Система гелиотеплохладоснабжения

 

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения обеспечивает снижение энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся климатических воздействиях атмосферного воздуха за счет использования в процессе его обработки солнечной энергии и регенеративных свойств грунта. Система содержит воздухопроводы: южный 1, подпольный 2, северный 3, теплообменный 4 и грунтовый 5 с грунтовыми трубами 6. Под помещением 7 расположен тепловой аккумулятор 8, вихревая труба 9 с входом 10 для обрабатываемого воздуха, каналом холодного потока 11, соединенным с входом 12 фильтра 13 и каналом горячего потока 14, соединенным с грунтовым воздухопроводом 5. Фильтр 13 с выходом 15 соединен с внутренним объемом помещения 7. Нагнетательный вентилятор 16 установлен в вентиляционной камере 17 и соединен подпольным воздухопроводом 2 через воздушные заслонки 18 и 19с входом 10 вихревой трубы 9 и с входом 12 фильтра 13. Вытяжной вентилятор 20 установлен в вентиляционной камере 21 и теплообменным воздухопроводом 4 соединен с северным воздухопроводом 3, осуществляющим выброс воздуха из помещения 7 в атмосферу. 1 ил. сл С vj со со 00 VI II 111 II II il И-j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 24 J 2/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840062/06 (22) 19.06.90 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Курский политехнический институт (72) Н.С.Кобелев, Э.В,Мельников и А.Е.Чижов (53) 662.997(088.8) (56) Патент США ¹ 4006856, кл. F 24 J 3/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1322038, кл. F 24 J 2/42, 1987.

Баротфи Б., Рафан П. Энергосберегающие технологии и агрегаты на животноводческих фермах. M.: Агропромиздат, 1988, с.

49 — 67.

Баранников Н.B. Расчеты параметров влажного воздуха для пневматических и вентиляционных установок и кондиционеров. М.: Недра, 1975, с. 270.

Холодильные машины. Справочник. М., 1982, с. 189 — 211. (54) СИСТЕМА ГЕЛ ИОТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ (57) Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения обеспечивает, БЫ 1733871 А1 снижение энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся климатических воздействиях атмосферного воздуха за счет использования в процессе его обработки солнечной энергии и регенеративных свойств грунта.

Система содержит воздухопроводы: южный

1, подпольный 2, северный 3, теплообменный 4 и грунтовый 5 с грунтовыми трубами

6. Под помещением 7 расположен тепловой аккумулятор 8, вихревая труба 9 с входом 10 для обрабатываемого воздуха, каналом холодного потока 11, соединенным с входом

12 фильтра 13 и каналом горячего потока 14, соединенным с грунтовым воздухопроводом 5. Фильтр 13 с выходом 15 соединен с внутренним объемом помещения 7. Нагнетательный вентилятор 16 установлен в вентиляционной камере 17 и соединен подпольным воздухопроводом 2 через воздушные заслонки 18 и 19 с входом 10 вихревой трубы 9 и с входом 12 фильтра 13, Вытяжной вентилятор 20 установлен в вентиляционной камере 21 и теплообменным воздухопроводом 4 соединен с северным воздухопроводом 3, осуществляющим выброс воздуха из помещения 7 в атмосферу.

1 ил.

1733871

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно животноводческих ферм, втечение года при использовании в качестве теплового источника солнечной энергии и регенерирующих свойств грунта.

Известна система гелиотеплохладоснабжения, содержащая воздушные южный, северный, потолочный и подпольный каналы, охватывающие по крайней мере часть здания с образованием замкнутого циркуляционного контура и расположенный под зданием тепловой аккумулятор, сообщенный с подпольным каналом, причем южный канал снабжен поглощающей перегородкой, разделяющей его на внешний и внутренний каналы, первый из которых с наружной стороны ограничен прозрачным остеклением, а второй связан с подпольным каналом.

Данная система характеризуется недостаточной эффективностью вследствие значительного сброса тепла от аккумулятора в грунт, а также сложностью удаления конденсата в процессе охлаждения воздуха при контакте с грунтом.

Известна система гелиотеплохладоснабжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенный на соответствующих сторонах здания тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовой воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, Недостатком данной системы является невозможность поддержания микроклимата внутри здания как по температуре, так и по степени очистки атмосферного воздуха от загрязнений в виде твердых и каплеобразных частиц, имеющих разнообразный состав при изменяющихся погодно-климатических условиях.

Целью изобретения является снижение энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся погоднокл иматических атмосферных воздействиях.

Указанная цель достигается тем, что система гелиотеплоохлаждения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северн ый воздухоп ро воды, расположен н ые. на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом зда5

55 ния подпольный воздухопровод; сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухопорводом, холодным каналом — с помещением, а горячим — через тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к холодному каналу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный — с помещением.

На чертеже представлена схема системы гелиотеплохладоснабжения.

Система содержит воздухопроводы; южный 1, подпольный 2, северный 3, теплообменный 4 и грунтовый 5 с грунтовыми теплопроводящими трубами 6, помещение

7, под которым расположен тепловой аккумулятор 8, вихревую трубу 9 с входом 10 для обрабатываемого воздуха, каналом холодного потока 11, соединенным с входом 12 фильтра 13 и каналом горячего потока 14, соединенным с грунтовым воздухопроводом 5, фильтр 13 своим выходом 15 соединен с внутренним объемом помещения 7, нагнетательный вентилятор 16, установленный в вентиляционной камере 17 и соединенный подпольным воздухопроводом 2 через воздушные заслонки 18 и 19 с входом

10 вихревой трубы 9 и с выходом 12 фильтра

13, вытяжной вентилятор 20, установленный в вентиляционной камере 21 и соединенный теплообменным воздухопроводом с северным воздухопроводом, осуществляющим выброс воздуха из помещения 7 в атмосферу

Система гелиотеплохладоснабжения работает следующим образом.

В теплое время года при температурах атмосферного воздуха выше значений температуры, предусмотренных параметрами микроклимата внутри помещения 7, например, 25О (воздушная заслонка 19 закрыта) атмосферный воздух по южному воздухопроводу 1 нагнетается в подпольный воздухопровод 2 вентилятором 16, установленным в вентиляционной камере

17. Из подпольного воздухопровода 2 по открытой воздушной заслонке 18 атмосферный воздух под избыточным давлением поступает на вход 10 вихревой трубы 9, в которой происходит расслоение на холод1733871 ный (температура несколько ниже входяще-. го в вихревую трубу атмосферного воздуха) и горячий (температура несколько выше входящего в вихревую трубу атмосферного воздуха) потоки воздуха. Холодный поток разделенного в вихревой трубе 9 атмосферного воздуха с заданной по условиям микооклимата внутри здания 7 температчоой. например, 18 по холодному каналу 11 вихревой трубы 9 поступает на вход 12 и в фильтр 13, где очищается от твердых частиц загрязнений, а также от жидких частиц сконденсировавшейся в процессе охлаждения парообразной влаги атмосферного воздуха, а, как известно, чем выше температура атмосферного воздуха, тем больше в нем влаги, при этом отделенные загрязнения в фильтре 13 удаляются из него через установкуудаления загрязнений, например конденсатоотводчик поплавкового типа.

Горячий поток атмосферного воздуха по горячему каналу 14 вихревой трубы 9 направляется в грунтовый воздухопровод 5, где охлаждается, отдавая тепло грунту, а сконденсировавшаяся в процессе охлаждения воздуха влага удаляется через теплопроводящие трубы 6 и дренируется в грунте. Охлажденный в грунтовом воэдухопроводе 5 воздух поступает к входу 12 фильтра 13, где окончательно очищается от капельнообразных загрязнений и твердых частиц загрязнений, т.е, доводится до параметров, определяемых заданным микроклиматом в помещении 7. Иэ фильтра 13 обработанный воздух с заданными параметрами по температуре, влажности и степени очистки от твердых частиц поступает внутрь помещения 7, Воздух из помещения 7 вентилятором

20, установленным в вентиляционной камере 21, направляется в теплообменный воэдухопровод 4, где отдает тепло аккумулятору 8, и по северному воздухопроводу 3 выбрасывается в атмосферу.

Размещение вихревой трубы 9 в тепловом аккумуляторе 8 обеспечивает дополнительное накопление тепла, выделяемого через корпус вихревой трубы 9, в процессе расслоения обрабатываемого атмосферного воздуха на холодный и горячий потоки.

В результате тепловой аккумулятор 8 накапливает тепловую энергию, поступающую как от теплообменного воздухопровода 4, так и от корпуса вихревой трубы 9.

При снижении температуры нагнетаемого вентилятором 16 атмосферного воздуха ниже гостированной для заданных условий микроклимата здания 7, например в ночное время температура около 15 С, открывается воздушная заслонка 19 (воздушная заслонка 18 закрыта). Атмосферный воздух по южному воздухопроводу 1 вентилятором 16 через открытую воздушную заслонку 19 подается в фильтр 13, где очищается до заданных условиями микроклимата в помещении 7 параметров. Тепловой аккумулятор 8 отдает тепло всасываемому атмосферному воздуху в подпольном воздухопроводе 2, нагревая его до необходимой температуры. Если тепловой энергии, отдаваемой тепловым аккумулятором 8 атмосферному воздуху, движущемуся по подпольному воздухопроводу 2, недостаточно, то осуществляется подогрев отопи10 тельной системой {не указано), затраты которой будут снижены, так как значительная часть тепла поступает от теплового аккумулятора 8 и грунта.

Размещение фильтра 13 после вихревой трубы 9 в тепловом аккумуляторе 8 обеспе15

20 чивает снижение энергоемкости очистки нагнетаемого вентилятором 16 через южный 1 воздухопровод атмосферного воздуха вовнутрь помещения 7 за счет частичной очистки в процессе расслоения обрабатываемого воздуха (часть твердых загрязнений перемещается в горячий поток и дренируется в грунт по теплообменным трубам 6, получения тепла от аккумулятора 8 при низких температурах атмосферного воздуха, что устраняет возможность обмерзания фильтру25

30 ющих элементов, приводящего к возрастанию гидравлического сопротивления при температурах атмосферного возду35 ха, имеющих значение существенно более низкое, чем предусмотрено параметрами микроклимата внутри помещения 7, вихре- вая труба 9 воздушной заслонкой 18 отключается от подпольного воздухопровода 2, Всасывающий атмосферный воздух нагревается как в южном воздухопроводе 1 за счет использования тепла солнечной радиации (южный воздухопровод выполнен из поглощающего солнечную радиацию материала), так и от теплового аккумулятора

8 в подпольном воздухопроводе 2. В случае недостатка данного тепла для получения эа40

45 данной температуры воздуха, нагнетаемого ной мощности.

В результате предлагаемое изобретение позволяет использовать солнечную энергию и аккумулирующие свойства грунта как при положительных, так и при отрицательных температурах атмосферного воздуха, обеспечивая снижение энергозатрат процесса получения заданных параметров микроклимата внутри помещения как по температуре, так и по степени очистки вен55 вовнутрь помещения 7, применяется отопи50 тельная система (не показана) неэначитель1733871 тилируемого воздуха от загрязнений в виде твердых и каплеобраэных загрязнений.

25

35

45

Составитель Н.Кобелев

Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор Н,Горват

Заказ 1659 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Система гелиотеплохладоснабжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воэдухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным,а второй снабжен .грунтовыми теплойроводящими трубами, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся погодно-климатических атмосфер5 ных воздействиях, система снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухопроводом, холодным каналом — с помещением, а горячим — через

10 тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к холодному каналу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, 15 при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный — с помещением.