Способ регулирования теплопередачи между преимущественно твердым основанием и внешней средой
Изобретение относится к области возведения экранирующих и теплозащитных конструкций. Техническим результатом является изменение степени полезного эффекта от регулирования теплопередачи в зависимости от температуры пластин теплорегулирующей конструкции. Технический результат достигается способом регулирования теплопередачи между преимущественно твердым основанием и внешней средой, в котором на основание устанавливают при температуре покоя одну пластину или по меньшей мере две уложенные слоями и соединенные между собой пластины, при этом по меньшей мере одна из упомянутых пластин способна при изменении ее температуры относительно температуры покоя деформироваться так, что между этой пластиной и основанием или смежной в слое пластиной образуется полость, заполняемая частицами внешней среды, а точки фиксации пластины с основанием или смежной в слое пластиной выбирают так, что при деформации эта пластина приобретает выпуклую форму. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области возведения экранирующих и теплозащитных конструкций, а именно к способу регулирования теплопередачи между преимущественно твердым основанием и внешней средой. Изобретение может быть использовано при проведении теплорегулирующих мероприятий, направленных на изменение теплопередачи между поверхностями объектов произвольного назначения, например, грунтов, зданий, инженерных сооружений, оборудования, и внешней средой, а также между потоками жидкостей или газов.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Известна конструкция солнцеосадкозащитного навеса, раскрытая в патенте РФ на изобретение № 2209270 (опубл. 27.07.2003). В известном изобретении предложено использовать навес из преимущественно оцинкованного профилированного настила и морозостойкого теплоизоляционного материала и противопучинный бандаж для того, чтобы повысить устойчивость опоры контактной сети, возведенной на пучинистых грунтах. Используемый навес помогает уменьшить количество передаваемого тепла в грунт. Однако известное изобретение не обеспечивает возможности регулирования теплопередачи между грунтом и окружающей средой в зависимости от температуры среды, имеет ограниченную сферу применения.
Известно устройство для естественного аккумулирования холода в грунтовом массиве, раскрытое в патенте РФ на изобретение №2694663 (опубл. 16.07.2019). Известное устройство обеспечивает регулирование интенсивности охлаждения грунта под навесом в зависимости от колебаний температуры окружающей среды, но использует для этого сравнительно сложный исполнительный механизм и другие узлы, требующие внешних источников энергии и стационарной эксплуатации, что сужает диапазон возможных областей использования изобретения.
Известно устройство для регулирования теплопередачи, раскрытое в патенте РФ на полезную модель №179729 (опубл. 23.05.2018). Известное устройство выполнено в виде двух пластин, совмещенных между собой и жестко закрепленных по двум коротким противоположным краям. Верхняя пластина при тепловом воздействии на нее свыше заданной температуры изгибается, принимая форму арки, а нижняя пластина остается, по существу, неизменной. В результате между пластинами возникает воздушная прослойка, снижающая воздействие теплового потока на нижнюю пластину и, соответственно, на поверхность, на которой известное устройство может быть установлено.
Однако способ работы этого устройства недостаточно эффективен, поскольку полезная площадь обеих пластин, отвечающих за формирование пространства, заполненного средой (в данном случае, воздухом) используется неполностью. Пластины закрепляют между собой по двум коротким краям, и потому в образующихся швах соединения пластин эффект снижения теплопередачи менее выражен в сравнении с основным объемом пространства, возникающим между двумя пластинами при их деформации.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении регулирования теплопередачи между преимущественно твердым основанием и внешней средой через одну или несколько пластин в зависимости от температуры внешней среды и температуры основания.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в изменении степени полезного эффекта от регулирования теплопередачи в зависимости от температуры пластин теплорегулирующей конструкции.
Дополнительный технический результат – повышение эффективности использования площадей материалов, применяемых для изготовления пластин.
Изобретение раскрывает способ регулирования теплопередачи между преимущественно твердым основанием и внешней средой. В заявленном способе на преимущественно твердое основание устанавливают при температуре покоя одну пластину или по меньшей мере две уложенные слоями и соединенные между собой пластины. По меньшей мере одна из упомянутых пластин способна при изменении ее температуры относительно температуры покоя деформироваться так, что между этой пластиной и основанием или смежной в слое пластиной образуется полость, заполняемая частицами внешней среды. Точки фиксации пластины с основанием или смежной в слое пластиной выбирают так, что при деформации эта пластина приобретает выпуклую форму.
Для большей ясности отметим, что под термином «теплопередача» понимается физический процесс передачи тепловой энергии от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой непосредственно (при контакте) либо опосредованно (через разделяющую тела область). При этом такими телами могут быть твердые тела, жидкости, газы (смеси газов и/или жидкостей). Внешняя среда может являться телом с более высокой температурой, а основание может являться телом с более низкой температурой, и наоборот, что может быть обусловлено конкретной прикладной задачей. Следовательно, теплопередача может быть осуществлена как от среды к основанию, так и от основания к среде. Регулирование теплопередачи осуществляется преимущественно областью, разделяющей тела. В заявленном способе эта область сформирована одной или несколькими пластинами. Дополнительно упомянутая область может включать в себя по меньшей мере одну заполненную частицами внешней среды полость, образующуюся при деформации по меньшей мере одной пластины. Среда может являться воздухом, частицы которого заполняют образовавшуюся полость. В настоящем описании термины «внешняя среда» и «среда» употреблены как синонимичные.
Под термином «преимущественно твердое основание» понимается поверхность произвольного твердого тела, или твердого тела в системе с жидкостью или газом. Упомянутое основание может быть ровной, рельефной или цилиндрической поверхностью, а также границей жидкости или газа. Например, основанием может являться грунт, лед (тающий лед), снежный покров, поверхность оборудования, здания, сооружения, в частности, трубы. В настоящем описании термины «преимущественно твердое основание», «основание» и представленные примеры оснований употреблены как синонимичные.
Под термином «пластина» понимается лист или полоса из какого-либо твердого, упругого материала. Форма пластины может быть произвольной, в зависимости от характера поверхности основания. В недеформированном состоянии при температуре покоя, чтобы плотно прилегать к поверхности основания, пластина может быть плоской или иметь форму, подобную форме поверхности основания, на которое ее устанавливают. Способность деформироваться пластины вызвана тем, что пластину изготавливают из материала, характеризующегося большим коэффициентом теплового расширения и небольшой изгибной жесткостью в сравнении с основанием или смежной в слое пластиной. При использовании нескольких пластин при их изготовлении могут быть выбраны конкретные материалы и конструктивные особенности, придающие пластинам различные свойства изгибаться и расширяться относительно друг друга при тепловом воздействии на них. Пластина может быть представлена пленкой, то есть иметь малую толщину. Под термином «пленка» в этом случае понимается тонкий слой материала, обладающий большим отношением площади поверхности к толщине. Толщина пластины также может являться неодинаковой, например, быть тоньше ближе к центру пластины, либо быть тоньше ближе к граням пластины.
Под термином «температура покоя» понимается некоторая температура или температурный интервал, при которых пластина не деформируется относительно основания или смежной пластины, при этом не происходит образования ни одной полости. При температуре покоя теплопередача между средой и основанием наиболее высока.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ.1a и ФИГ.1b иллюстрируют конструкцию, в которой применена одна плоская пластина для регулирования теплопередачи между основанием и средой.
ФИГ.2a и ФИГ.2b иллюстрируют конструкцию, в которой применены несколько пластин, установленных на цилиндрическом основании в один слой.
ФИГ.3a и ФИГ.3b иллюстрируют конструкцию, в которой применены две уложенные слоями плоские пластины для регулирования теплопередачи между основанием и средой, при этом одна из упомянутых пластин деформируется при превышении температуры покоя.
ФИГ.4a и ФИГ.4b иллюстрируют конструкцию, в которой применены две уложенные слоями плоские пластины для регулирования теплопередачи между средой и основанием, при этом обе упомянутые пластины деформируются при превышении температуры покоя.
ФИГ.5 иллюстрирует конструкцию, в которой применены несколько уложенных в два слоя пластин для регулирования теплопередачи между средой и основанием, при этом нижние пластины выполнены в виде полос, установленных по периметру некоторой области основания, а верхняя пластина выполнена в виде листа, установленного на нижние пластины.
ФИГ.6 иллюстрирует конструкцию, в которой применены уложенные слоями пластины с образованием вертикальных и латеральных каскадов.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В различных вариантах осуществления изобретения применены одна или несколько пластин, которые устанавливают на основание при температуре покоя. По меньшей мере одна из упомянутых пластин выполнена способной деформироваться при изменении ее температуры относительно температуры покоя. Способность деформироваться пластины обусловлена ее конструктивными особенностями, свойствами материала изготовления, фиксацией пластины на основании и соединением смежных в слое пластин между собой.
Например, деформируемая пластина может обладать небольшой толщиной, а материал для ее изготовления характеризоваться высоким коэффициентом линейного расширения. Такой материал может быть выбран из следующей примерной группы: полиэтилен, фторопласт, полиамид, поливинилхлорид, ацеталь, акрил, но не ограничиваются этими примерами. Однако возможен и вариант, при котором использованы две пластины, первая из которых изготовлена из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, а вторая - из материала с низким коэффициентом линейного расширения (например, из стали), при этом обе пластины по меньшей мере частично прижаты друг к другу и соединены между собой по периметру, например, крепежными элементами в некоторых точках фиксации. Первая пластина деформируется сильнее при воздействии на нее температуры, чем вторая, но поскольку обе пластины соединены между собой, то деформация первой пластины приводит и к деформации второй. Отметим, что толщина или какая-либо другая конструктивная особенность второй пластины должна быть выбранной таким образом, чтобы способствовать изгибу пластины.
Недеформируемую пластину выполняют такой, чтобы она как можно сильнее сопротивлялась изгибу при тепловом воздействии на нее. Для этого могут быть применены конструктивные способы увеличения жесткости конструкции такие как армирование, уголки, профили, а также использованы материалы с низким коэффициентом линейного расширения, высокой изгибной жесткостью, большим значением модуля Юнга, то есть способностью материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации. Такие материалы могут быть выбраны из следующей примерной группы: сталь, гранит, алмаз, инвар, слюда, дерево, но не ограничиваются этими примерами.
Пластины могут быть установлены на основание в один или несколько слоев с образованием вертикальных каскадов, а также в несколько рядов параллельно, последовательно, в шахматном порядке, другим образом, с образованием латеральных каскадов.
В качестве деформируемых пластин предпочтительно применяют сплошные или составные листы, в качестве недеформируемых пластин – сплошные или составные листы, полосы, жесткость которых может быть отрегулирована применением таких конструктивных элементов, как нити, стержни, профили. В одном слое могут быть применены несколько недеформируемых полос для фиксации на них одной или нескольких деформируемых пластин. В качестве альтернативы полосам могут быть использованы нити. Полосы или нити могут быть установлены по периметру некоторой области основания, в диагональных направлениях для прямоугольных областей или в произвольных направлениях для произвольных по форме областей основания. Деформируемые пластины могут быть расположены по одну сторону или по обе стороны от недеформируемой пластины, перемежаться и чередоваться между собой с образованием различных комбинаций взаимного расположения деформируемых и недеформируемых пластин.
При применении одной деформируемой пластины в слое, пластина при установке может быть соединена с основанием в произвольных точках, обеспечивающих формирование куполообразной или арочной формы для пластины при изменении ее температуры относительно температуры покоя. Для обеспечения куполообразной формы пластины могут быть выбраны точки фиксации вблизи вершин геометрической фигуры этой пластины. Для обеспечения арочной формы могут быть выбраны точки фиксации вдоль противоположных граней деформируемой пластины. Дополнительно могут быть выбраны точки фиксации в произвольных частях пластины, например, в центре поверхности пластины. Пластина может быть зафиксирована в точках фиксации при помощи упоров или крючков. Упоры могут быть представлены профилированными балками с уголковым профилем. Также пластина может быть зафиксирована при помощи крепежных элементов, таких как болты, гайки, винты, шурупы, саморезы, дюбели, заклёпки, шайбы, штифты, шпильки, а также хомуты. Точки фиксации могут быть получены также и методами создания неразъемных соединений, такими как сварка, пайка, запрессовка и склеивание, без ограничений.
При применении более одной пластины в слое, пластины могут быть соединены между собой в произвольных точках, обеспечивающих формирование куполообразной или арочной формы для деформируемых пластин при изменении ее температуры относительно температуры покоя. Выбор точек осуществляют также в зависимости от того, какую форму деформируемой пластины необходимо обеспечить: вблизи вершин геометрической фигуры деформируемой пластины, вдоль противоположных граней или всех граней деформируемой пластины, в произвольных частях пластины. При установке на основание нижняя пластина в слое может не иметь жесткого соединения с основанием. Для обеспечения жесткого соединения могут быть использованы упоры, крючки или крепежные элементы, а также методы создания неразъемных соединений.
При изменении температуры деформируемой пластины относительно температуры покоя деформируемая пластина удлиняется, однако упоры, крючки или крепежные элементы, противодействуют ее удлинению, поэтому она деформируется.
На ФИГ. 1а проиллюстрирован частный вариант осуществления изобретения, в котором на основание 1 устанавливают одну пластину, представленную деформируемой плоской пластиной 2, и фиксируют ее на основании в точках фиксации так, чтобы площадь пластины 2 закрывала собой основание. Установку пластины проводят при температуре покоя так, что в исходном состоянии пластина плотно прилегает к основанию. Пластина 2 изготовлена из полиэтилена, как материала, характеризующегося наибольшим коэффициентом теплового расширения.
В частности, пластина может быть зафиксирована на основании в четырех точках фиксации, положение каждой из которых выбрано вблизи вершин геометрической формы пластины 2. Пластина может быть жестко зафиксирована в этих точках с основанием при помощи крепежных элементов 3. Геометрической фигурой пластины 2 может являться прямоугольник. В этом случае деформированная пластина 2’, как это проиллюстрировано на ФИГ.1b, при превышении температуры покоя принимает выпуклую вверх форму, а именно куполообразную форму. При увеличении количества точек фиксации 3, выбранных на двух противоположных гранях пластины, пластина при деформации может принимать арочную форму.
Куполообразная форма деформированной пластины 2’ может являться более предпочтительной, поскольку в таком варианте площадь контакта между пластинами или пластиной и основанием наименьшая, следовательно теплопередача за счет теплопроводности также меньше. При этом объем возникающей под пластиной 2’ полости больше в сравнении с арочной формой, поскольку при арочной форме всегда больше точек соприкосновения пластины 2’ с основанием 3.
В частности, пластина может быть зафиксирована на основании 1 при помощи упоров или крючков, фиксирующих пластину 2 на основании в нескольких точках, выбранных из точек фиксации по периметру пластины. Упоры удерживают пластину 2 от смещений при ее удлинении. Из-за силы противодействия удлинению пластины 2 со стороны упоров пластина начинает изгибаться. Упоры могут фиксировать пластину 2 на основании 1 с двух противоположных сторон или с четырех сторон в различных конфигурациях. Аналогично варианту с крепежными элементами 3, деформированная пластина 2’ также может принимать куполообразную или арочную форму при ее фиксации с основанием при помощи упоров.
Фиксация пластины 2 с основанием 1 при помощи упоров может являться более предпочтительной, поскольку в таком варианте площадь контакта между пластиной и основанием наименьшая , при этом объем возникающей под пластиной 2’ полости больше в сравнении с соединением при помощи крепежных элементов 3, поскольку пластина 2’ в точках крепежа всегда частично прижата к основанию.
Замечания касательно применения упоров и крепежных элементов также справедливы и для других вариантов осуществления изобретения.
На ФИГ. 2а проиллюстрирован частный вариант осуществления, в котором основание представлено цилиндрической поверхностью трубы 4. Пластина, установленная на основание, согнута по дуге таким образом, чтобы быть подобной цилиндрической поверхности основания при температуре покоя. Чтобы закрыть поверхность трубы, использовано несколько граничащих друг с другом пластин. В этом варианте осуществления пластина зафиксирована вокруг трубы при помощи крепежных элементов в точках фиксации, выбранных вблизи противоположных граней пластин. На ФИГ.2b показано, что при превышении температуры покоя деформированная пластина 2’ приобретает выпуклую форму.
На ФИГ. 3а проиллюстрирован частный вариант осуществления, в котором применены две уложенные слоями и соединенные между собой пластины, при этом верхняя пластина 2 в слое является деформируемой пластиной, а нижняя 5, установленная на основание, – недеформируемой. Точки фиксации пластин между собой выбраны вблизи углов пластины 2. Нижняя пластина 5 может не иметь жесткого соединения с основанием 1, поскольку сама выполняет роль твердого основания для пластины 2. На ФИГ.3b показано, что при превышении температуры покоя деформированная пластина 2' приобретает куполообразную форму.
На ФИГ. 4а проиллюстрирован частный вариант осуществления, в котором применены две уложенные слоями и соединенные между собой пластины 2 и 6, при этом обе пластины 2 и 6 являются деформируемыми пластинами. Точки фиксации пластин между собой выбраны вдоль всех их граней. Пластины 2 и 6 могут характеризоваться разными коэффициентами теплового расширения, изгибной жесткостью и модулем Юнга. В проиллюстрированном варианте при превышении температуры покоя верхняя деформируемая пластина 2 характеризуется большим коэффициентом линейного расширения, чем нижняя деформируемая пластина 6, поэтому пластина 2 удлиняется сильнее пластины 6. Как показано на ФИГ.4б, это приводит к образованию полости между деформированной пластиной 6’ и основанием 1, в то время как между пластинами 2’ и 6’ полости не образуется. Однако при выборе меньшего числа точек соединения между пластинами 2 и 6 между ними также может образовываться полость.
На ФИГ. 5 проиллюстрирован вариант осуществления, в котором применены несколько уложенных в два слоя пластин, при этом нижняя пластина 2 является деформируемой, а верхние недеформируемые пластины 7, представленные полосами, расположенными по периметру пластины 2 и удерживают ее на основании при ее расширении.
Однако возможен аналогичный вариант (не проиллюстрирован фигурами), в котором применены несколько уложенных в два слоя пластин, при этом нижние пластины являются недеформируемыми и представлены полосами 7, расположенными по периметру некоторой области основания 1, а верхняя пластина 2 является деформируемой, соединена в произвольных точках с нижними пластинами и закрывает собой область основания 1. Для обеспечения покрытия большей площади основания 1, из нижних пластин 7 может быть возведен каркас произвольной конфигурации, с которым затем соединяют деформируемые пластины.
На ФИГ. 6 проиллюстрирован вариант осуществления, в котором применены множество деформируемых пластин, образующих вертикальные и латеральные каскады. Каждый деформируемый элемент каскада состоит из двух деформируемых пластин 2 и 6 (в соответствии с ФИГ. 4a и ФИГ.4b). Варьирование значений коэффициента линейного расширения, изгибной жесткости и модуля Юнга для пластин 2 и 6 позволяет обеспечить выпуклую вверх или вниз форму для деформируемых элементов. Так, в случае если пластина 2 имеет больший коэффициент линейного расширения, чем пластина 6, то деформируемый элемент каскада приобретает при деформации выпуклую вверх форму. В случае если деформируемый элемент каскада перевернут таким образом, что пластина 6 оказывается сверху, а пластина 2 снизу , то он приобретает при деформации выпуклую вниз форму. В результате получают конструкцию, в которой полезный эффект значительно сильнее выражен за счет большего количества образующихся полостей и уменьшения краевого эффекта за счет соседних пластин.
Регулирование теплопередачи в заявленном способе основано на следующих принципах.
При деформации одной или нескольких пластин образуется по меньшей мере одна полость, которая заполняется частицами среды, при этом среда может являться как жидкостью, так и газом (смесью газов). Возникающие полости уменьшают кондуктивную теплопередачу между основанием и внешней средой через теплорегулирующую конструкцию. Кондуктивная теплопередача (теплопроводность) представляет собой физический процесс, при котором тепловая энергия передается от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путем хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). При осуществлении настоящего изобретения кондуктивная теплопередача снижается, поскольку, во-первых, газ или жидкость имеют низкую теплопроводность (преимущественно ниже, чем твердое тело) и таким образом образующаяся полость образует дополнительный теплоизолирующий слой, и, во-вторых, толщина теплоизолирующего слоя увеличивается при увеличении разницы температур между температурой конструкции и температуры покоя.
Небольшая высота деформированной пластины 2’ снижает конвективную теплопередачу, например, между пластиной 2 и основанием 1 или смежной пластиной 5. Конвективная теплопередача представляет собой физический процесс, при котором тепловая энергия передается струями и потоками жидкой или газообразной среды. Чтобы дополнительно снизить конвективную теплопередачу, пластина 2 может быть снабжена противоконвекционными шторками, установленными, на гранях пластины 2. Упомянутые шторки закрывают полость, образующуюся при деформации пластины 2, чтобы снизить интенсивность перемещения воздушных потоков под пластиной 2, при этом шторки дополнительно затеняют поверхность основания 1 от теплового излучения.
Деформированная пластина 2’ также выполняет функцию солнцезащитного экрана, который обеспечивает затенение основания и не дает ему нагреваться под воздействием прямых или рассеянных солнечных лучей, или теплового излучения другой природы. Для противодействия нагреву любой пластины под воздействием тепловой радиации (например, солнечной радиации), поверхность пластины может быть выполнена такой, чтобы она имела высокое значение альбедо – светоотражающую способность. Такая способность может быть обеспечена тем, что на пластину нанесено светоотражающее покрытие, слой или тем, что она изготовлена из светоотражающего материала. Упомянутое покрытие может являться слоем фторопласта светлых тонов, алюминиевой фольгой, светоотражающей краской, которые полностью или частично покрывающим поверхность пластины. В других частных случаях способность пластины отражать свет может быть обеспечена цветовым наполнителем материала пластины, например, частицами наполнителя в полиэтилене, или физическими свойствами материала, например, металлическим блеском для металла. Если в конструкции применено несколько пластин, то все или несколько пластин могут быть выполнены со светоотражающей способностью.
В противоположном случае, когда необходимо содействовать нагреву пластины под воздействием тепловой радиации, ее поверхность выполняют такой, чтобы она имела низкое значение альбедо - светопоглощающую способность. Если в конструкции применено несколько пластин, то все или несколько пластин могут быть выполнены со светопоглощающей способностью.
Уменьшение кондуктивной и конвективной теплопередачи от среды к основанию 1, а также защита основания 1 от тепловой радиации приводят к тому, что общий коэффициент теплопередачи от среды к основанию 1 снижается. Высота конструкции и объем образующейся полости тем выше, чем выше температура конструкции.
Для повышения интенсивности теплообмена между пластиной и средой, поверхность пластины может быть выполнена в виде или снабжена искусственными неровностями, увеличивающими площадь теплообмена по типу радиатора (плоской, цилиндрической или другой формы), которые также могут играть роль противоконвективных шторок в тот момент, когда конструкция находится в деформированном состоянии.
Для удаления из полостей конструкции среды более теплой, чем окружающая, в пластинах могут быть предусмотрены дренажные отверстия, через которые путем естественной конвекции осуществляется отток теплой среды и замещение ее на более холодную извне.
Также, для более плотного прилегания пластин друг к другу, в верхней пластине могут быть выполнены отверстия, совпадающие по форме с неровностями нижней пластины. Неровности могут выступать через упомянутые отверстия над верхней пластиной для более интенсивного теплообмена, когда конструкция находится в недеформированном состоянии.
При достижении температуры покоя пластина укорачивается, и высота купола или арки относительно основания уменьшается до минимума. При этом плоская пластина плотно прилегает к основанию, обеспечивается надежный тепловой контакт по всей площади их прилегания. Благодаря высокому коэффициенту теплопроводности материала пластины увеличивается кондуктивная теплопередача за счет исключения полости и, следовательно, удаления теплоизолирующего слоя, между пластиной 2 и основанием 1. Суммарный общий коэффициент теплопередачи всей конструкции увеличивается.
Вертикальные и латеральные каскады, показанные на ФИГ.6, дополнительно уменьшают краевые эффекты нагрева от незакрытых пластинами областей основания и обеспечивают больший объем заполняемых частицами среды внутренних полостей, что увеличивает общую толщину конструкции и, следовательно, толщину теплоизолирующего слоя.
Таким образом, заявленный способ уменьшает теплопередачу между основанием и внешней средой через конструкцию при изменении ее температуры относительно температуры покоя и увеличивает теплопередачу между основанием и внешней средой через конструкцию при приближении/достижении температуры конструкции к температуре покоя. За счет улучшений, связанных с обеспечением формы деформируемых пластин, выбора точек фиксации, применения различных средств фиксации и других преимуществ, описанных выше, настоящее изобретение позволяет изменять степень полезного эффекта от регулирования теплопередачи в зависимости от температуры теплорегулирующей конструкции.
Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается лишь представленными выше примерами осуществления и может быть дополнено другими признаками без отклонения от его сущности, выраженной формулой. Настоящее описание призвано только проиллюстрировать, что возможны различные варианты осуществления без каких-либо ограничений.
1. Способ регулирования теплопередачи между преимущественно твердым основанием и внешней средой, в котором на основание устанавливают при температуре покоя одну пластину или по меньшей мере две уложенные слоями и соединенные между собой пластины, при этом по меньшей мере одна из упомянутых пластин способна при изменении ее температуры относительно температуры покоя деформироваться так, что между этой пластиной и основанием или смежной в слое пластиной образуется полость, заполняемая частицами внешней среды, а точки фиксации пластины с основанием или смежной в слое пластиной выбирают так, что при деформации эта пластина приобретает выпуклую форму.
2. Способ по п.1, в котором при температуре покоя пластина является плоской пластиной.
3. Способ по п.1, в котором при температуре покоя форма пластины подобна форме основания.
4. Способ по п.1, в котором способность пластины деформироваться обусловлена ее конструктивными особенностями, свойствами материала изготовления, фиксацией пластины на основании и соединением смежных в слое пластин между собой.
5. Способ по п.1, в котором выпуклая форма пластины является куполообразной формой.
6. Способ по п.1, в котором выпуклая форма пластины является арочной формой.
7. Способ по п.1, в котором две уложенные слоями пластины способны деформироваться, приобретая одновременно выпуклую вверх или вниз форму.
8. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна пластина снабжена противоконвекционными шторками.
9. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна пластина обладает светоотражающей способностью.
10. Способ по п.1, в котором по меньшей мере в одной пластине выполнены перфорированные отверстия.
11. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна пластина снабжена искусственными неровностями.
12. Способ по п.1, в котором внешняя среда является газом или смесью газов.
13. Способ по п.1, в котором внешняя среда является жидкостью.
