способ защиты водоотводящего устройства от обледенения

Формула изобретения

1. Способ защиты водоотводящего устройства от обледенения, включающий обогрев теплоносителем внутренней полости водосточной трубы теплым воздухом, поступающим из подвального помещения здания, отличающийся тем, что водосточную трубу разделяют на верхнюю и нижнюю части, соответственно нижний и верхний концы которых заводят в подвальное помещение и размещают нижний конец верхней части над верхним концом нижней.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхний конец нижней части выполняют в виде водяного затвора, который заполняют водой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижний конец нижней части соединяют с канализационной трубой.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в холодное время года нижний конец верхней части опускают в воду, находящуюся в водяном затворе, а при температурах близких к нулю и выше вынимают из воды.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что опускание и поднимание нижнего конца верхней части осуществляют посредством имеющего большой коэффициент линейного расширения элемента, один конец которого закрепляют на здании снаружи, а другой - на нижнем конце верхней части.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду в водяном затворе подогревают.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхний конец верхней части трубы выполняют в виде обтекаемого колпака.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что уровень воды в водяном затворе поддерживают постоянным.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижний конец верхней части трубы выполняют из отдельных гигроскопичных волокон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и ремонта зданий, а именно к способам защиты наружных водостоков от обледенения.

Известен способ удаления льда с водостоков крыш зданий и сооружений, включающий регулируемый электрообогрев внутреннего объема пристенного трубчатого водостока в зависимости от температуры окружающего воздуха и наличия снеголедовой массы внутри водостока, при этом электрообогрев внутреннего объема пристенного трубчатого водостока осуществляют отдельными участками в диапазоне температур окружающего воздуха от -5°С до +5°С, причем мощность электрообогрева участков, расположенных на входе и выходе пристенного трубчатого водостока, устанавливают большей по отношению к внутренним [1].

Недостатками этого способа являются:

- уменьшение площади полезного сечения водоотводящей трубы, в результате чего при сильном дожде возможен перелив воды через приемную воронку;

- относительно большие энергозатраты;

- сложность конструкции, реализующей способ, обусловленная наличием датчиков температуры воздуха и воды, а также блока управления, которые дополнительно потребляют энергию, кроме того, при аварийном отключении электроэнергии в доме водостоки могут замерзнуть и нормальное функционирование системы нарушится;

- порождение новой проблемы, связанной с тем, что вытекающая из водосточной трубы вода будет замерзать на тротуаре и образовывать скользкую поверхность (которую нужно посыпать песком для безопасности), а впоследствии - ледяные надолбы, которые нужно будет удалять.

Прототипом является способ защиты водоотводящего устройства от обледенения, включающий обогрев теплоносителем внутренней полости водосточной трубы теплым воздухом, поступающим из подвального помещения здания по воздуховоду [2].

Недостатками прототипа являются:

- недостаточная надежность и эффективность устройства, связанные с тем, что теплый воздух, поступающий из подвального помещения, будет смешиваться с холодным воздухом, циркулирующим в водосточной трубе;

- трудоемкость в эксплуатации, связанная с необходимостью перекрывания в морозные периоды трубы подвального помещения заглушками или заслонками;

- значительное уменьшение площади полезного сечения верхней части водосточной трубы из-за наличия воздухоотводящего патрубка с большим диаметром, необходимость которого вызвана уже достаточно охлажденным в процессе движения по трубе воздухом, который к тому же обладает низкой теплоемкостью;

- образование на тротуаре наледей стекающей из водосточной трубы водой.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение эффективности работы защиты водоотводящего устройства от обледенения, снижение энергетических затрат и трудоемкости при эксплуатации и упрощение его конструкции.

Задача решается тем, что в способе защиты водоотводящего устройства от обледенения, включающем обогрев теплоносителем внутренней полости водосточной трубы теплым воздухом, поступающим из подвального помещения здания, водосточную трубу разделяют на верхнюю и нижнюю части, соответственно нижний и верхний концы которых заводят в подвальное помещение и размещают нижний конец верхней части над верхним концом нижней.

Верхний конец нижней части выполняют в виде водяного затвора, который заполняют водой. Нижний конец нижней части соединяют с канализационной трубой. В холодное время года нижний конец верхней части опускают в воду, находящуюся в водяном затворе, а при температурах близких к нулю и выше вынимают из воды. Опускание и поднимание нижнего конца верхней части осуществляют посредством имеющего большой коэффициент линейного расширения элемента, один конец которого закрепляют на здании снаружи, а другой - на нижнем конце верхней части. Воду в водяном затворе подогревают. Верхний конец верхней части трубы выполняют в виде обтекаемого колпака. Уровень воды в водяном затворе поддерживают постоянным. Нижний конец верхней части трубы выполняют из отдельных гигроскопичных волокон.

Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения и оказывающие такое же, как и они, влияние на технический результат, заключающийся в повышении эффективности защиты водоотводящего устройства от обледенения, снижении энергетических затрат и трудоемкости при эксплуатации и упрощении его конструкции.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Разделение водосточной трубы на верхнюю и нижнюю части, соответственно нижний и верхний концы которых заводят в подвальное помещение и размещают нижний конец верхней части над верхним концом нижней, позволяет использовать полностью все сечение трубы как для движения теплого воздуха, так и для слива дождевой воды, что повышает эффективность защиты водоотводящего устройства от обледенения и надежность его работы. Кроме того, упрощается конструкция этого устройства, так как оно не содержит дополнительных деталей и элементов.

Выполнение верхнего конца нижней части в виде водяного затвора, который заполняют водой, исключает тепловые потери из подвального помещения через нижнюю часть трубы, что снижает энергетические затраты при эксплуатации водоотводящего устройства.

Соединение нижнего конца нижней части с канализационной трубой уменьшает трудоемкость при эксплуатации водоотводящего устройства, поскольку исключается образование наледей и ледяных надолбов на тротуаре около водосточной трубы.

Опускание в холодное время года нижнего конца верхней части в воду, находящуюся в водяном затворе, а при температурах близких к нулю и выше вынимание его из воды дает возможность снизить энергетические затраты при эксплуатации водоотводящего устройства. Нахождение указанного конца в воде способствует прекращению выхода теплого воздуха из подвального помещения через водосточную трубу. При повышении температуры наружного воздуха конец вынимают из воды, и защита водоотводящего устройства от обледенения возобновляется. В этом случае в теплое время года (весной, летом) водосточная труба может выполнять функцию вытяжной (вентиляционной) трубы для проветривания подвального помещения.

Опускание и поднимание нижнего конца верхней части посредством имеющего большой коэффициент линейного расширения элемента, один конец которого закрепляют на здании снаружи, а другой - на нижнем конце верхней части, позволяет автоматически управлять защитой водоотводящего устройства от обледенения, что упрощает конструкцию устройства, так как отпадает необходимость в датчиках и блоках управления.

Подогревание воды в водяном затворе повышает интенсивность испарения воды, образующиеся водяные пары делают воздух, поступающий в верхнюю часть водосточной трубы, более влажным, что увеличивает его теплоемкость и позволяет переносить большее количество тепла, когда это необходимо, например, при эксплуатации водоотводящего устройства на высоком здании. Это повышает эффективность защиты устройства от обледенения.

Выполнение верхнего конца верхней части трубы в виде обтекаемого колпака не позволяет образовываться на трубе снежным заносам, которые, во-первых, ухудшают движение теплого воздуха через водосточную трубу, а во-вторых, требуют дополнительной энергии для таяния. Поэтому наличие колпака повышает эффективность защиты водоотводящего устройства от обледенения и уменьшает энергетические затраты при эксплуатации.

Поддерживание в водяном затворе постоянного уровня воды способствует уменьшению тепловых потерь из подвального помещения в холодное время. Если допустить понижение уровня, то при опускании нижнего конца верхней части трубы вода не перекроет вход в трубу, и теплый воздух будет выходить из подвального помещения, бесполезно растрачивая тепло. Кроме того, наличие постоянного уровня способствует уменьшению габаритов элемента, с помощью которого производят подъем и опускание нижнего конца верхней части трубы, что упрощает конструкцию.

Выполнение нижнего конца верхней части трубы из отдельных гигроскопичных волокон позволяет увлажнить входящий в трубу воздух и тем самым повысить его теплоемкость, что повышает эффективность защиты водоотводящего устройства от обледенения.

На фиг.1 изображено водоотводящее устройство со сливом наружу.

На фиг.2 изображено водоотводящее устройство со сливом в канализацию.

На фиг.3 изображен фрагмент водоотводящего устройства.

Устройство содержит водосточную трубу с верхней 1 нижней 2 частями, соответственно нижний и верхний концы которых размещены в подвальном помещении 3, имеющем трубу 4 отопления и канализационную трубу 5, с которой может быть соединен нижней конец нижней части водосточной трубы, а верхний выполнен в виде водяного затвора (сифона) 6 с водой 7. Нижний конец 8 верхней части водосточной трубы может быть связан с водой через гигроскопичные волокна 9 и соединен с одним концом пружины 10, другой конец которой неподвижно закреплен с одним концом элемента 11, имеющего большой коэффициент линейного расширения, другой конец которого закреплен на стене 12 снаружи здания, и через эластичную муфту 13 - с верхней частью 1 водосточной трубы, на верхнем конце которой размещен обтекаемый колпак 14.

Способ реализуют следующим образом.

Водосточную трубу разделяют на верхнюю 1 и нижнюю 2 части, соответственно нижний и верхний концы которых заводят в подвальное помещение 3 и размещают нижний конец верхней части над верхним концом нижней (фиг.1). При температуре наружного воздуха, близкой к нулю, теплый воздух подвального помещения, подогреваемый посредством трубы 4 отопления, за счет естественной тяги поступает в верхнюю часть трубы, предотвращая ее обледенение при понижении температуры наружного воздуха до минусовой.

При наличии канализационной трубы 5 для исключения образования на тротуаре наледи верхний конец нижней части водосточной трубы выполняют в виде водяного затвора 6, который заполняют водой 7, а нижний конец нижней части соединяют с канализационной трубой 5 (фиг.2). В результате этого талая вода попадает в канализацию, а водяной затвор предотвращает попадание в подвальное помещение неприятных запахов.

В холодное время года нижний конец 8 верхней части опускают в воду 7, находящуюся в водяном затворе 6, посредством имеющего большой коэффициент линейного расширения элемента 11 (например, проволоки), конец которого закрепляют на стене 12 здания снаружи. При понижении температуры длина проволоки уменьшается, и конец 8 опускается в воду 7 водяного затвора 6, поворачиваясь в эластичной муфте 13. Выход воздуха из подвального помещения прекращается. Для исключения попадания снега в водосточную трубу ее верхний конец выполняют в виде обтекаемого колпака 14.

В случае повышения температуры наружного воздуха проволока удлиняется, и пружина 10 возвращает нижний конец 8 верхней части водосточной трубы в исходное положение, в результате движение теплого воздуха по ней возобновляется. Уровень воды 7 в водяном затворе 6 поддерживают постоянным, а при необходимости воду подогревают.

Для увеличения площади испарения воды при поднятом конце 8 его выполняют из отдельных гигроскопичных волокон 9 (фиг.3).

Внедрение изобретения позволит защитить от обледенения водоотводящее устройство, не требующее в процессе эксплуатации обслуживания и затрачивающее минимум энергии.

Источники информации

1. Пат. РФ 2209906, МПК E04D, 13/076, 2003 - аналог.

2. Пат. РФ 2268343, МПК E04D, 13/076, 2006 - прототип.