УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК ПО ПЕРИМЕТРУ КРОВЛИ ЗДАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления сосулек с кровли здания.
Известно устройство для удаления снега и льда с карнизного свеса крыши [1], включающее две нитки нагревательного кабеля, первая из которых закреплена у кромки кровли крыши, а вторая - выше первой на наружной поверхности кровли, и источник электропитания, при этом кромка кровли изогнута вниз с образованием полости, форма поперечного сечения которой соответствует форме поперечного сечения нагревательного кабеля, первая нитка кабеля размещена в этой полости и контактирует с ее поверхностью, а вторая нитка кабеля закреплена на наружной поверхности кровли посредством металлического защитного кожуха, причем указанные нитки нагревательного кабеля выполнены не менее чем с двумя электрически соединенными изолированными проводниками и подключены к источнику электропитания с возможностью совместной или раздельной работы. В описанной конструкции нельзя гарантировать электро- и пожаробезопасность т.к. даже незначительные повреждения изоляции нагревательных кабелей, проложенных по мокрой поверхности кровли, могут привести к пробою и короткому замыканию. Кроме того, на зданиях старой постройки, нередко расположенных вдоль центральных улиц крупных городов, потребуется серьезная переделка кровли, что связано с большими затратами средств и времени.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для обогревания свесов кровли [2], с применением проходящих вблизи свесов трубопроводов, предназначенных для пропуска горячей воды, пара и т.п.от системы центрального отопления, причем помещенные под свесом кровли трубопроводы заключены в кожух, составленный из листов, укрепленных одним краем к краю свеса кровли, а другим - к карнизу. Сходными признаками настоящего изобретения с приведенными в описании известного устройства являются: проходящие вблизи свесов кровли трубопроводы и система отопления (любого типа). Существенным недостатком известной конструкции, снижающим ее технико-экономическую эффективность, являются большие теплопотери постоянно включенных нагревательных трубопроводов, периодическое отключение которых в зимнее время невозможно из-за опасности размораживания системы.
Задачей изобретения является повышение технико-экономической эффективности удаления сосулек по периметру кровли здания. Достигаемый при этом технический результат заключается в уменьшении потерь тепла в окружающую среду, кроме того, при наличии водосточных труб, в устранении наледей на их воронках. Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для обогревания свесов кровли с применением проходящих вблизи свесов трубопроводов и системы отопления, трубопроводы расположены на пути талой воды, имеют связь с системой отопления через теплообменник и циркуляционный насос, заполнены низкозамерзающей жидкостью и имеют расширительный бак. Кроме того, устройство снабжено обратным клапаном, включенным последовательно с циркуляционным насосом, а также содержит блок управления, позволяющий периодически включать циркуляционный насос преимущественно в ночное время. Дополнительно, при наличии водосточной трубы с воронкой, последняя снабжена наклонным воротником, под которым на пути талой воды проходит трубопровод. В указанную в самостоятельном пункте формулы изобретения совокупность признаков включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для получения технического результата. Размещение трубопроводов вблизи свесов кровли на пути талой воды, обеспечивает образование сосулек не на свесах кровли, а на трубопроводах, при этом, между свесом кровли и трубопроводом могут образовываться небольшие по протяженности и массе сосульки (дальнейшему росту которых, препятствует трубопровод). Образовавшиеся на трубопроводах сосульки периодически, например, раз в сутки преимущественно в ночное время, могут быть сброшены при включении циркуляционного насоса, прогреве теплообменником низкозамерзающей жидкости и последующем прогреве трубопроводов. При наличии блока управления эти действия могут происходить в автоматическом режиме. Падение, образовавшихся за сутки небольших сосулек, не представляет опасности. Если циркуляционный насос - центробежный, для предотвращения потерь тепла за счет естественной циркуляции низкозамерзающей жидкости при его выключении, последовательно с ним установлен обратный клапан. Для непроточных насосов (лопастного, шестеренчатого и т.п.) такой надобности нет. По аналогии со свесом кровли, между воротником воронки водосточной трубы и трубопроводом образуются короткие сосульки и сосульки на трубопроводе. Последние могут быть сброшены при включении циркуляционного насоса. Этим предотвращается образование наледи на водосточной трубе после замерзания воды в воронке. Уменьшение потерь тепла в окружающую среду достигаются за счет кратковременности включения циркуляционного насоса (15-30 мин в сутки). При мощности циркуляционного насоса от 40 до 80 Вт невелик также расход электроэнергии.
При втором варианте заявленного изобретения наиболее близким аналогом является устройство для удаления сосулек по периметру кровли здания [2] с применением проходящих вблизи свесов кровли трубопроводов, которые расположены на пути талой воды, включены в контур, содержащий циркуляционный насос, электрический теплогенератор, заполнены низкозамерзающей жидкостью (например, антифризом) и имеют расширительный бак. Дополнительно устройство может содержать блок управления, позволяющий периодически включать циркуляционный насос и электрический теплогенератор преимущественно в ночное время. Кроме того, при наличии водосточной трубы с воронкой, последняя снабжена наклонным воротником, под которым на пути талой воды проходит трубопровод. В указанную во втором самостоятельном пункте формулы изобретения совокупность признаков включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для получения технического результата. При этом достигается тот же технический результат, заключающийся в уменьшении потерь тепла в окружающую среду, а, при наличии водосточных труб, в устранении на них наледей. В этом варианте система отопления, теплообменник не требуется, не требуется также обратный клапан, т.к. при выключенном насосе не работает и теплогенератор. Дополнительный технический результат заключается в возможности расположить все элементы устройства снаружи здания, например, на чердаке.
На фиг.1 показана структурная схема первого варианта предложенного устройства. На фиг.2 показан вид устройства сбоку. На фиг.З показан вид устройства сбоку в районе водосточной трубы. На фиг.4 показана структурная схема второго варианта устройства.
По первому варианту (фиг.1) устройство включает трубопровод системы отопления 1, проходящей через теплообменник 2, к выходам которого последовательно подключены циркуляционный насос 3 с блоком управления 4, обратный клапан 5 и трубопровод 6 с наружным участком АБ, проходящем вблизи свесов кровли, плюс расширительный бак 7. Вся система заполнена низкозамерзающей жидкостью (например, антифризом), при этом желательно иметь сливной кран 8 и кран 9 для долива испарившийся воды (из состава антифриза) из водопровода 10.
При практическом исполнении трубопровод 6 (фиг.2) должен быть расположен на пути талой воды со свеса кровли 12 или наледи 13, для чего диаметр трубопровода, должен быть не меньше величины m нависания наледи. Для уменьшения теплопотерь круглый в сечении трубопровод 6 на участке АБ может быть заменен на 2-3 круглых трубопровода меньшего диаметра 6а или овальным трубопроводом 66 или трубопроводом из профильной трубы 6в. Другим решением может быть использование якоря по патенту РФ 2194137 [3], предотвращающего сползание наледи. Полезно также, будет покрыть трубопровод 6, за исключением участка АБ, и теплообменник 2 теплоизоляцией 11. Горизонтальные участки трубопровода 6 должны иметь уклон не менее 2-3 мм на 1 пог. м. от расширительного бака 7 для удаления воздуха из системы и слива жидкости, причем на участке АБ уклон должен быть минимальным, т.к. это уменьшает размер сосулек между свесов кровли 12 и трубопроводом 6. С той же целью, при большой протяженности участка АБ трубопровода, он может состоять из последовательно или параллельно соединенных секций. Расширительный бак 7 может быть расположен снаружи здания.
Аналогично располагается участок трубопровода 6 (фиг.З) под наклонным воротником 14 воронки 15 водосточной трубы 16.
Во втором варианте устройства (фиг.4) электрический теплогенератор 17 и циркуляционный насос 3 параллельно подключены к блоку управления 4, соединены с трубопроводом 6 с наружным участком АБ проходящим вблизи свесов кровли, и расширительным баком 7, заполненный низкозамерзающей жидкостью (например, антифризом), дополнены сливным 8, доливным 9 кранами, водопроводом 10 и теплоизоляцией 11 участков трубопровода 6, за исключением участка АБ. Как и в первом варианте устройства, трубопровод 6 (фиг.2) должен располагаться на пути талой воды со свеса кровли 12 или наледи 13, а также под наклонным воротником 14 (фиг.З) воронки 15 водосточной трубы 16.
Источники информации
1. Патент РФ №2392398, кл. E04D 13/076 с приоритетом от 28.04.2009.
2. А.с. СССР №30417, кл. E04D 13/076 с приоритетом от 27.02.1932. (прототип).
3. Патент РФ №2194137, кл. E04D 13/076 с приоритетом от 15.06.2001.