Теплоизоляционный пакет

 

Использование; создание теплоизоляции , эффективно работающей в диапазоне температур от -50 до 500°С и теплопотерях 5-120 Вт/м2, Сущность изобретения: теплоизоляционный пакет выполнен из набора параллельных мембран, образующих герметичные слои. Слои пакета имеют переменную толщину. Толщина каждого последующего слоя относительно предыдущего увеличивается на величину 0,278-1,385 мм. Максимальную толщину имеет слой, обращенный к источнику тепла. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 04 В 1/76

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4853838/33 (22) 29.06.90 (46) 30.08.93. Бюл.М 32 (76) В.П.Топорков (56) 1, Патент Франции %205389, кл. Е 04 В 2/00, 1971.

2. Заявка ФРГ ЬВ 3532714, кл. F 16 1

59/06, 1987.

3. Заявка ФРГ М 2945922, кл. F 16 L

59/06, 1981. (54) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫИ ПАКЕТ

Изобретение относится к теплоизоляции и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение теплоизоляции в диапазоне температур от -50 до 500 С и теплопотерь от 5 до 120

Вт/м2.

Цель достигается тем, что теплоизоляционный пакет включает раму, набор параллельных мембран, образующих герметичные слои, заполненные газом, и ,фиксирующие элементы, причем слои теплоизоляционного пакета имеют переменную толщину, при этом толщина каждого последующего слоя увеличивается на величину 0,278-1,385 мм, а максимальную толщину имеет слой, обращенный к источнику тепла.

Теплоизоляционный пакет выполнен наборным по числу газовых слоев иэ отдельных плоских рамок, соответствующей газовым слоям толщины, из неметаллического материала с коэффициентом теплопроводности 0,55-0,107 Вт/м град, между которыми и снаружи которых к ним прикреплены

„„Я2 „„1838535 АЗ (57) Использование: создание теплоизоляции, эффективно работающей в диапазоне температур от -50 до 500 С и теплопотерях

5-120 Вт/м, Сущность изобретения: тепло2 изоляционный пакет выполнен из набора параллельных мембран, образующих герметичные слои. Слои пакета имеют переменную толщи ну. Толщина каждого последующего слоя относительно предыдущего увеличивается на величину 0,278-1,385 мм. Максимальную толщину имеет слой, обращенный к источнику тепла. 2 з,п.ф-лы, 4 ил. (предпочтительно приклеены) мембраны толщиной 0,1-2 мм, причем при жестких мембранах(листы фенопласта, стекла, керамики, металла и т.п.) материал рамок принимается полужестким, например, в виде прессованных полос теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности 0,055-0,064

Вт/м град, а при мягких, закрепляемых с натягом, мембранах (пергамин, пленка на ткани, окрашенная крафтбумага, металлическая фольга и т.п.) материал рамки принимается жестким (дерево, вспученная керамика, фторопласты и т,п.). Фиксирующие элементы выполнены из теплоизоляционного, сохраняющего форму материала (пробка, дерево, прессованная теплоизоляция, пенокерамика и т.п.) с коэффициентом теплопроводности 0,042-0,064 Втlм град, разнесены друг от друга в одном слое на расстояние 0,1-0,8 м и прикреплены неподвижно (предпочтительно приклеены) к обеим (одной) сторонам мембран, причем при жестких мембранах фиксирующие элементы одного слоя по отношению фиксирующих элементов граничащих слоев расположены

1838535

20

55 в шахматном порядке, а при мягких мембранах фиксирующие элементы всех cnoes расположены соосно. Общая площадь фиксирующих элементов одного слоя по отношению к площади пакета составляет

0,0001-0,01, а площадь рамки одного слоя по отношению к площади пакета составляет

0,015-0,12.

На фиг.1 показан теплоизоляционный пакет с жесткими мембранами, узкими рамками и шахматным расположением фиксирующих элементов в плане; на фиг.2— разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — пакет с мягкими мембранами, соосным расположением фиксирующих элементов и уширенными рамками в плане; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг, 2, Первый вариант имеет более высокие теплоизоляционные показатели, В состав теплоизоляционного пакета (фиг,1 и 2) входят верхняя жесткая мембрана

1, прикрепленная к узкой рамке 2, фиксиру-ющие элементы 3, прикрепленные к первой жесткой. мембране 1 и второй жесткой мембране 4. прикрепленных, в свою очередь, к 25 узким рамкам 2 и 5. Фиксирующие элементы 6, прикрепленные к жестким мембранам

4 и 7, расположены по отношению к фиксирующим элементам граничащих слоев в шахматном порядке, как и в других слоях, что исключает сквозные мостики активной теплопередачи, На фиг.2 также показана наружная боковая и торцовая герметизирующая оклейка 8 теплоизоляционного пакета.

В состав теплоизоляционного пакета 35 второго варианта (фиг, Зи 4) входят верхняя мягкая мембрана 9, прикрепленная к верхней уширенной рамке 10 для обеспечения натяга мягкой мембраны при ее прикреплении, фиксирующие элементы 11, прикреп- 40 ленные к мягким мембранам 9 и 12, которые в свою очередь, под натягом прикреплены к уширенным рамкам 10 и 13, фиксирующие элементы 14, прикрепленные к мягким мембранам 12 и 15 и расположенные соосно фиксирующим элементам 11, образуя как бы цельные стержни. Такое расположение фиксирующих элементов вызвано . необходимостью соблюдения фиксированного расстояния между мягкими мембранами, На фиг,4 также показана наружная боковая и торцевая герметизирующая оклейка 16 теплоизоляционного пакет@, Прохождение теплового потока сквозь предложенный теплоизоляционный пакет и известные газослойные теплоизоляционные конструкции имеет свои отличительные особенности. Теплопередача сквозь теплоизоляционный пакет в условиях стационарного режима осуществляется сквозь все его слои в условиях их максимального термического сопротивления при максимальной, соответствующей этому режиму толщине каждого из слоев. В известных слойных газовых теплоизоляционных конструкциях толщины газовых слоев не оговариваются и не определяются, в связи с чем тепловой поток, как правило, проходит сквозь газовый слой либо недостаточной толщины в режиме теплопроводности, либо в режиме конвекции при излишней толщине газового слоя, что снижает термическое сопротивление теплоизоляции и увеличивает ее толщину.

Согласно заявляемой конструкции (фиг, 1 и 2) тепловой поток проходит сквозь газовые слои, последний из которых ограничен рамкой 2 и мембранами 4 и 1,.сквозь материал рамки 2, сквозь фиксирующие элементы 3, а также сквозь материал мембран 4 и

В первом варианте теплоизоляционного пакета с жесткими мембранами 1, 4, 7 и т.д. тепловой поток проходит сквозь фиксирующие элементы и расходится во все стороны по материалу мембран, чем уменьшается эффект мостика перехода тепла. Основным мостиком перехода тепла в этой конструкции является рамка, но ее отрицательное влияние на качество теплоизоляции мало, т.к. ее площадь по отношению к площади пакета составляет лишь единицы процентов.

Во втором варианте теплоизоляционного пакета (фиг. 3 и 4) все фиксирующие элементы 14, 11 и др. расположены соосно во всех слоях, Образовавшиеся мостики холода имеют суммарную площадь не более одного процента и их отрицательное влияние на теплоизоляцию также незначительно.

Основным мостиком холода в этом варианте, как и в предыдущем варианте, являются уширенные рамки, поперечное сечение которых (равное площади одной рамки в плане) составляет не более 0,12 площади пакета, Пример конкретного выполнения.

Требуется определить толщины слоев заявленной воздушно-слойной теплоизоляции для заводской стенки с температурой

1ст= 135 С при температуре наружного слоя теплоизоляции 1л.и, = Зб С и теплопотеоях q

=40 Вт/м, Теплотехническим расчетом толщина первого, считая снаружи, слоя воздуха для статических условий в режиме теплопроводности при наибольшей толщине слоя определена равной 1 = 9,623 мм. Установлено, что для данных условий увеличение толщины каждого слоя по отношению к толщине

1838535 предыдущего составляет Л = 0,667 мм, т.е. толщины слоев в направлении горячей стенки будут .

I> = 9,623 мм, Iz = 9,623 + 0,667 = 10,290 5 мм, !з = 10,29 + 0,667 = 10,957 мм, !4 = 11,624 мм, !ь = 12,291 мм, Is = 12,958 мм, !т = 13,625 мм, Термическое сопротивление слоев име- 10 ет следующие величины:

Я1 = 0,353, Вг = 0.360, йз = 0,370, R4 =

0,377, Rg = 0,385, Ra = 0,393, R7 = 0,402, е R

=2 640, 15

Проверяем достаточность слоев по условию теплопотерь;

lcm — Тнл1. 135 — 30 39 78 В / 2 20

e R 2,640

40 — 39,78 расхождение в процентах х 100 = 0,55, что допустимо. Суммарная тол- 25 щина теплоизоляции без учета толщины мембран я = 9,623+ 10,290+ +10,957 + 11, 624

+ 12,291 + 12,958 + 13,625 = 81,368 мм. Усредненный коэффициент теплопроводно- . сти теплоизоляции без учета рамок и 30 фиксирующих элементов

cp = 2 6,! =0,03082 BT/м я 0,081368 ей град.

Принимая площадь теплоизоляционного пакета равной 1 м, коэффициент теплопроводности рамки и фиксирующих элементов(последние с завышением для уп- 40 ращения расчета) равным 0,15 и отношение их суммарной площади пакета равным 0,08, получаем реальный коэффициент теплопроводности заявленной воздушно-слойной теплоизоляции.

А ср р = 0,03082 х 0,92 + 0,15 х 0,08 =

=0,0404 Втlм град, Расчет проведен для сухого воздуха при давлении 760 мм рт,ст.

Полезность изобретения заключается в высокой теплоизоляционной эффективности заявленной конструкции, а также в возможности широкого ее использования при нормальных параметрах воздуха, в ее дешевизне, доступности изготовления в местных условиях из местных материалов, она постоянна по своим теплоизоляционным показателям, имеет перспективу увеличения объема применения.

Формула изобретения

1, Теплоизоляционный пакет, включающий раму, набор параллельных мембран, образующих герметичные слои, заполненные газом, и фиксирующие элементы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности теплоизоляции в диапазоне температур от -50 до 500 С и теплопотерях

5-120 Вт/м, слои теплоиэоляционного па2 кета имеют переменную толщину, причем толщина каждого последующего слоя увеличивается на 0,27-1,385 мм соответственно, а максимальную толщину имеет слой, обращенный к источнику тепла.

2. Пакет по и 1, отличающийся тем, что расстоя ние между фи кси рующи ми элемейтами одного слоя составляет 0,1-0,8

М, 3. Теплоизоляционный пакет по п.1, о тл ич а ю шийся тем, что площадь фиксирующих элементов в одном слое составляет

0,0001-0,01 площади пакета, а отношение площади рамки к его площади составляет

0,015-0,12.

1838535

1838535

Составитель В.Топорков

Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 10", Заказ 2911 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5