ТЕПЛОРАСПРЕДЕЛЯЮЩАЯ ПАНЕЛЬ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
HEAT SPREADING PLATE AND METHOD OF ITS MANUFACTURE

Настоящее изобретение относится к области строительства и обустройства зданий и помещений, а именно к теплораспределяющим панелям потолочных систем обогрева и/или охлаждения, к элементам и узлам таких систем, а также к способам их изготовления.
Для поддержания постоянной комфортной температуры в помещениях посредством нагрева/охлаждения воздуха в качестве альтернативы кондиционерам используют системы, содержащие потолочные теплораспределяющие панели. Преимущества использования "нагревающих/охлаждающих" потолков состоят в их полной бесшумности, отсутствии сквозняков, а также в низких расходах на техническое обслуживание.
2
Известна теплораспределяющая панель, содержащая трубку-меандр, запрессованную в теплораспределяющей плите из терморасширенного графита (ТРГ) (ЕР 2295871 (А2), F24D 3/16, 16.03.2011). Трубка-меандр предназначена для циркуляции жидкости-теплоносителя. В описанной выше теплораспределяющей панели теплораспределяющая плита изготовлена из терморасширенного графита, который отличается малой плотностью (1,5 кг/м) и одновременно высокой теплопроводностью, благодаря чему температура поверхности плиты близка к средней температуре жидкости-теплоносителя. Таким образом, теплораспределяющая плита обеспечивает эффективный направленный теплоотвод от трубки-меандра и быстрое равномерное распределение температуры по поверхности плиты. Т.к. из-за недостаточной прочности теплораспределяющей плиты из терморасширенного графита на его поверхности могут появляться заломы, которые уменьшают эффективность распределения тепла, к тому же портят внешний вид изделия, указанная плита смонтирована в стальной кассете, которая придает конструкции прочность и жесткость, необходимые для ее установки в подвесном потолке. Указанная теплораспределяющая плита уложена в кассету, представляющую собой металлический короб из стали, который в дальнейшем будет вмонтирован в решетчатую конструкцию подвесного потолка.
Также известен способ изготовления теплораспределяющей панели, характеризующийся тем, что под трубку-меандр укладывают пластину из терморасширенного графита, сверху трубки-меандра укладывают вторую пластину из терморасширенного графита, после чего осуществляют прессование указанных пластин с получением теплораспределяющей плиты (ЕР 2295871 (А2), F24D 3/16, 16.03.2011). Готовую теплораспределяющую плиту укладывают в кассету, представляющую собой металлический короб из стали, который будет вмонтирован в решетчатую конструкцию подвесного потолка.
Недостатками указанной теплораспределяющей панели и способа ее изготовления являются большой вес конструкции за счет использования стальной кассеты в качестве несущего элемента, обеспечивающего ее жесткость, что накладывает значительные ограничения на способы ее транспортировки, монтажа и эксплуатации, и влечет за собой значительное увеличение ее себестоимости.
Задачей изобретения является упрощение конструкции теплораспределяющей панели, снижение ее веса при сохранении жесткости и прочности, что позволит значительно упростить ее монтаж/демонтаж, тем самым улучшить условия труда, а также снизить ее себестоимость.
Технический результат достигается посредством теплораспределяющей панели, содержащей трубку-меандр, зафиксированную в кронштейнах и запрессованную в теплораспределяющей плите из терморасширенного графита, при этом приповерхностный слой указанной теплораспределяющей плиты пропитан связующим. Крепление трубки-меандра в кронштейнах придает конструкции жесткость, а пропитка приповерхностного слоя теплораспределяющей плиты связующим делает конструкцию прочной.
Каждый из кронштейнов может быть выполнен с П-образным поперечным сечением.
Теплораспределяющая плита может состоять из двух пластин из терморасширенного графита, между которыми запрессована трубка-меандр.
Трубка-меандр может быть выполнена медной.
В качестве связующего может быть использована эпоксидная смола.
С нижней стороны теплораспределяющей плиты может быть нанесено декоративное покрытие.
Технический результат также достигается посредством способа изготовления теплораспределяющей панели, характеризующегося тем, что трубку-меандр фиксируют в кронштейнах, под трубку-меандр укладывают пластину из терморасширенного графита, сверху трубки-меандра укладывают вторую пластину из терморасширенного графита, после чего осуществляют прессование указанных пластин с получением теплораспределяющей плиты, затем приповерхностный слой полученной теплораспределяющей плиты пропитывают связующим.
Каждый из кронштейнов может быть выполнен с П-образным поперечным сечением.
Трубка-меандр может быть выполнена медной.
В качестве связующего может быть использована эпоксидная смола.
С нижней стороны теплораспределяющей плиты может быть нанесено декоративное покрытие.
Вышеизложенные особенности и преимущества изобретения будут понятны из последующего описания предпочтительного примера осуществления теплораспределяющей панели и способа ее изготовления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции.
На фиг. 1 изображена схема теплораспределяющей панели в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 - выносной элемент А фиг. 1, отображенный в увеличенном масштабе.
Теплораспределяющая панель 1 содержит трубку-меандр 2, которая представляет собой трубку для теплоносителя, имеющую дугообразные 3 и прямолинейные 4 участки. В качестве теплоносителя может быть использовано жидкое или газообразное вещество, применяемое для передачи тепловой энергии.
Трубка-меандр 2 выполнена из материала, отвечающего ряду требований: достаточная теплоотдача, простота выполнения монтажных работ, прочность и долговечность, цена. Предпочтительно, трубка-меандр 2 для теплораспределяющей панели 1 выполнена медной. В качестве положительного момента для медной трубки-меандра 2 можно отметить низкое значение коэффициента линейного теплового расширения (КЛТР) и наибольшее значение теплопроводности (400 Вт/м*K), что обеспечивает наибольшую теплоотдачу с поверхности. Медь обладает высокой коррозионной устойчивостью, однако при соприкосновении с другими металлами (алюминий, сталь) возникает электрохимическая коррозия, поэтому возникает необходимость использования электроизоляционных прокладок.
Также трубка-меандр 2 может быть выполнена из стали, которая обладает низким КЛТР, достаточной теплопроводностью и низкой ценой. Однако существенным недостатком является вес изделия, что является критическим параметром при создании теплораспределяющих панелей 1. Помимо этого, стальная трубка-меандр 2 отличается низкой коррозионной стойкостью, и при длительной эксплуатации их внутренняя поверхность обрастает продуктами ржавления и отложениями, что впоследствии снижает их пропускную способность и в целом уменьшает эксплуатационные характеристики.
В теплораспределяющей панели 1 также может быть использована полимерная или металлопластиковая трубка-меандр 2, которая отличается сравнительной дешевизной и легкостью монтажа. К существенным недостаткам можно отнести высокий коэффициент линейного термического расширения и низкую теплопроводность. Однако ее малый вес позволяет увеличить количество витков трубки-меандра для теплоносителя для минимизации эффекта последнего критерия.
В качестве еще одного материала для производства трубки-меандра 2 может быть использован алюминий. Алюминиевые трубки обладают не только достаточно высокой теплопроводностью и низким КЛТР, но также отличаются низкой массой и ценой. Однако использование алюминия затрудненно ввиду образования гальванической пары с графитом, поэтому необходимы дополнительные меры по защите от коррозии.
Трубка-меандр 2 зафиксирована в кронштейнах 5, каждый из которых выполнен с П-образным поперечным сечением. Для этого, как показано на фиг. 2, трубка-меандр 2 дугообразными участками 3 вставлена в пазы П-образного профиля кронштейнов 5 и зажата в них. Такая конструкция обеспечивает простоту монтажа трубки-меандра в кронштейнах.
Для обеспечения эффективного направленного теплоотвода трубка-меандр 2 запрессована в теплораспределяющую плиту 6 из терморасширенного графита, который обеспечивает быстрое равномерное распределение температуры по поверхности теплораспределяющей плиты 6.
3
Указанная теплораспределяющая плита 6 может быть выполнена из нижней пластины 7 из терморасширенного графита и верхней пластины 8 из терморасширенного графита, между которыми расположена трубка-меандр 2, и которые спрессованы. При этом теплораспределяющую плиту 6 получают посредством одноосного прессования частиц ТРГ без связующего. Анизотропия свойств графита (коэффициент анизотропии теплопроводности при плотности 0,12 г/см - 4) обеспечивает равномерное распределение тепла по поверхности плиты 6, что позволяет обеспечить направленный отвод тепла и соответственно высокую эффективность теплоотдачи.
В связи с недостаточной прочностью теплораспределяющей плиты 6 на ее поверхности могут появляться заломы, которые не только портят внешний вид изделия, но и уменьшают эффективность распределения тепла. Поэтому приповерхностный слой 9 указанной теплораспределяющей плиты 6 пропитан адгезивом - полимерным веществом, способным связывать частицы графита в приповерхностном слое, тем самым упрочняя ее. Глубина слоя пропитки не должна превышать 20% толщины плиты 6, такой глубины пропитки достаточно для обеспечения ее прочности. При этом за счет сохранения непрерывной теплопроводящей графитовой структуры снижение теплопроводности теплораспределяющей плиты 6 будет незначительным.
2
Выбирая метод нанесения адгезивов, необходимо учитывать особенности непрерывной линии по производству плит 6 из терморасширенного графита, обладающих низкой механической прочностью и высокой пористостью. Критичным требованием для такой линии является возможность равномерного нанесения небольших количеств адгезива (1-50 г/м). Поскольку плиты 6 из терморасширенного графита обладают высокой пористостью и отлично впитывают адгезивы, предпочтительно использовать метод распыления, позволяющий добиться равномерного распределения адгезивы по поверхности в пределах заданной погрешности (≤1 мас. %).
В качестве адгезивов предпочтительно использовать эпоксидную смолу, но могут быть использованы уретан-акрилатный лак, уретан-алкидный лак, а также и другие составы.
Для придания теплораспределяющей панели 1 декоративного вида с ее нижней стороны нанесено декоративное покрытие. В качестве такого покрытия может быть выбрана, например, ткань на основе волокна полиэстера, пропитанного полиуретаном, которое благодаря своей молекулярной структуре является негорючим, пожароустойчивым материалом, соответствующим нормам пожарной безопасности, установленным в РФ, а также обладает высокой механической прочностью.
Описанная выше теплораспределяющая панель может быть изготовлена следующим способом.
Трубку-меандр 2 фиксируют в кронштейнах 5, каждый из которых выполнен с П-образным поперечным сечением. При этом, как показано на фиг. 2, трубку-меандр 2 дугообразными участками 3 вставляют в пазы П-образного профиля кронштейнов 5 и зажимают в них.
Под трубку-меандр 2 укладывают нижнюю пластину 7 из терморасширенного графита. Сверху трубки-меандра 2 укладывают верхнюю пластину 8 из терморасширенного графита, после чего осуществляют прессование указанных пластин 7 и 8 с получением теплораспределяющей плиты 6.
С нижней стороны теплораспределяющей плиты 6, являющейся ее лицевой стороной, может быть нанесено декоративное покрытие.
Описанные выше теплораспределяющие панели 1 могут быть использованы для изготовления подвесного потолка, который монтируют ниже основного потолка помещения. При этом в соответствии с описанным выше способом могут быть изготовлены стандартизированные теплораспределяющие панели 1, и далее, на строительном объекте из множества теплораспределяющих панелей 1 может быть собрана конструкция подвесного потолка в соответствии с конкретным проектом. Для этого на основном потолке помещения монтируют, например, несущую конструкцию из перекладин (например, с Т-образным профилем), образующих прямоугольные или, по существу, прямоугольные ячейки, в которые укладывают теплораспределяющие панели. Концы 10 трубок-меандров 2 теплораспределяющих панелей 1 соединяют с возможностью формирования контура трубопровода для подачи теплоносителя.
Также описанные выше теплораспределяющие панели 1 могут быть смонтированы на основном потолке помещения без использования ячеистой несущей конструкции, например, посредством подвесок в виде стержней, прикрепляемых к кронштейнам 5.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволит упростить конструкцию теплораспределяющей панели при сохранении ее жесткости и прочности, снизить ее вес и себестоимость, а также за счет снижения веса значительно упростить ее монтаж/демонтаж.
Описанные выше примеры осуществления следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративные и не обуславливающие никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящего изобретения и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.