RU2289891C1 - Thermoelectric mat - Google Patents
Thermoelectric mat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289891C1 RU2289891C1 RU2005115263/09A RU2005115263A RU2289891C1 RU 2289891 C1 RU2289891 C1 RU 2289891C1 RU 2005115263/09 A RU2005115263/09 A RU 2005115263/09A RU 2005115263 A RU2005115263 A RU 2005115263A RU 2289891 C1 RU2289891 C1 RU 2289891C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- heating element
- resistant
- resistant shell
- insulating
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 67
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000013521 mastic Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KINMYBBFQRSVLL-UHFFFAOYSA-N 4-(4-phenoxybutoxy)furo[3,2-g]chromen-7-one Chemical compound C1=2C=COC=2C=C2OC(=O)C=CC2=C1OCCCCOC1=CC=CC=C1 KINMYBBFQRSVLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001104199 Homo sapiens Retinitis pigmentosa 9 protein Proteins 0.000 description 1
- 101001104198 Mus musculus Retinitis pigmentosa 9 protein homolog Proteins 0.000 description 1
- -1 PAP-2 Proteins 0.000 description 1
- 102100040073 Retinitis pigmentosa 9 protein Human genes 0.000 description 1
- 102100027911 Serine/threonine-protein kinase PAK 3 Human genes 0.000 description 1
- 101710148163 Serine/threonine-protein kinase PAK 3 Proteins 0.000 description 1
- 102100027940 Serine/threonine-protein kinase PAK 4 Human genes 0.000 description 1
- 101710148155 Serine/threonine-protein kinase PAK 4 Proteins 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для разогрева гидроизоляционного слоя рулонных и мастичных кровель, бетонной смеси и т.д.The invention relates to the field of construction and can be used to heat the waterproofing layer of rolled and mastic roofs, concrete mix, etc.
Известны термоэлектрические маты, нагревательные элементы которых 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).Thermoelectric mats are known, the heating elements of which are made of a zigzag nichrome wire placed in the pockets of a cover made of glass fabric (see V.S. Akhanov. Electrothermal technology in concrete, Makhachkala, Dagestan Book Publishing House, 1971, p.206-207, fig. 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 влагозолирующую теплостойкую оболочку (см. В.С.Аханов. Электротермия в технологии бетона, Махачкала, Дагестанское книжное издательство, 1971 г., с.206-208, рис.88, 89).A thermoelectric mat is also known, the heating element of which consists of asbestos fabric with an extruded nichrome wire with a diameter of 0.8 mm. The heating element is placed between the layers of glass cloth and on top is covered with heat-insulating layers of batting, impregnated with a flame retardant. All elements of the thermoelectric mat are enclosed in a moisture-insulating heat-resistant shell (see V.S. Ahanov. Electrothermal technology in concrete, Makhachkala, Dagestan Book Publishing House, 1971, p.206-208, Fig. 88, 89).
Основным недостатком описанных выше термоэлектрических матов является то, что используемая в качестве нагревательного элемента нихромовая проволока быстро выходит из строя (обрывается).The main disadvantage of the thermoelectric mats described above is that the nichrome wire used as a heating element quickly fails (breaks).
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.This drawback is caused, firstly, by frequent and repeated kinks of the mat when moving it over the roof during the stage-by-stage heating of the waterproofing layer, and secondly, by kinks of the mat with a heated nichrome wire, since its brittleness increases significantly at high temperatures.
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).A flexible electric heater is known, comprising a heating element made of carbon fiber based on cellulose hydrate fibers with a final processing temperature of at least 1800 ° C, insulation placed on top of it and a protective casing made of fiberglass and connected metal foil contacts. In this case, the heating element is made of a carbon tape with a width of 20-100 mm, the insulation is in the form of a sealed cover made of a fluoroplastic film, and the connecting contacts of the metal foil are folded and wrapped together with the ends of the carbon tape and equipped with compression strips of stainless steel (see patent RF №2079979, IPC 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 являются ограниченные технологические возможности и значительные теплопотери.The use of carbon tape as a heating element increases the durability of a flexible electric heater in comparison with the thermoelectric mats described above with nichrome wire. Nevertheless, it has its significant drawbacks, the main of which are limited technological capabilities and significant heat loss.
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.Limited technological capabilities are due to the width of the heating element (20-100 mm), which does not allow it to be used to heat the waterproofing layer during the repair and installation of rolled and mastic roofs, as well as to perform a number of other works.
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.).Significant heat losses are due to the fact that the upper surface of the electric heater in contact with the atmosphere does not have additional thermal insulation. In this regard, the intensity of heat transfer from the electric heater to the heated surface and to the atmosphere is the same. The latter drawback is the most common among objects of similar purpose (see, for example, RF patent No. 2094958, IPC N 05
За прототип выбран термоэлектрический мат для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель (см. патент РФ №2158810, МПК E 04 D 15/06, Н 05 В 3/36).For the prototype, a thermoelectric mat was selected for heating the waterproofing carpet during the repair and installation of rolled and mastic roofs (see RF patent No. 2158810, IPC E 04 D 15/06, Н 05
Выбранный за прототип термоэлектрический мат содержит греющий элемент, к которому прикреплен верхний теплоизолирующий элемент, греющий элемент имеет плоский прямоугольный электронагреватель из углеродной ткани, покрытый термовлагозащитной оболочкой, нижняя часть которой предназначена для укладки на разогреваемую конструкцию, на двух противоположных краях электронагревателя расположены электроды, теплоизолирующий элемент выполнен из теплоизоляционного материала и алюминиевой фольги и покрыт термовлагостойкой оболочкой.The thermoelectric mat selected for the prototype contains a heating element, to which the upper heat-insulating element is attached, the heating element has a flat rectangular carbon fabric electric heater, covered with a thermo-moisture protective shell, the lower part of which is designed for laying on a heated structure, electrodes are located on two opposite edges of the electric heater, a heat-insulating element made of heat-insulating material and aluminum foil and covered with a thermo-moisture resistant shell.
Участки греющего элемента, выступающего за края электронагревателя со стороны электродов, снабжены усилителями жесткости, с которыми посредством компенсаторов связаны края теплоизолирующего элемента с образованием между ним и греющим элементом деформационного шва. В греющем элементе между электронагревателем и верхней частью оболочки на нижней оболочке теплоизолирующего элемента уложен теплоаккумулирующий слой из гибкого термостойкого электроизоляционного материала с теплопроводностью и теплоемкостью, близкими к материалам водоизоляционного ковра. В теплоизолирующем элементе под теплоизоляционным материалом размещен теплопроводный слой из алюминиевой фольги. Верхняя и нижняя части оболочки греющего элемента скреплены прошивкой по его краям с фиксацией внутренних слоев. Оболочка греющего элемента выполнена из электроизоляционного материала, материал нижней ее части, кроме того, является непроницаемым для воды, нефтепродуктов, дегтя и химически стойким к двум последним, а также обладает антиадгезионными свойствами. Оболочка греющего элемента и примыкающая к нему нижняя часть оболочки теплоизолирующего элемента имеют нагревостойкость 121-350°С.The sections of the heating element protruding beyond the edges of the electric heater from the side of the electrodes are equipped with stiffeners with which the edges of the heat-insulating element are connected by means of compensators with the formation of a deformation seam between it and the heating element. In the heating element between the electric heater and the upper part of the casing on the lower casing of the heat insulating element, a heat storage layer of flexible heat-resistant electrical insulating material with heat conductivity and heat capacity close to the materials of the waterproofing carpet is laid. In a heat-insulating element under a heat-insulating material, a heat-conducting layer of aluminum foil is placed. The upper and lower parts of the shell of the heating element are fastened by firmware along its edges with fixation of the inner layers. The shell of the heating element is made of electrical insulating material, the material of its lower part, in addition, is impervious to water, petroleum products, tar and chemically resistant to the latter two, and also has anti-adhesive properties. The shell of the heating element and the lower part of the shell of the heat-insulating element adjacent to it have a heat resistance of 121-350 ° C.
В выбранном за прототип термоэлектрическом мате для разогрева водоизоляционного ковра при ремонте и устройстве рулонных и мастичных кровель значительно снижены теплопотери, имеющем место у описанных выше аналогов, что сокращает время разогрева и снижает затраты электроэнергии.In the thermoelectric mat selected for the prototype for heating the waterproofing carpet during the repair and installation of roll and mastic roofs, the heat loss that occurs with the analogues described above is significantly reduced, which reduces the heating time and reduces the cost of electricity.
Тем не менее, как показали испытания, проведенные заявителем, у прототипа имеется существенный недостаток. При частых сгибаниях термоэлектрического мата (в процессе его перемещения по кровле) в плоском эластичном электронагревателе 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 образуются складок в электронагревателе. Указанные складки являются причиной преждевременного перегорания участков электронагревателя из-за замыкания между токопроводящими неметаллическими нитями, что приводит к сокращению срока службы мата.However, as shown by tests conducted by the applicant, the prototype has a significant drawback. With frequent bending of the thermoelectric mat (in the process of moving it along the roof), folds in the transverse direction are formed in a flat elastic electric heater, some of which remain after laying the mat on a heated surface. In this case, the larger the mat and the more intensively it is used, the more folds are formed in the heater. These folds are the cause of premature burnout of electric heater sections due to a short circuit between conductive non-metallic threads, which leads to a reduction in the life of the mat.
Кроме того, нижняя часть термостойкой оболочки греющего элемента выполнена из стеклолакоткани Ф-4Д-Э01, в процессе эксплуатации быстро теряет антиадгезионные свойства, химическую стойкость к нефтепродуктам и становится проницаемой для них, а также для воды. Уже через 400-500 часов эксплуатации разогретые битум и деготь начинают проникать вовнутрь греющего элемента, постепенно пропитывая токопроводящий неметаллический материал электронагревателя и тем самым снижая мощность мата. Проникаемая вовнутрь греющего элемента вода вызывает короткие замыкания в электронагревателе. При этом из-за снижения антиадгезионных свойств после снятия мата с разогретого участка на нижней части греющего элемента остаются прилипшие фрагменты гидпроизоляционного слоя покрытия. Описанные недостатки также ведут к сокращению срока службы мата.In addition, the lower part of the heat-resistant shell of the heating element is made of glass fiber cloth F-4D-E01, during operation it quickly loses release properties, chemical resistance to oil products and becomes permeable to them, as well as to water. After 400-500 hours of operation, the heated bitumen and tar begin to penetrate the inside of the heating element, gradually impregnating the conductive non-metallic material of the electric heater and thereby reducing the power of the mat. Water penetrated inside the heating element causes short circuits in the electric heater. At the same time, due to a decrease in the release properties after removing the mat from the heated area, adherent fragments of the waterproofing coating layer remain on the lower part of the heating element. The described disadvantages also lead to a reduction in the life of the mat.
Еще одним недостатком прототипа является то, что термостойкая оболочка верхнего теплоизолирующего элемента и верхняя часть термостойкой оболочки нижнего греющего элемента выполнены недостаточно влагостойкими. Вследствие того, что работы по ремонту кровли могут в ряде случаев выполняться при любой погоде, вода проникает во внутреннюю часть теплоизолирующего элемента и способствует постепенному разрушению теплоизоляции. Через деформационный шов вода может попадать между верхним теплоизолирующим элементом и нижним греющим элементом, проникая вовнутрь греющего элемента и разрушая теплоаккумулирующий слой.Another disadvantage of the prototype is that the heat-resistant shell of the upper heat insulating element and the upper part of the heat-resistant shell of the lower heating element are not sufficiently moisture resistant. Due to the fact that roof repair work can in some cases be carried out in any weather, water penetrates into the interior of the insulating element and contributes to the gradual destruction of thermal insulation. Water can enter through the expansion joint between the upper heat insulating element and the lower heating element, penetrating the inside of the heating element and destroying the heat storage layer.
Таким образом, все перечисленные выше недостатки сокращают срок службы термоэлектрического мата, выбранного за прототип.Thus, all the above disadvantages reduce the life of the thermoelectric mat selected for the prototype.
Техническая задача изобретения состояла в увеличении срока службы термоэлектрического мата.The technical task of the invention was to increase the life of the thermoelectric mat.
Сущность изобретения заключается в том, что в термоэлектрическом мате, содержащем греющий элемент, выполненный в виде плоского эластичного электронагревателя из неметаллического материала с электродами по краям и теплоаккумулирующего слоя, помещенных в термостойкую оболочку, деформационный шов и теплоизолирующий элемент, выполненный в виде слоя теплоизоляционного материала, помещенного в термостойкую оболочку, и снабженный концевыми компенсаторами, выполненными из эластичного материала и связанными с усилителями жесткости, смонтированными на греющем элементе в зонах размещения электродов, греющий элемент снабжен, по меньшей мере, тремя поперечными компенсаторами, выполненными в виде полос из термостойкого материала, размещенных параллельно усилителям жесткости и связанных с плоским эластичным нагревателем и термостойкой оболочкой, при этом два поперечных компенсатора размещены по краям греющего элемента, а термостойкие оболочки греющего и теплоизолирующего элементов пропитаны кремнийорганическим составом.The essence of the invention lies in the fact that in a thermoelectric mat containing a heating element made in the form of a flat elastic electric heater made of non-metallic material with electrodes at the edges and a heat storage layer placed in a heat-resistant shell, an expansion joint and a heat-insulating element made in the form of a layer of heat-insulating material, placed in a heat-resistant shell, and equipped with end compensators made of elastic material and connected with stiffeners, mount mounted on the heating element in the areas where the electrodes are located, the heating element is equipped with at least three transverse compensators made in the form of strips of heat-resistant material placed parallel to the stiffeners and connected with a flat elastic heater and a heat-resistant shell, while two transverse compensators are placed along the edges of the heating element, and the heat-resistant shells of the heating and heat-insulating elements are impregnated with an organosilicon composition.
Каждый поперечный компенсатор имеет толщину h=0,08-0,2Н, где h - толщина поперечного компенсатора, Н - толщина греющего элемента без усилителей жесткости.Each transverse compensator has a thickness h = 0.08-0.2N, where h is the thickness of the transverse compensator, and N is the thickness of the heating element without stiffeners.
Два поперечных компенсатора размещены по краям элемента на расстоянии не более 250 мм от кромок плоского эластичного электонагревателя.Two transverse compensators are placed on the edges of the element at a distance of not more than 250 mm from the edges of a flat elastic electric heater.
Нижняя часть термостойкой оболочки, контактирующая с разогреваемой поверхностью, выполнена из фторолакоткани толщиной 0,12-0,18 мм.The lower part of the heat-resistant shell in contact with the heated surface is made of fluorine lacquer with a thickness of 0.12-0.18 mm.
Термостойкие оболочки греющего и теплоизолирующего элементов пропитаны кремнийорганическим составом, который имеет вязкость не более 0,8 Па·с. При этом термостойкая оболочка теплоизолирующего элемента пропитана кремнийорганическим составом, в который добавлена алюминиевая пудра в количестве 5-20 % от массы кремнийорганического состава.Heat-resistant shell heating and insulating elements are impregnated with an organosilicon composition, which has a viscosity of not more than 0.8 PA · s. In this case, the heat-resistant shell of the heat-insulating element is impregnated with an organosilicon composition, in which aluminum powder is added in an amount of 5-20% by weight of the organosilicon composition.
Такая конструкция термоэлектрического мата позволила увеличить срок его службы в 1,7-2,0 раза. Как показали проведенные заявителем сравнительные испытания, технический ресурс предлагаемого термоэлектрического мата составил 2500-3000 м2 отремонтированной кровли против 1500 м2 у мата, выбранного за прототип. Кроме того, предлагаемый термоэлектрический мат обладает повышенной влагостойкостью, а следовательно, может быть рекомендован для выполнения работ в условиях повышенной влажности (туман, дождь).This design of the thermoelectric mat allowed to increase its service life by 1.7-2.0 times. As shown by the comparative tests conducted by the applicant, the technical resource of the proposed thermoelectric mat was 2500-3000 m 2 of the repaired roof versus 1500 m 2 of the mat selected for the prototype. In addition, the proposed thermoelectric mat has increased moisture resistance, and therefore, can be recommended for work in conditions of high humidity (fog, rain).
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид термоэлектрического мата; на фиг.2 - вид теплоизолирующего элемента термоэлектрического мата по стрелке А в разрезе; на фиг.3 - вид греющего элемента термоэлектрического мата по стрелке Б с частичным разрезом; на фиг.4, 5 - вид греющего термоэлектрического мата по стрелке А с частичным разрезом с альтернативными размещениями поперечных компенсаторов.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a thermoelectric mat; figure 2 is a sectional view of a thermally insulating element of a thermoelectric mat in arrow A; figure 3 is a view of the heating element of the thermoelectric mat in arrow B with a partial section; figure 4, 5 is a view of a heating thermoelectric mat in the direction of arrow A with a partial cutaway with alternative arrangements of transverse compensators.
Термоэлектрический мат содержит греющий элемент 1 и теплоизолирующий 2, который меньше по длине греющего элемента 1, но равен ему по ширине (см фиг.1). Греющий 1 и теплоизолирующий 2 элементы разделены деформационным швом 3 по всей площади электрического мата. Теплоизолирующий элемент 2 снабжен двумя концевыми компенсаторами 4, выполненными из эластичного материала и связанными с усилителями жесткости 5, смонтированными на греющем элементе 1 в зонах размещения электродов (на черт. не показаны), к которым подсоединены провода 6, соединяющие термоэлектрический мат с источником напряжения (на черт. не показан). Для облегчения перемещения термоэлектрического мата в разогретом состоянии он снабжен ручками 7.The thermoelectric mat contains a heating element 1 and a heat insulating 2, which is smaller along the length of the heating element 1, but equal in width (see figure 1). Heating 1 and heat-insulating 2 elements are separated by
Греющий элемент 1 включает плоский эластичный электронагреватель 8 (см фиг.4), на концах которого закреплены электроды (на черт. не показаны), термоаккумулирующий слой 9 (фиг.3, 4), размещенный над плоским эластичным электронагревателем 8, и поперечные компенсаторы 10, выполненные в виде полос из термостойкого материала, размещенных параллельно усилителям жесткости 5 над термоаккумулирующим слоем 9 или между термоаккумулирующим слоем 9 и плоским эластичным электронагревателем 2. Плоский эластичный электонагреватель 8 с электродами, термоаккумулирующий слой 9 и поперечные компенсаторы 10 помещены в термостойкую оболочку 11 и скреплены между собой и с термостойкой оболочкой 11 прошивкой стеклонитями.The heating element 1 includes a flat elastic electric heater 8 (see Fig. 4), at the ends of which electrodes are fixed (not shown in Fig.), A thermal storage layer 9 (Figs. 3, 4) placed above a flat elastic
Плоский эластичный нагреватель 8 выполнен из неметаллического токопроводящего материала, например, из углеграфитовой ткани УРАЛ-22ТР с содержанием углерода 99% (ГОСТ 28005-88).Flat
Термоаккумулирующий слой 9 может выполнен из любого эластичного теплостойкого и электроизоляционного материала с коэффициентом теплопроводности, не превышающим 0,3 Вт/(м·К). Поперечные компенсаторы 10 выполнены из термостойкого материала, например, фторопласта или любого другого материала с подобными физико-механическими свойствами. Количество поперечных компенсаторов 10 зависит от размеров термоэлектрического мата. Тем не менее их минимальное количество - три: один поперечный компенсатор размещен в средней части греющего элемента, а два по его краям на расстоянии 250 мм от кромок плоского электронагревателя 8. Толщина каждого поперечного компенсатора 10 равна h=0,08-0,2 H, где h - толщина поперечного компенсатора; Н - толщина греющего элемента 1 без усилителей жесткости 5. Ширина каждого поперечного компенсатора 10 выбирается в зависимости от размеров термоэлектрического мата и количества поперечных компенсаторов, размещенных в греющем элементе 1. Однако наиболее оптимальная ширина поперечного компенсатора равна 50-100 мм. При ширине менее 50 мм наблюдается ухудшение качества выполняемой поперечным компенсатором функции, а при ширине более 100 мм снижается гибкость греющего элемента 1.The
Верхняя часть термостойкой оболочки 11 греющего элемента 1 изготовлена из стеклоткани Т-11, Т-13 (ГОСТ 19170-73) или любого другого эластичного материала, выдерживающего высокую температуру (температура электронагревателя 8 достигает 200-250°С). Нижняя часть термостойкой оболочки 11 выполнена из фторолакоткани Ф-4Д-Э01-Б (ТУ-301-05-422-89) и имеет толщину 0,12-0,18 мм. При толщине менее 0,12 мм нижняя часть термостойкой оболочки 11 не обладает достаточной прочностью и быстро выходит из строя, а при толщине более 0,18 мм ухудшается ее эластичность. Кроме того, термостойкая оболочка 11 пропитана кремнийорганическим составом, который имеет вязкость не более 0,8 Па·с. В качестве кремнийорганического состава можно использовать КО-88 (ГОСТ 23101-78), КО-198 (ТУ 6-02-841-74), КО-08 (ГОСТ 15081-78), 136-41 (ГОСТ 10834-76), 136-157М (ТУ 6-02-694-76) и другие, в которые добавлен растворитель до получения требуемой вязкости. Пропитка термостойкой оболочки 11 кремнийорганическим составом повышает антиадгезионные свойства, химическую стойкость к нефтепродуктам и влагостойкость ее нижней части. При этом одновременно повышается влагостойкость верхней части термостойкой оболочки 11.The upper part of the heat-
Теплоизолирующий элемент 2 содержит слой теплоизоляционного материала 12 (см. фиг.2), помещенный в термостойкую оболочку 13. Слой теплоизоляционного материала 12 выполнен в виде стеклопрошивного мата ПСХ-2 (ТУ 6-48-97-93) с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/(м·°С).The heat-insulating
При этом для этих целей может быть использован любой другой материал с аналогичным коэффициентом теплопроводности. Термостойкая оболочка 13 изготовлена из стеклоткани Т-11, Т-13 (ГОСТ 19170-73) и пропитана кремнийорганическим составом аналогично термостойкой оболочки 11 греющего элемента 1, что повышает ее влагостойкость. Кроме того, термостойкая оболочка 13 может быть пропитана кремнийорганическим составом, в который добавлена алюминиевая пудра в количестве 5-20% от массы кремнийорганического состава. В последнем случае не только улучшается влагостойкость термостойкой оболочки 13, но и на ее поверхности образуется теплоотражающий слой, назначение которого отражать часть теплового потока, идущего от плоского эластичного электронагревателя 8 и направлять его в сторону разогреваемой поверхности. Для указанных целей можно использовать алюминиевую пудру ПАП-1, ПАП-2, ПАК-3, ПАК-4 (ГОСТ 5494-95).At the same time, any other material with a similar coefficient of thermal conductivity can be used for these purposes. The heat-
Концевые компенсаторы 4 могут изготавливаться из поликарбоната ПК-1-ПК-4 (ТУ 8729-02-00300279-00) или другого термопластичного материала.
Термоэлектрический мат работает следующим образом.Thermoelectric mat works as follows.
Подлежащий восстановлению участок кровли предварительно очищают от грязи и просушивают. Затем на него укладывают термоэлектрический мат таким образом, чтобы избежать неплотного контакта греющего элемента 1 с разогреваемым участком. С помощью проводов 6 подключают термоэлектрический мат к источнику напряжения, например, сварочному трансформатору. Электрический ток, проходя через плоский эластичный электронагреватель 8, разогревает его. При этом большая часть теплового потока через нижнюю часть термостойкой оболочки 11 направляется на разогреваемый участок кровли. Меньшая часть теплового потока, преодолев термоаккумулирующий слой 9, верхнюю часть термостойкой оболочки 11, деформационный шов 3, попадает на теплоизолирующий элемент 2. В связи с тем, что термостойкая оболочка 13 пропитана кремнийорганическим составом, в которой добавлена алюминиевая пудра, часть теплового потока, попавшего на теплоизолирующий элемент 2, отражается и направляется в сторону разогреваемой поверхности, тем самым сокращая время ее разогрева до требуемой температуры. В процессе работы термоизоэлектрического мата температура греющего элемента 1 значительно выше температуры теплоизолирующего элемента 2, в результате чего происходит их неравномерное удлинение. Однако наличие концевых компенсаторов 4 и деформационного шва 3 обеспечивает относительное перемещение греющего 1 и теплоизолирующего 2 элементов в пределах термоэлектрического мата, что предотвращает образование складок в плоском эластичном электронагревателе 8 во время разогрева восстанавливаемого участка кровли. После окончания разогрева термоэлектрический мат снимают и переносят за ручки 7 на другой участок кровли, в процессе чего происходит его прогиб (провисание). Более того, в процессе переноса термоэлектрического мата часто смещают один конец относительно другого, тем самым, перекашивая или даже частично скручивая плоский нагреватель 8. Однако возникающие при этом силы воспринимаются поперечными компенсаторами 10, в результате чего исключается образование складок в плоском эластичном нагревателе 8, а следовательно, исключаются замыкания между его токопроводящими неметаллическими нитями.The area of the roof to be restored is first cleaned of dirt and dried. Then, a thermoelectric mat is laid on it in such a way as to avoid loose contact of the heating element 1 with the heated area. Using wires 6 connect the thermoelectric mat to a voltage source, for example, a welding transformer. An electric current passing through a flat elastic
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115263/09A RU2289891C1 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Thermoelectric mat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115263/09A RU2289891C1 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Thermoelectric mat |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289891C1 true RU2289891C1 (en) | 2006-12-20 |
Family
ID=37666951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005115263/09A RU2289891C1 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Thermoelectric mat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289891C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2439861C2 (en) * | 2007-08-03 | 2012-01-10 | Френцелит-Верке ГмбХ унд Ко КГ | Surface heating system |
| RU195772U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-02-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Tank heater |
| RU2811643C1 (en) * | 2023-07-07 | 2024-01-15 | Игорь Сергеевич Белышев | Thermoelectric mat for heating water-insulating carpet when repairing roll roofs |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2578377B1 (en) * | 1984-12-26 | 1988-07-01 | Aerospatiale | HEATING ELEMENT FOR A DEFROSTING DEVICE OF A WING STRUCTURE, DEVICE AND METHOD FOR OBTAINING SAME |
| EP0409393A2 (en) * | 1989-07-17 | 1991-01-23 | Metal Manufactures Limited | Heating mats |
| RU2094958C1 (en) * | 1996-01-30 | 1997-10-27 | Владимир Яковлевич Орлов | Flexible electric heater |
| RU2158810C2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-11-10 | Государственное унитарное предприятие Ростовский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова | Thermoelectric mat for warming up of damp course at repair and construction of roll and mastic roofings |
-
2005
- 2005-05-19 RU RU2005115263/09A patent/RU2289891C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2578377B1 (en) * | 1984-12-26 | 1988-07-01 | Aerospatiale | HEATING ELEMENT FOR A DEFROSTING DEVICE OF A WING STRUCTURE, DEVICE AND METHOD FOR OBTAINING SAME |
| EP0409393A2 (en) * | 1989-07-17 | 1991-01-23 | Metal Manufactures Limited | Heating mats |
| RU2094958C1 (en) * | 1996-01-30 | 1997-10-27 | Владимир Яковлевич Орлов | Flexible electric heater |
| RU2158810C2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-11-10 | Государственное унитарное предприятие Ростовский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова | Thermoelectric mat for warming up of damp course at repair and construction of roll and mastic roofings |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2439861C2 (en) * | 2007-08-03 | 2012-01-10 | Френцелит-Верке ГмбХ унд Ко КГ | Surface heating system |
| RU195772U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-02-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Tank heater |
| RU2811643C1 (en) * | 2023-07-07 | 2024-01-15 | Игорь Сергеевич Белышев | Thermoelectric mat for heating water-insulating carpet when repairing roll roofs |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU634698A3 (en) | Method of manufacturing flat electric heater | |
| US6147308A (en) | Heating cable connector for railroad switch heating system | |
| CN204539498U (en) | Flexible electrothermal sheet | |
| KR101813685B1 (en) | Manufacturing Method of Sheet Type Heating Element | |
| EP1074653A3 (en) | High performance insulations and methods of manufacturing the same | |
| RU2289891C1 (en) | Thermoelectric mat | |
| RU2320830C2 (en) | Thermoelectric mat | |
| CN111549666A (en) | Fire-resistant stay cable and manufacturing method thereof | |
| US3522415A (en) | Electric heating devices | |
| RU2158810C2 (en) | Thermoelectric mat for warming up of damp course at repair and construction of roll and mastic roofings | |
| RU2811643C1 (en) | Thermoelectric mat for heating water-insulating carpet when repairing roll roofs | |
| RU51059U1 (en) | THERMOELECTRIC MAT | |
| CN103428912A (en) | Woven cover carbon fiber cable | |
| US1869629A (en) | Electric resistance heating element | |
| RU2304368C1 (en) | Thermoelectric mat | |
| KR20150117245A (en) | Heating cable | |
| RU98116441A (en) | THERMOELECTRIC MAT FOR HEATING A WATERPROOF CARPET WHEN REPAIRING AND INSTALLING ROLLED AND MASTIC ROOFS | |
| RU2079979C1 (en) | Flexible electric heater | |
| RU2213432C2 (en) | Flexible electric heater | |
| KR20160118849A (en) | Resistance adjustable carbon fiber heating element | |
| CN206100506U (en) | Medium temperature automatic control temperature ribbon heater | |
| KR101475695B1 (en) | Graphite and sodium silicate heating device | |
| CN1770931B (en) | Heating cable or heating cable with insulating sheath arranged in a layer structure | |
| RU54604U1 (en) | BURNING MAT | |
| KR200339058Y1 (en) | Plane heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070520 |