МНОГОСЛОЙНАЯ ИЗОЛИРУЮЩАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В НАСТИЛ ПОЛА ИЛИ СТЕНЫ
MULTILAYER INSULATING PANEL FOR INSTALLATION OF ELECTRIC HEATING SYSTEM IN FLOOR OR WALL PLANKING

Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение в основном относится к системам отопления зданий, размещенных в настиле пола или в стенах. В частности, изобретение относится к многослойной изолирующей панели, которая может быть использована для установки системы электрического отопления, включающей электрические нагревательные провода, в настиле пола или стенах здания.
Уровень техники
Известны и как правило применяются системы обогрева пола или стен зданий, которые используют трубопроводы или электрические кабели, размещенные под полом или в полостях стены здания, предназначенные для отопления комнат.
В частности, системы обогрева пола, использующие воду, содержат змеевик, через который пропускают нагретую воду (или другие жидкости), при этом нагрев воды осуществляют с помощью традиционного бойлера, теплового насоса, каминной печи или посредством фотоэлектрических солнечных панелей.
Системы электрического обогрева пола, как правило, состоят из электрических кабелей, работающих как электрическое сопротивление или электрический нагревательный провод, которые при пропускании через них электрического тока нагреваются за счет эффекта Джоуля, передавая при этом тепло окружающей среде. Что касается установки таких систем обогрева пола, то змеевики трубопроводов, в которых течет нагретая жидкость, или электрические нагревательные провода укладываются под пол на панели, изготовленные из термоизоляционного материала и размещенные на плите перекрытия. Такие теплоизолирующие панели улучшают эффективность системы обогрева за счет:
- уменьшения теплопередачи в сторону плиты;
- ограничения тепловой инерции системы;
- обеспечения механической прочности системы обогрева пола.
Некоторые изолирующие панели известного типа, которые могут быть использованы для этих целей, как правило, представляют собой лист из вспененного полистирола, имеющий противоположные плоские поверхности, и сформированы для создания разделительной изолирующей конструкции между плитой и стяжкой пола, в которой расположены змеевики или нагревательные провода.
Согласно первому примеру, панели, выполненные в виде листа из полистирола, должны быть покрыты сеткой, снабженной характерными крепежными элементами для крепления трубопровода змеевика.
Во втором примере, выполненный из полимерного материала лист снабжен множеством зафиксированных на нем утолщений или выступов, например, приклеенных к одной из поверхностей изоляционного листа полистирола. В частности, утолщения такого листа сконфигурированы таким образом, чтобы способствовать закреплению электрических нагревательных проводов с возможностью их переустановки непосредственно на листе, а, следовательно, и закреплению нагревательных проводов на панели.
Используемые в системах обогрева пола или стен изолирующие панели из полистирола известного типа, содержащие листы с рельефной поверхностью, имеют некоторые недостатки.
Действительно, лист с рельефной поверхностью, который приклеен к листу панели из полистирола, содержит выступы на первой поверхности и углубления на второй противоположной поверхности листа: каждое углубление расположено у соответствующего выступа. Таким образом, такая вторая поверхность листа, которая приклеивается к листу полистирола, обеспечивает небольшую поверхность для того, чтобы лист приклеивался к вышеупомянутому листу полистирола. Следовательно, склеивание листа с рельефной поверхностью с листом панели из полистирола не очень эффективно. Изолирующая панель в целом может пострадать от непроизвольных отслоений листа с рельефной поверхностью, особенно если изолирующую панель располагают в полости стены для обеспечения системы обогрева стены, плоскость которой ортогональна плоскости плиты.
Согласно другому способу изготовления панели, лист с рельефной поверхностью формуется совместно с листом полистирола, таким образом, получают предварительно отформованную панель. Применяемый процесс термоформования является пакетным процессом, который, как правило, является сложным и медленным с точки зрения времени обработки по сравнению с другими промышленными производственными процессами.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка и обеспечение многослойной изолирующей панели для установки электрической системы обогрева в настиле пола или стенах здания, которая позволяет хотя бы частично устранить недостатки, отмеченные выше в отношении известных изолирующих панелей, используемых для тех же целей.
В частности, задачей изобретения является обеспечение многослойной изолирующей панели, включающей рельефный лист, в которой такой рельефный лист более эффективно приклеивается к изолирующему слою.
Другой задачей изобретения является обеспечение многослойной изолирующей панели, которая может быть изготовлена альтернативными методами, более дешевыми производственными процессами, и с использованием других изолирующих материалов нежели полистирол, с более высокими теплоизолирующими свойствами и меньшей толщины.
Такие задачи решаются с помощью многослойной изолирующей панели по п. 1.
Предпочтительные варианты такой многослойной изолирующей панели описаны в зависимых пунктах 2-10 формулы изобретения. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления многослойной изолирующей панели для установки системы электрического обогрева в настил пола или в стену здания, как это описано в п. 11 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей.
Дальнейшие особенности и преимущества многослойной изолирующей панели для установки системы электрического отопления в настилах пола или стенах согласно изобретению станут очевидными из следующего описания предпочтительных вариантов его реализации, приведенных в качестве неограничивающего, показательного примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых:
на фиг. 1 показан увеличенный продольный разрез многослойной изолирующей панели согласно изобретению;
на фиг. 2 показан частично повернутый вид сверху листа из полимерного материала с выступами совместно с соединительным слоем, который затем соединен с изолирующим слоем панели, как это показано на фиг. 1;
на фиг. 3 показано перспективное изображение с пространственным разделением элементов многослойной изолирующей панели согласно изобретению.
Идентичные или аналогичные элементы будут обозначены одинаковыми цифрами на вышеуказанных фигурах 1-3.
Осуществление изобретения.
Как показано на фиг. 1 и 3, многослойная изолирующая панель для установки электрической системы отопления, согласно изобретению, включающая электрические нагревательные провода 50, и помещаемая в настил пола или стены зданий, обозначена в целом позицией 100.
В системе подогрева пола, такие изолирующие панели 100 размещены на плите комнаты или жизненного пространства здания для их обогрева, таким образом находясь под стяжкой (или будучи приклеенными), на которой плитки или другое пригодное покрытие пола закреплены. В системе обогрева стены такие изолирующие панели 100 расположены в полостях, полученных в стенах, где они расположены в плоскости, ортогональной к плоскости плиты, в условиях сухих применений, связанных, например, с панелями, выполненными из таких материалов, как гипсокартон или силикат кальция.
В дальнейшем термин "изолирующая панель" означает панель, сконфигурированную для теплоизоляции жилого пространства от окружающей среды, в частности для предотвращения диффузии тепла к плите (в случае системы подогрева пола) или к смежным жилым помещениям или внешней среде (в случае системы обогрева стен).
Более того, далее в описании, многослойная изолирующая панель 100 может быть также названа изолирующей панелью или просто панелью.
Многослойная изолирующая панель 100 включает в себя основной слой 1, изготовленный из термоизоляционного материала. Такой основной слой 1 имеет первую поверхность 10 и вторую поверхность 11, которые противоположны друг напротив друга.
В предпочтительном варианте выполнения основной слой 1 панели 100 содержит пенополиуретановую пену (PUR-PIR).
Изолирующая панель 100 также содержит лист 2, выполненный из полимерного материала, функционально связанный с одной из вышеуказанных первой поверхностью 10 или второй поверхностью 11 основного слоя 1.
В частности, такой лист 2 имеет первую сторону 20 и вторую противоположную сторону 21, функционально связанную с основным изолирующим слоем 1.
Первая сторона 20 листа содержит множество утолщений или выступов 22, равномерно расположенных отдельно друг от друга на вышеупомянутой первой стороне 20. В примере, показанном на фиг. 1 и 3, лист 2 содержит такие выступы 22, или утолщения, которые выступают относительно первой стороны 20 самого листа 2 в направлении наружу от основного изолирующего слоя 1. Как видно на продольном разрезе панели 100 на фиг. 1, лист 2 содержит множество впадин 23 на второй стороне 21. Каждая впадина 23 второй стороны 21 располагается в соответствующем выступе 22 первой стороны 20 листа 2.
В частности, каждый выступ 22 имеет участок с плоской поверхностью, параллельной самому листу 2, который по существу имеет квадратную форму с округленными углами. Такой участок выступов 22 может быть различной формы. Кроме того, как показано на фиг. 2 и 3, каждый выступ образует слепую впадину 24, ограниченную наклонными боковыми стенками 24', которые понижаются от первой верхней части выступа 22 к нижней части этого выступа. Как показано на фиг. 2 и 3, различные формы могут быть связаны с вышеупомянутыми наклонными стенками 24' выступа 22.
Обращаясь к фиг. 2, выступы 22 первой стороны 20 листа 2 выровнены вдоль первого направления X, показанного соответствующей стрелкой, чтобы сформировать множество по существу параллельных рядов вдоль первого направления X. Подобным образом выступы 22 выровнены вдоль второго направления Y, ортогонального первому направлению X, обозначенного соответствующей стрелкой, чтобы сформировать множество по существу параллельных столбцов. Такие ряды и столбцы вдоль первого X и второго Y направлений, соответственно, образуют множественную структуру выступов 22.
Каждый ряд/столбец выступов 22 отделен от смежных рядов/столбцов отсеком 25, сформированным для размещения электрического нагревательного провода 50.
В частности, выступы 22 листа 2 сконфигурированы для прокладывания вышеуказанных электрических нагревательных проводов 50 на первой стороне 20 листа 2 с возможностью переустановки.
Действительно, как показано на фиг. 1, внешняя боковая поверхность выступа 22 имеет верхнюю часть 2 6, которая выступает по отношению к нижней части 27. Расстояние d между выступающими верхними частями выступов соседних рядов/столбцов составляет от 1 мм до 8 мм в зависимости от диаметра электрического нагревательного провода 50. Это расстояние d меньше среднего диаметра электрического нагревательного провода 50, который следует использовать в системе подогрева пола или стены. Таким образом, такой электрический нагревательный провод 50 может быть вставлен в отсек 25 между выступами 22 и зафиксирован, например, быстро закреплен с защелкиванием, на рифленом листе 2. Полезно, что подобная фиксация имеет реверсивный тип. Важно отметить, что расстояние между выступами 22 ниже их верхней части и в нижней части отсека 25 больше или равно среднему диаметру электрического нагревательного провода 50.
Вышеупомянутый лист 2, изготовленный из полимерного материала, панели 100, имеет толщину S от 50 мкм до 2 мм.
Полимерный материала, из которого изготавливают рельефный лист 2 выбирают из группы материалов, таких как:
- полиэтилен высокой плотности (ПЭВП);
- полиэтилен низкой плотности (ПЭНП);
- полипропилен (ПП);
- полистирол (ПС);
- поливинилхлорид (ПВХ);
- полиэтилентерефталат (ПЭТФ);
- смеси полимеров.
Такой полимерный материал может включать добавки, которые придают листу 2 свойства эластичности, механической стойкости, огнестойкости.
Важно отметить, что вышеупомянутые полимерные материалы могут быть новыми, то есть ранее не использовавшимися, или переработанными.
Преимущественно, изолирующая панель 100, согласно изобретению, дополнительно содержит соединительный слой 3 закрепленный на второй стороне 21 полимерного листа 2. В частности, соединительный слой 3 при объединении основного изолирующего слоя 1 с полимерным листом 2 помещают между второй стороной 21 полимерного листа 2 и одной из первой поверхностью 10 или второй поверхностью 11 основного изолирующего слоя 1. В примере на фиг. 1 и 3 соединительный слой 3 помещен между второй стороной 21 полимерного листа 2 и первой поверхностью 10 основного изолирующего слоя 1 панели 100.
Со ссылкой на фиг. 1 и 2, следует отметить, что такой соединительный слой 3 представляет собой слой без разрывов, и после того, как он закреплен на второй стороне 21 полимерного листа 2, он закрывает впадины 23 второй стороны 21 полностью, то есть чтобы сделать такие впадины 23 недоступными и предотвратить их непосредственный контакт с первой поверхностью 10 основного изолирующего слоя 1 панели 100.
В первом предпочтительном воплощении изобретения такой соединительный слой 3 представляет собой слой, выполненный из волокнистого материала.
В частности, такой волокнистый соединительный слой 3 изолирующей панели 100 изготовлен из материала, выбранного от группы таких материалов, как:
- синтетическая ткань или синтетический нетканый материал, из таких материалов как, например, полипропилен (ПП), полиэтилентерефталат (ПЭТФ), полиэтилен (ПЭ);
- стекловолокно;
- синтетическая композитная ткань или синтетический композитный нетканый материал;
- натуральная ткань или натуральный нетканый материал;
- сетчатый материал;
- бумага;
- ткань или нетканый материал, состоящий из комбинации вышеупомянутых компонентов.
Во втором варианте выполнения изобретения соединительный слой 3 представляет собой пленку.
В этом случае, такой соединительный слой 3 изолирующей панели 100 изготовлен из материала, выбранного из следующей группы:
- синтетическая полимерная пленка, например, из полипропилена (ПП), полиэтилентерефталата (ПЭТФ), полиэтилена (ПЭ), полиамида (ПА), этилен-винилового спирта (EVOH), полиуретана (ПУ) и их комбинаций;
металлическая фольга или металлизированные полиэтиленовые пленки;
многослойная пленка с сочетаниями различных пленок и сочетаниями пленок и волокнистых слоев.
2
2
В одном из вариантов такой соединительный слой 3 имеет вес на единицу площади от 20 г/м до 200 г/м.
Ссылаясь на фиг. 2, также следует отметить, что общий слой панели С, который включает в себя соединительный слой 3, закрепленный на полимерном листе 2, с учетом указанных выше толщин, представляет собой гибкий слой, то есть такой общий слой С, который может быть сложен и свернут.
Ниже приведен пример способа изготовления многослойной изолирующей панели 100 согласно изобретению.
В частности, полимерный лист 2, имеющий выступы 22, выполняется с помощью прессования и формования, то есть с помощью известных технологий.
В то же время, соединительный слой 3 наносится на вторую сторону 21 листа 2 на выходе из процесса формования для формирования общего слоя С. В первом примере, такой соединительный слой 3 может быть нанесен на вторую сторону 21 листа 2 непосредственно при прессовании и формовании горячего полимера, когда формируется лист 2. В другом примере, такой соединительный слой 3 может быть нанесен на уже сформированный лист 2, например, путем приклеивания.
Изготовление изолирующей панели 100 в предпочтительном варианте включает этап нанесения предварительно сформированного общего слоя С на основной слой 1 из полиуретана по существу одновременно с расширением самого полиуретана, что имеет место при непрерывном процессе.
В частности, соединительный слой 3 объединенный с рельефным листом 2 является плоским поддерживающим слоем, выполненным для сдерживания расширения полиуретановой пены при изготовлении панели 100 из полиуретана. Если бы такой соединительный слой 3 отсутствовал, то расширяющаяся полиуретановая пена не смогла бы растекаться при непрерывном производственном процессе из-за наличия впадин 23 на второй стороне 21 листа 2.
Кроме того, такой соединительный слой 3 способствует улучшению прилипания общего слоя С, включая рифленый лист 2, к основному изолирующему слою 1 панели 100.
Можно отметить, что задача настоящего изобретения полностью реализуется при использовании многослойной изолирующей панели 100 с учетом раскрытых выше ее функциональных и конструктивных особенностей.
В частности, в многослойной изолирующей панели 100 согласно изобретению, содержащей соединительный слой 3, рельефный лист 2 более эффективно прилипает к основному изолирующему слою 1, независимо от того, изготовлен последний из полиуретана или другого изолирующего материала.
Действительно, поверхность прилипания к изолирующему материалу, обеспечиваемая соединительным слоем 3, больше чем поверхность прилипания, которую при отсутствии такого слоя обеспечила бы вторая сторона 21 рельефного листа 2.
Более того, в случае основного изолирующего слоя 1 панели 100, содержащего полиуретан, вышеуказанный процесс изготовления панели 100 особенно предпочтителен, потому что он позволяет осуществлять процесс изготовления непрерывным методом. Это позволяет исключить шаг склеивания общего слоя С с изолирующим листом после формирования изолирующего листа, который необходим при использовании изолирующих материалов за исключением полиуретана. Такой непрерывный производственный процесс снижает затраты времени на изготовление панелей и упрощает процесс по сравнению с методом изготовления партиями.
Однако важно отметить, что изолирующая панель 100, согласно настоящему изобретению, также может быть изготовлена в соответствии с традиционным производственным процессом, то есть путем склеивания общего слоя С, включающего рельефный лист 2 и соединительный слой 3, с предварительно сформованным полиуретановым листом.
Кроме того, в результате испытаний заявителем установлено, что панель 100, согласно изобретению, имеет более высокое сопротивление сжатию, чем известные панели, использующие полистирол.
Более того, при использовании полиуретана, который имеет более высокие изоляционные свойства, чем полистирол, основной изолирующий слой 1 панели 100 может быть изготовлен таким образом, чтобы иметь меньшую толщину, чем толщины изолирующих слоев известных панелей, для того, чтобы обеспечить ту же самую изоляцию. Таким образом, общая толщина панели 100 меньше по сравнению с толщиной известных панелей, что обеспечивает значительные преимущества при хранении и складировании панелей, также, как и в части общих толщин плит и стен с учетом стратиграфии.
В конкретном варианте выполнения панели 100 для применения в стенах, такая панель 100 может быть использована совместно с гипсокартонным листом (на фигурах не показано), или с другими неактивными панелями, которые сконфигурированы так, чтобы закрыть выступы 22 рифленого листа 2 после закрепления на нем электрических нагревательных проводов 50.
Поверхность такого листа гипсокартона, противоположная поверхности, примыкающей к выступам 22, преимущественно может иметь литой графический рисунок, повторяющий шаг самих выступов.
Такой графический рисунок необходим для того, чтобы иметь информацию о расположении и расстоянии между выступами 22 панели 100, и, соответственно, информацию о размещении электрических нагревательных проводов 50.
В случае, если работы, которые должны быть выполнены на обогреваемой стене, требуют сверления отверстий в самой стене, такой графический рисунок позволяет выполнять такие отверстия, не повреждая электрические нагревательные провода 50 системы обогрева.
В частности, следует отметить, что вышеупомянутый литой графический рисунок на поверхности гипсокартона остается видимым на площади ниже плинтуса даже после того, как стены были окрашены.
Альтернативно, лист гипсокартона (или другого материала) может заканчиваться до достижения пола, оставляя часть рифленого листа открытой под плинтусом.
Квалифицированные специалисты в данной области техники могут внести ряд изменений к вариантам применения вышеупомянутой многослойной изолирующей панели и могут заменить одни элементы другими, которые функционально эквивалентны для обеспечения использования панели, не отходя при этом от объема защиты данного изобретения. Все описанные выше признаки, относящиеся к возможному варианту, могут быть реализованы независимо от других описанных вариантов.