Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта


 


Владельцы патента RU 2416760:

Открытое Акционерное Общество "Инсолар-Инвест" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения. Технический результат: повышение энергетической эффективности использования теплоаккумуляционных свойств грунта. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте герметичных теплообменников, например термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии. При этом в грунте организуют направленное течение грунтовых вод с помощью открытых скважин, из которых как минимум одна водозаборная и одна нагнетательная, при этом извлеченную из грунта грунтовую воду перед нагнетанием обратно в грунт можно охлаждать, отбирая низкопотенциальное тепло, или нагревать, сбрасывая низкопотенциальное тепло в грунт. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.

Известен способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта, заключающийся в охлаждении грунтового массива и использовании извлеченной тепловой энергии с помощью тепловых насосов для целей теплоснабжения. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте системы сбора низкопотенциального тепла грунта из термоскважин, по которым циркулирует предварительно охлажденный в тепловых насосах теплоноситель, обеспечивающий отбор тепловой энергии от грунта (Статья «Энергоэффективный жилой дом в Москве», журнал "Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика" (АВОК), №4 за 1999 год).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта (патент РФ №2351850, F24D 11/02, F28D 1/00, 2007 г.), включающий устройство в грунтовом массиве системы сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли, состоящей из термоскважин, сброс в грунт утилизируемой тепловой энергии вентвыбросов здания, ее аккумулирование в грунте - суточное и сезонное - и отбор тепловой энергии или холода из грунта для целей теплохладоснабжения (прототип). Данный способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта обладает низкой энергетической эффективностью из-за низкого удельного теплосъема и теплосброса с единицы длины термоскважины, особенно в летнее время года при сбросе тепловой энергии в грунт.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения энергетической эффективности использования теплоаккумуляционных свойств грунта.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте герметичных теплообменников, например термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии, при этом в грунте организовывают направленное течение грунтовых вод с помощью открытых скважин, из которых как минимум одна водозаборная и одна нагнетательная, при этом извлеченную из грунта грунтовую воду перед нагнетанием обратно в грунт можно охлаждать, отбирая низкопотенциальное тепло, или нагревать, сбрасывая низкопотенциальное тепло в грунт, кроме того, в качестве герметичных грунтовых теплообменников и/или открытых водозаборных и нагнетательных скважин используют шпунтовые ограждения котлованов, разрабатываемых под фундаменты и подземные этажи зданий, при этом в шпунтовом ограждении могут чередоваться открытые водяные и герметичные термоскважины.

Предлагаемое устройство позволяет решить поставленную техническую задачу.

Сущность предлагаемого способа поясняется схемой, показанной на чертеже. Под зданием 1 устроены герметичные теплообменники 2, при помоши водозаборной скважины 3 и нагнетательной скважины 4 огранизовано направленное движение 5 грунтовых вод 6.

Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в следующем: герметичные теплообменники 2 используются для извлечения из грунта или/и сброса в грунт низкопотенциальной тепловой энергии, при этом грунтовые воды 6 через водозаборную скважину 3 поднимаются в здание 1, где в зависимости от ситуации (времени года, температуры окружающей среды, температуры грунтовых вод, режима потребления тепла в здании и пр.) либо охлаждаются, отбирая низкопотенциальное тепло, или нагреваются, сбрасывая низкопотенциальное тепло в грунт, после чего сбрасываются обратно в грунт через нагнетательную скважину 4 обратно в грунт. При этом создается направленное течение грунтовых вод 5 от нагнетательной скважины к водозаборной скважине.

Предлагаемое техническое решение позволяет решить задачу использования теплоаккумуляционных свойств грунта эффективнее прототипа за счет возможности забора грунтовых вод и их охлаждения или нагрева перед сбросом в грунт. Кроме того, в качестве герметичных грунтовых теплообменников и/или открытых водозаборных и нагнетательных скважин могут быть использованы шпунтовые ограждения котлованов, разрабатываемых под фундаменты и подземные этажи зданий, что существенно упрощает установку подобной системы в здании.

1. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта, включающий устройство в грунте герметичных теплообменников, например термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта, или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии, отличающийся тем, что в грунте организовывают направленное течение грунтовых вод с помощью открытых скважин, из которых как минимум одна водозаборная и одна нагнетательная, при этом извлеченную из грунта грунтовую воду перед нагнетанием обратно в грунт можно охлаждать, отбирая низкопотенциальное тепло, или нагревать, сбрасывая низкопотенциальное тепло в грунт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве герметичных грунтовых теплообменников и/или открытых водозаборных и нагнетательных скважин используют шпунтовые ограждения котлованов, разрабатываемых под фундаменты и подземные этажи зданий, при этом в шпунтовом ограждении могут чередоваться открытые водяные и герметичные термоскважины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к централизованному теплоснабжению. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для повышения эффективности и надежности работы системы горячего водоснабжения с тепловым насосом, утилизирующим тепло наружного воздуха.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплогенераторам, и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения индивидуального жилого фонда. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетического и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам отопления и горячего водоснабжения небольших производственных помещений, индивидуальных жилых домов, отдельных сооружений при использовании низкопотенциальных природных источников тепла, хозбытовых стоков и других тепловых отходов.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к централизованному теплоснабжению на основе использования отработавшей теплоты турбин КЭС и АЭС с помощью теплонасосных установок.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в комбинированных системах теплоэлектроснабжения для повышения эффективности утилизации тепловых отходов и источников низкопотенциального тепла.

Изобретение относится к области устройств для отопления индивидуальных зданий, использующихся в районах, где нет систем центрального отопления или такая система сильно изношена и неработоспособна.

Изобретение относится к установке для подогрева сетевой воды с устройством для нагрева воды под воздействием энергии окружающей среды, причем вода может накапливаться в резервуаре, например в цистерне для дождевой воды и т.п.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения

Изобретение относится к энергетике, а именно к централизованному теплоснабжению на основе использования низкопотенциальной теплоты отработавшей воды турбин ГЭС с помощью теплонасосных установок (ТНУ)

Изобретение относится к области энергосбережения, в частности к энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в комбинированных системах теплоэлектроснабжения для повышения эффективности управления когенерирующими установками

Изобретение относится к технологиям и средствам автономного отопления объектов различного назначения с комплексным использованием, на основе скважинных циркуляционных систем закрытого типа и тепловых насосов, низкопотенциальных возобновляемых тепловых источников из окружающей среды

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте герметичных теплообменников или термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии. Предусматривает увлажнение окружающего теплообменники или термоскважины капиллярно-пористого грунтового массива, вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов содержащейся в грунте поровой влаги. Увлажнение грунта производят циклично. В режиме теплоснабжения температура теплоносителя на «входе» в теплообменник или термоскважину автоматически поддерживается на уровне, не превышающем температуру замерзания воды в капиллярно-пористой структуре грунтового массива. В режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх