Фасадна термоізоляційна панель

Номер патенту: 86484

Опубліковано: 25.12.2013

Автор: Мачулко Анатолій Сергійович

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Фасадна термоізоляційна панель, що виконана з термоізоляційного матеріалу з порожнистими каналами усередині панелі, яка відрізняється тим, що панель виконана у вигляді об'ємної композиційної структури, яка виконує термостабілізуючу функцію і містить щонайменше один шар термоізоляційного матеріалу, канали виконані у вигляді щонайменше одного незалежного термоізолюючого нерухомого контуру, призначеного для заповнення рідинним теплоносієм, а кожний контур розташований під шаром термоізоляційного матеріалу, при цьому контур з рідинним теплоносієм виконує функцію активного термоізолюючого контуру та/або активного відсікаючого контуру.

2. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що канал виконаний з можливістю заповнення рухомим низькотемпературним теплоносієм.

3. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що порожнистий трубчастий конструктивний елемент має розвинену конфігурацію з вхідним і вихідним патрубками.

4. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що порожнистий трубчастий конструктивний елемент має конфігурацію розподіленого теплообмінного змійовика з вхідним і вихідним патрубками.

5. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить відбивач тепла.

6. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що панель виконана з можливістю кріплення.

7. Панель за п. 6, яка відрізняється тим, що для кріплення панелі використовують вертикальну решітку.

8. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що як термоізоляційний матеріал використаний бетон або гіпс, або кераміка, або дерево, або скло, або полімерні матеріали, або будь-які композиції.

9. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що канали панелі виконані з можливістю їх функціональної взаємодії.

Текст

Реферат: UA 86484 U UA 86484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва і може бути використана для облицювання фасадів житлових, громадських і промислових будівель і споруд, які реконструюються або будуються, для забезпечення економічної і ефективної термостабілізації протягом будь-якої пори року шляхом обладнання зовнішньої поверхні стін будівель багатошаровим покриттям з активним відсіченням проникнення холоду через зовнішню стіну в зимовий період та охолодження стін в літню пору року із застосуванням принципу терморегуляції. Відома обігрівна панель [Патент UA, №38334, Н05В 3/06, публ. 12.01.2009], що містить термоізоляційний елемент з розташованим в ньому каналом у вигляді низькотемпературного тепловипромінювального елемента, виконаного у формі резистивного нагрівного елемента, а також відбивач тепла і виводи для підключення до електричної мережі. У відомій панелі носієм тепла є електричний канал. Проте, через норми пожежної безпеки таку панель можна встановлювати виключно всередині приміщення. Для фасадного облицювання будівель вони не придатні. Відома багатошарова панель [Патент UA №73608 В29С 69/00, 15.08.2005], виготовлена з ізолюючого матеріалу (армованого пластика) з заповнювачем із трубчастих елементів. Панель складається з нижнього несучого шару, укладених впритул один до одного трубчастих елементів заповнювача, верхнього несучого шару. Проте, трубчасті елементи виконують армуючу функцію для панелей складної конфігурації і безпосередньо формують вигини панелі в процесі її виготовлення. Такі панелі не призначені для заповнення їх рухливим теплоносієм, вони не можуть утримувати зазначений теплоносій, оскільки технологія виготовлення панелі включає порушення цілісності труб шляхом їх часткового розрізання при формуванні складної конфігурації панелі. Відома панель з вбудованими тепловыми трубами [Патент RU № 2413915 " F28D15/02, публ. 10.03.2011], що містить верхню і нижню плити, між якими нерухомо встановлені теплові труби і/або вставки, розділені між собою проміжними структурами з термоізолюючими властивостями (типу стільників), при цьому вставки виконані у вигляді кріпильного блока. Така конструкція панелі призначена для космічних літальних апаратів, літаків або автомобільної техніки, при цьому панелі встановлюються виключно на внутрішній поверхні несучих стін. Крім того, вставки виконані у вигляді допоміжного кріпильного блока, наприклад з алюмінію, що служить надалі для кріплення встановлюваного устаткування. Таким чином, кріпильні елементи служать не для кріплення самої панелі, а для подальшого додаткового закріплення на встановленій панелі різної апаратури, для чого частково вставки виходять за межі контуру плити з лицьового боку у вигляді язичків. Отже, для фасадних панелей така конструкція непридатна. Найближчим аналогом є фасадна термоізоляційна панель [Патент RU № 2372453 Е04С3/00, публ. 10.11.2009], що виконана з термоізоляційного матеріалу з порожнистими каналами усередині панелі. Вертикально розташовані порожнисті канали усередині панелі у своїх верхній і нижній частинах сполучені між собою горизонтальними порожнистими каналами. Усі порожнисті канали вакуумовані через зворотний клапан, розташований у верхній частині панелі. Проте, зазначена панель в даному конструктивному виконанні не повністю використовує свої теплотехнічні можливості. Недоліком конструкції найближчого аналога при застосуванні вакуумованих порожнистих каналів є наявність залишкового повітря в порожнистих каналах. У техніці і прикладній фізиці під вакуумом розуміють середовище, що містить газ при тискові, що значно нижче атмосферного. Навіть у ідеальному вакуумі при кінцевій температурі завжди є деяке теплове випромінювання (газ фотонів). Таким чином, навіть ідеальний вакуум рано чи пізно прийде в теплову рівновагу із стінками вакуумної камери за рахунок обміну тепловими фотонами. Проте, ідеальний вакуум недосяжний на практиці, оскільки при кінцевій температурі усі матеріали мають ненульову щільність насиченої пари. Крім того, відомо, що багато матеріалів (у тому числі товсті металеві, скляні і інші стінки конструкцій), а також конструкції будь-яких клапанів пропускають гази. Оскільки у технічному вакуумі, що наповнює канали відомого винаходу, відбувається перенос енергії, то канали теплоізоляційної панелі є температурними провідниками, що виконують функцію пасивної термоізоляції, тобто реагують на зміну температури навколишнього середовища і не здатні активно перешкоджати проникненню холоду через зовнішню стіну в зимовий період або нагрівання приміщення в літню пору року. В основу корисної моделі поставлена задача створення фасадних термоізоляційних панелей нового типу для мінімізації тепловитрат і максимально-економічної активної термостабілізації мікроклімату в приміщеннях шляхом компенсаційного теплообміну в фасадних панелях стін будинків із застосуванням активного бар'єрного ефекту без зміни агрегатного стану 1 UA 86484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 робочого середовища теплоносія в каналах панелей, в результаті чого збільшується ресурс, надійність і незалежність системи від джерел енергопостачання. Поставлена задача вирішується шляхом оптимальної композиційної структуризації панелі, компенсаційного теплообміну між шарами панелі з можливістю функціональної взаємодії контурів панелі, застосування низькотемпературного рухомого теплоносія для здійснення бар'єрного ефекту із застосуванням принципу терморегуляції. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1 схематично (в поперечному розрізі) зображено конструктивне розміщення на зовнішній стіні будівлі фасадної термоізоляційної панелі" з активним відсікаючим контуром, розташованим безпосередньо на стіні, на фіг. 2 - те ж саме, з активним відсікаючим контуром, сполученим із стіною через шар термоізоляційного матеріалу, на фіг. 3 - те ж саме, з теплообмінним і активним відсікаючим контурами, на фіг. 4 зображено графік тепловтрат в одношаровій стіні, на фіг. 5 - температурний графік втрат повітрообміну через багатошарову стіну з відсікаючим шаром (тобто, з шаром, утвореним площиною теплообміну відсікаючого контуру), на фіг. 6 - температурний графік роботи відсікаючого шару при відсутності джерела тепла всередині приміщення; на фіг. 7 - температурний графік роботи відсікаючого шару за наявності джерела тепла всередині приміщення. Суть корисної моделі полягає в тому, що фасадна термоізоляційна панель виконана у вигляді об'ємної композиційної структури, яка виконує термостабілізуючу функцію, і виконана з термоізоляційного матеріалу з порожнистими каналами усередині панелі. При цьому панель містить щонайменше один шар термоізоляційного матеріалу, канали виконані у вигляді щонайменше одного незалежного теплообмінного нерухомого контуру, призначеного для заповнення рідинним теплоносієм, а кожний контур розташований під шаром термоізоляційного матеріалу, при цьому контур з рідинним теплоносієм виконує функцію активного термоізолюючого контуру та/або активного відсікаючого контуру. Канал виконаний з можливістю заповнення рухомим низькотемпературним теплоносієм. Порожнистий трубчастий конструктивний елемент має розгалужену конфігурацію або конфігурацію змійовика з вхідним і вихідним патрубками. Конструкція панелі може бути додатково обладнаною відбивачем тепла. Панель виконана з можливістю кріплення, для чого може бути використана вертикальна решітка. Як термоізоляційний матеріал може бути використаний бетон або гіпс, або кераміка, або дерево, або скло, або полімерні матеріали, або будь-які композиції. При цьому контури панелі виконані з можливістю їх функціональної взаємодії. Процес перенесення тепла супроводжується перенесенням речовини (масообмін), яким є примусовий рух теплоносія (рідинного середовища в каналах панелі). При цьому тепло додатково переноситься з масою рухомої речовини. Як відомо з теоретичних основ термодинаміки, в одношаровій структурі огороджувальної конструкції (стіні) відбувається рівномірний розподіл тепловтрат (фіг. 4). Цей процес конвективного теплообміну називають конвективною тепловіддачею або просто тепловіддачею. Враховуючи те, що видалення тепла з приміщення в холодний період року за допомогою конвекції неминуче, втрати тепла при повітрообміні відбуваються таким чином. Тепловий потік з приміщення за допомогою випромінювання або конвекції передається внутрішній поверхні стіни і в режимі теплопровідності переноситься до зовнішньої поверхні стіни, зверненої до фасадної термоізоляційної панелі. Далі, завдяки зіткненню з нагрівальним плинним середовищем рідинного теплоносія в каналах панелі, відбувається підвищення температури теплового потоку в шарі панелі, дотичного до нагрівального рідинного теплоносія. Активний відсікаючий шар за допомогою джерела низькотемпературного тепла встановлює (фіксує) на зовнішній поверхні стіни (фіг. 1) або між шарами термоізолюючого матеріалу (фіг. 2, 3) бар'єрну площину із стабільною температурою (фіг. 5), міняючу динаміку роботи стіни (динаміку дифузії вологи, динаміку добових і сезонних змін температури, динаміку температурних деформацій і тому подібне). Охолодження повітря приміщення в літню спеку здійснюється шляхом відведення зовнішнього тепла за допомогою провідності плинного середовища рідинного теплоносія в каналах панелі. При цьому сумарна теплоємність матеріалів, що утворюють панель, залишається стабільною, завдяки геотермальній природі теплоносія. Таким чином, саме цей шар панелі служить тепловим бар'єром для витоку тепла з приміщення і притоку тепла ззовні (фіг. 6). Мікроклімат приміщення стабілізується на комфортному рівні. Таким чином, панелі у вигляді об'ємних композиційних структур, що містять активний відсікаючий контур, будучи розташованими між високотемпературною і низькотемпературною 2 UA 86484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зонами, сприймають тепловий потік з будь-якого боку і служать тепловим бар'єром для витоку теплового потоку з приміщення (фіг. 5, 6), а також відсікають зайве тепло, що надходить ззовні. Підключення даних фасадних термоізоляційних панелей вхідними і вихідними патрубками в єдину систему передбачає можливість використання байпасної лінії, що забезпечує можливість оптимальної функціональної взаємодії каналів панелі (фіг. 3) і оперативне керування системою обігріву або охолодження несучих огороджуючих та інженерних конструкцій будівель для їх активної термостабілізації та підтримання комфортного мікроклімату помешкань. Таким чином, за допомогою заявлених панелей можна здійснювати утеплення зовнішньої поверхні стін будівель з активним відсікаючим шаром в зимовий період, а також охолодження стін в літню пору року. Низькотемпературний теплоносій (наприклад, через ґрунтовий теплообмінник) подається в активний відсікаючий контур, розташований безпосередньо на стіні (фіг. 1) або через шар термоізоляційного матеріалу (фіг. 2), тим самим міняється температурний режим і режим вологості роботи огороджуючих і несучих будівельних та інженерних конструкцій. У разі аварій або відключення тепломереж це дозволяє зберігати внутрішні комунікації і будівельні конструкції будівель в робочому стані, без яких-небудь ушкоджень, пов'язаних з промерзанням. Теплообмінний контур, що розташований на зовнішній поверхні огороджуючих конструкцій і інженерних конструкцій під шаром термоізоляції (фіг. 3), є ефективною і найчастіше повною заміною внутрішніх систем опалювання, здатною використати для опалювання теплову енергію низької ентропії/температури (+18…+25 градусів Цельсія) (фіг. 7) та використовується для охолодження огороджуючих конструкцій (скидання тепла в ґрунт) і знижує енерговитрати на кондиціонування. Вторинний теплообмінний контур (фіг. 3), розташований між огороджуючою конструкцією і термоізоляційним матеріалом (утеплювачем), дозволяє за допомогою байпасного перемикання в літній період часу охолоджувати огороджуючі конструкції, одночасно з надлишком відновлюючи запас тепла у використовуваному для теплообміну акумуляторі (наприклад, ґрунтовому масиві). Тобто, контури панелі мають можливість функціональної взаємодії. Фасадна термоізоляційна панель (фіг. 1 - фіг. 3) у загальному вигляді містить щонайменше один шар термоізоляційного матеріалу 1, теплообмінний контур 2, активний відсікаючий контур 3. Кожен контур 2, 3 виконаний у вигляді порожнистого трубчастого конструктивного елементу (наприклад, розподіленого теплообмінного змійовика з вхідним і вихідним патрубками) і може також мати розвинену (розгалужену) конфігурацію. Контури 2, 3 виконані з можливістю заповнення низькотемпературним рухомим теплоносієм рідинної структури. Панель може додатково містити відбивач тепла, що розділяє шари між контурами 2 і 3 (на фіг. 3 не показано). Панель виконана з можливістю кріплення на огороджуючій конструкції з використанням вертикальної решітки. Як термоізоляційний матеріал може бути використаний бетон або гіпс, або кераміка, або дерево, або скло, або полімерні матеріали, або будь-які композиції. При цьому канали панелі виконані з можливістю їх функціональної взаємодії через байпасне перемикання. Активний відсікаючий контур 3 є розподіленим теплообмінним змійовиком з вхідним і вихідним патрубками, оптимально розташованим між шарами термоізоляційного матеріалу 1 і живленим ґрунтовим теплом без застосування теплових насосів, що значно спрощує і здешевлює конструкцію і саму систему утеплення. При цьому збільшується ресурс, надійність і незалежність системи від джерел енергопостачання. Температура теплоносія у відсікаючому контурі 3, залежно від широти кліматичних умов, складає +5…+12 градусів Цельсія, в широтах, де ґрунт не прогрівається до необхідних температур, можливе застосування спеціально влаштованих теплових акумуляторів або низькотемпературних утилізаторів/рекуператорів тепла. Такий теплообмінний контур на зовнішній поверхні стін, дає значне зниження витрат на опалювання і кондиціонування будівель і споруд за рахунок: - використання теплоносія зниженої температури; - зниження тепловтрат тепломереж, за рахунок нижчої температури; - використання вторинного тепла низької температури; - охолодження конструкцій в літній період часу; 3 UA 86484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 - виключення точки роси зі зміною динаміки роботи огороджуючих конструкцій, зокрема виключення конденсації і дифузії вологи в огороджуючих конструкціях з виключенням пересушування повітря в приміщеннях, а також за рахунок стабілізації мікроклімату. Нижче наведено опис конкретних прикладів реалізації термоізоляційної панелі, що є предметом цієї корисної моделі. Приклад 1. На стіні 4 з цегли товщиною 250 мм закріплена фасадна панель (фіг. 1), що має контур 2, який виконаний у вигляді порожнистого трубчастого конструктивного елемента, що має конфігурацію розподіленого теплообмінного змійовика з вхідним і вихідним патрубком - у вигляді труби системи "МВ-євро"  17 з вхідним і вихідним патрубками. Контур 2 закріплений на стіні 4 з використанням сталевої затискної шини MB для труб  17, металевої сітки з чарунками 50 мм або аналогічної арматурної сітки, нержавіючих шурупів і дюбелів для сталевих затискних шин MB, а також один шар термоізоляційного матеріалу 100 мм, виконаний з полімерних матеріалів (наприклад, полістирол, вкритий по синтетичній сітці штукатуркою з добавкою цементу). Рідинний рухомий низькотемпературний теплоносій має постійну температуру за рахунок сполучення з ґрунтовим теплом. Фасадна панель може застосовуватися для опалення і/або охолодження. Приклад 2. На стіні 4 з цегли товщиною 250 мм закріплена фасадна панель (фіг. 2), що має активний відсікаючий контур 3, який виконаний у вигляді порожнистого трубчастого конструктивного елемента, що має розгалужену конфігурацію - у вигляді труби системи "МВ-євро"  17 з вхідним і вихідним патрубками, який сполучається із стіною 4 через термоізоляційну плиту 1 (наприклад, пінопласт), завтовшки мінімум 20 мм (для зовнішніх стін відповідно до тих, що відповідають 2 європейським вимогам, теплопровідність Rλ=2,0 м K/Bt). Контур 3 закріплений з використанням сталевої затискної шини MB для труб  17, нержавіючих шурупів і дюбелів для сталевих затискних шин MB. Зовнішній шар панелі виконаний у вигляді шару термоізоляційного матеріалу l=100 мм, що виконаний з полімерних матеріалів (наприклад, гіпс, вкритий по синтетичній сітці штукатуркою, покриття завтовшки мінімум 1 см над сіткою). Рідинний рухомий низькотемпературний теплоносій має постійну температуру за рахунок сполучення з ґрунтовим теплом. Фасадна панель може застосовуватись для утеплення (фіг. 5). Приклад 3. На стіні 4 з цегли товщиною 250 мм закріплена фасадна панель (фіг. 3), що має контури 2 і 3 у вигляді труби системи "МВ-євро"  12 з вхідним і вихідним патрубками і байпасом. Контур 2 закріплений з використанням сталевої затискної шини MB для труб  12, металевої сітки з чарунками 50 мм або аналогічної арматурної сітки, нержавіючих шурупів і дюбелів для сталевих затискних шин MB, а також вкритий одним шаром термоізоляційного матеріалу 50 мм, виконаним з полімерних матеріалів (наприклад, полістирол). Далі через відбивач тепла розташований активний відсікаючий контур 3, вкритий одним шаром термоізоляційного матеріалу 100 мм. Зовнішній шар 1 закритий штукатуркою з добавкою цементу (якщо необхідно). Рідинний рухомий низькотемпературний теплоносій має постійну температуру за рахунок сполучення з ґрунтовим теплом. Фасадна панель застосовується для утеплення і/або опалення і/або охолодження (фіг. 6, 7). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Фасадна термоізоляційна панель, що виконана з термоізоляційного матеріалу з порожнистими каналами усередині панелі, яка відрізняється тим, що панель виконана у вигляді об'ємної композиційної структури, яка виконує термостабілізуючу функцію і містить щонайменше один шар термоізоляційного матеріалу, канали виконані у вигляді щонайменше одного незалежного термоізолюючого нерухомого контуру, призначеного для заповнення рідинним теплоносієм, а кожний контур розташований під шаром термоізоляційного матеріалу, при цьому контур з рідинним теплоносієм виконує функцію активного термоізолюючого контуру та/або активного відсікаючого контуру. 2. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що канал виконаний з можливістю заповнення рухомим низькотемпературним теплоносієм. 4 UA 86484 U 5 10 3. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що порожнистий трубчастий конструктивний елемент має розвинену конфігурацію з вхідним і вихідним патрубками. 4. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що порожнистий трубчастий конструктивний елемент має конфігурацію розподіленого теплообмінного змійовика з вхідним і вихідним патрубками. 5. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить відбивач тепла. 6. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що панель виконана з можливістю кріплення. 7. Панель за п. 6, яка відрізняється тим, що для кріплення панелі використовують вертикальну решітку. 8. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що як термоізоляційний матеріал використаний бетон або гіпс, або кераміка, або дерево, або скло, або полімерні матеріали, або будь-які композиції. 9. Панель за п. 1, яка відрізняється тим, що канали панелі виконані з можливістю їх функціональної взаємодії. 5 UA 86484 U 6 UA 86484 U 7 UA 86484 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: E04B 2/00, E04C 2/00

Мітки: фасадна, панель, термоізоляційна

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/10-86484-fasadna-termoizolyacijjna-panel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Фасадна термоізоляційна панель</a>

Подібні патенти