здание
12 крыша здания
14 конструкция крыши
16 обрешетка
18 кровельное покрытие
20 кровельный обогрев
22 трубопровод
24 теплопроводящая панель
26 углубление
28 теплоизолирующее устройство
29 защитное устройство
30 тепловой насос
32 энергетическая корзина
34 геотермальный зонд
36 источник грунтовых вод
38 источник отходящего тепла