Холодоисточник

Изобретение может быть использовано в качестве охлаждающего устройства систем кондиционирования и вентиляции воздуха. Холодоисточник включает теплоизолированную камеру для размещения льда и теплообменный канал, выполненный с возможностью перемещения через него охлаждаемого рабочего тела. Камера выполнена в виде полости в грунте, предпочтительно в зоне его сезонного промерзания, снабженной теплоизолирующим покрытием. В объеме льда камеры выполнены скважины с возможностью размещения в них теплообменного канала, выполненного в виде трубчатого корпуса, в полости которого размещен воздуховод, нижний участок которого выполнен с возможностью телескопической раздвижки и снабжен диспергатором воздуха, опертым на дно скважины. Непосредственно перед телескопическим участком размещена эжектирующая вставка, выполненная в виде плавно профилированного пережима воздуховода. На внешней поверхности трубчатого корпуса закреплен водосборник, выполненный в виде конического фартука из гибкого материала, верхний конец которого поджат упругим кольцом к поверхности трубчатого корпуса, а нижний поджат к стенке скважины упругим кольцевым каркасом, закрепленным на поверхности трубчатого корпуса. Нижний участок полости водосборника связан с полостью воздуховода сифонами, выполненными в виде гибких трубок, снабженных U-образным изгибом, ориентированным вниз, выпускные отверстия которых размещены на участке эжектирующей вставки. Выше водосборника трубчатый корпус выполнен перфорированным. Воздуховод подключен к воздухоотводящему каналу системы охлаждения. Зазор между поверхностью скважины и трубчатым корпусом подключен к воздухоподводящему каналу системы охлаждения. Использование данного изобретения позволяет интенсифицировать процессы теплообмена между талой водой снежно-ледяного массива и охлаждаемого воздуха путем разделения приточного и вытяжного воздуха в пространстве скважины, что приводит к повышению холодопроизводительности. Холодоисточник может использоваться в качестве экологически чистого источника холода, при этом сокращаются расходы электроэнергии на охлаждение воздушной среды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплообменных устройств, предназначенных для охлаждения воздуха на основе поглощения теплоты окружающей среды при таянии льда, и может быть использовано в качестве охлаждающего устройства систем кондиционирования и вентиляции воздуха.

Известен холодоисточник, включающий помещение прямоугольной формы, заглубленное в грунт, стены которого покрыты тепло- и гидроизоляцией, а в приямке размещен запас тающего льда с трубой для отвода талой воды (Страшнов В.Г. Сельский жилой дом. - М.: Агропромиздат, 1989 г., рис.34).

Недостатком данной конструкции является низкая холодопроизводительность и ограниченные возможности по восстановлению регенерационной способности источника холода.

Известен также холодоисточник, включающий теплоизолированную камеру для размещения льда, теплообменный канал, выполненный с возможностью перемещения через него охлаждаемого рабочего тела (см. а.с №2132521, МПК F25D 1/00, A01J 9/04, 1996 г.).

Недостатком известной конструкции является то, что устройство не может быть сопряжено с системами кондиционирования и охлаждения воздуха в помещениях и невозможность его эффективной работы в условиях недостаточно стабильно низких температур (например, при оттепелях или в период положительных температур наружного воздуха).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение возможности сопряжения с системами кондиционирования и охлаждения воздуха в помещениях.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в интенсификации процессов теплообмена между талой водой снежно-ледяного массива и охлаждаемого воздуха путем разделения приточного и вытяжного воздуха в пространстве скважины, что приводит к повышению холодопроизводительности. Кроме того, предлагаемый холодоисточник может использоваться в качестве экологически чистого источника холода, при этом сокращаются расходы электроэнергии на охлаждение воздушной среды.

Поставленная задача решается тем, что холодоисточник, включающий теплоизолированную камеру для размещения льда, теплообменный канал, выполненный с возможностью перемещения через него охлаждаемого рабочего тела, отличается тем, что камера выполнена в виде полости в грунте, предпочтительно в зоне его сезонного промерзания, снабженной теплоизолирующим покрытием, при этом в объеме льда камеры выполнены скважины с возможностью размещения в них теплообменного канала, выполненного в виде трубчатого корпуса, в полости которого размещен воздуховод, нижний участок которого выполнен с возможностью телескопической раздвижки и снабжен диспергатором воздуха, опертым на дно скважины, при этом непосредственно перед телескопическим участком размещена эжектирующая вставка, выполненная в виде плавно профилированного пережима воздуховода, причем на внешней поверхности трубчатого корпуса закреплен водосборник, выполненный в виде конического фартука из гибкого материала, верхний конец которого поджат упругим кольцом к поверхности трубчатого корпуса, а нижний поджат к стенке скважины упругим кольцевым каркасом, закрепленным на поверхности трубчатого корпуса, при этом нижний участок полости водосборника связан с полостью воздуховода сифонами, выполненными в виде гибких трубок, снабженных U-образным изгибом, ориентированным вниз, выпускные отверстия которых размещены на участке эжектирующей вставки, кроме того, выше водосборника трубчатый корпус выполнен перфорированным, кроме того, воздуховод подключен к воздухоотводящему каналу системы охлаждения, а зазор между поверхностью скважины и трубчатым корпусом подключен к воздухоподводящему каналу системы охлаждения.

Кроме того, телескопическая вставка воздуховода снабжена воздухонепроницаемым уплотнением в виде гофрированного кожуха из эластичного материала, верхний конец которого скреплен с воздуховодом, а нижний - с телескопической вставкой.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «…камера выполнена в виде полости в грунте, предпочтительно в зоне его сезонного промерзания, снабженной теплоизолирующим покрытием…» позволяет «аккумулировать естественный холод» в зимний период и постепенно использовать его в период положительных температур наружного воздуха.

Признак «…в объеме льда камеры выполнены скважины с возможностью размещения в них теплообменного канала, выполненного в виде трубчатого корпуса, в полости которого размещен воздуховод…» направлен на разделение приточного и вытяжного воздуха в пространстве скважины и организацию непрерывного движения воздушной массы через полость скважины, окруженную льдом, что позволяет интенсифицировать процесс теплообмена.

Признак, указывающий, что нижний участок воздуховода «выполнен с возможностью телескопической раздвижки» направлен на компенсирование вертикального увеличения длины скважины в процессе таяния льда.

Признак, указывающий, что нижний участок воздуховода «снабжен диспергатором воздуха, опертым на дно скважины» позволяет охладить воздух путем его пропускания в виде мелкодисперсных пузырей через массу талой воды на дне скважины, что обеспечивает «работу первой ступени охлаждения».

Признак «…перед телескопическим участком размещена эжектирующая вставка, выполненная в виде плавно профилированного пережима воздуховода…» позволяет за счет возникновения эжектирующего эффекта удалять воду с поверхности конического фартука.

Признак «…на внешней поверхности трубчатого корпуса закреплен водосборник, выполненный в виде конического фартука из гибкого материала…» призван компенсировать увеличение размеров поперечного сечения скважины при подтаивании льда на стенках скважины за счет гибкости и служит поверхностью для сбора талой воды со второй ступени охлаждения, при этом обеспечивает разделение первой и второй ступени охлаждения, препятствует бесконтрольному поступлению воздуха во вторую ступень охлаждения.

Признаки «…верхний конец водосборника поджат упругим кольцом к поверхности трубчатого корпуса, а нижний поджат к стенке скважины упругим кольцевым каркасом, закрепленным на поверхности трубчатого корпуса…» призваны компенсировать горизонтальное увеличение скважины путем изменения диаметра кольца.

Признаки «…нижний участок полости водосборника связан с полостью воздуховода сифонами, выполненными в виде гибких трубок, снабженных U-образным изгибом, ориентированным вниз, выпускные отверстия которых размещены на участке эжектирующей вставки…» предназначены для контролируемого слива талой воды со второй ступени охлаждения (который имеет место при наличии эжектирующего подсоса на выходном отверстии трубок, обеспечивают возможность удлинения, обеспечивая слив при увеличении диаметра скважины.

Признак «…выше водосборника трубчатый корпус выполнен перфорированным…» направлен на организацию радиального направления воздушной массы на вторую ступень охлаждения, что позволяет повторно охладить воздух о стенки скважины.

Признаки «…воздуховод подключен к воздухоотводящему каналу системы охлаждения, а зазор между поверхностью скважины и трубчатым корпусом подключен к воздухоподводящему каналу системы охлаждения…» обеспечивает организацию эффективной циркуляции воздуха через полость скважины, что позволяет дополнительно охладить воздух о поверхность массива льда.

Признаки «…телескопическая вставка воздуховода снабжена воздухонепроницаемым уплотнением в виде гофрированного кожуха из эластичного материала, верхний конец которого скреплен с воздуховодом, а нижний - с телескопической вставкой…» конкретизируют конструктивный прием обеспечения телескопической раздвижки.

На чертеже схематически показан поперечный разрез холодоисточника.

Холодоисточник включает камеру 1, выполненную в виде полости в грунте, предпочтительно в зоне его сезонного промерзания снабженную теплоизолирующим покрытием 2. В объеме льда камеры 1 выполнены скважины 3. В скважине 3 размещают теплообменный канал, выполненный в виде трубчатого корпуса 4, в полости которого размещен воздуховод 5. Нижний участок воздуховода 5 выполнен с возможностью телескопической раздвижки, для чего снабжен телескопической вставкой 6 с воздухонепроницаемым уплотнением 7 в виде гофрированного кожуха из эластичного материала, верхний конец которого скреплен с воздуховодом 5, а нижний - с телескопической вставкой 6. Непосредственно перед телескопическим участком размещена эжектирующая вставка 8, выполненная в виде плавно профилированного пережима воздуховода 5. Нижний участок воздуховода 5 снабжен диспергатором воздуха 9, опертым на дно скважины 3. На внешней поверхности трубчатого корпуса 4 закреплен водосборник 10, выполненный в виде конического фартука из гибкого материала, верхний конец которого поджат упругим кольцом 11 к поверхности трубчатого корпуса 4, а нижний поджат к стенке скважины 3 упругим кольцевым каркасом 12, закрепленным на поверхности трубчатого корпуса 4. При этом нижний участок полости-водосборника 10 связан с полостью воздуховода сифонами 13, выполненными в виде гибких трубок, снабженных U-образным изгибом, ориентированным вниз. Выпускные отверстия сифонов 13 размещены на участке эжектирующей вставки 8, кроме того, выше водосборника 10 трубчатый корпус 4 выполнен перфорированным. Воздуховод 5 подключен к воздухоподводящему каналу 14 системы охлаждения, а зазор между поверхностью скважины 3 и трубчатым корпусом 4 подключен к воздухоотводящему каналу 15 системы охлаждения.

Холодоисточник работает следующим образом.

На начальном этапе работы нагретый воздух из помещения поступает через воздухоподводящий канал 14 в воздуховод 5, проходит через центральную часть и попадает в «донную» часть скважины 3, проходит через отверстия «сухого» диспергатора 9 и далее охлажденный воздух через межтрубное пространство между корпусом 4 и воздуховодом 5 возвращается вверх. При этом, дойдя до перфорированной поверхности трубчатого корпуса 4, проходит через перфорацию и попадает в пространство между стенками скважины 3 массива льда и корпусом 4. Тем самым проходит вторую ступень охлаждения. Из этого пространства он забирается в воздухоотводящий канал 15 системы охлаждения. В процессе взаимодействия воздуха с массивом льда последний тает. Вода, образующаяся в донной части скважины 3, непосредственно накапливается в ней, постепенно покрывая диспергатор 9. Вода, получающаяся в процессе таяния льда на участке между стенками скважины 3 и корпусом 4, стекает по стенкам скважины 3, скапливаясь в водосборнике 10, откуда она «автоматически» удаляется через выпускные отверстия сифонов 13 в воздуховод 5 при ее подсосе в эжекционной вставке 8 нагнетаемым воздухом. Далее вода стекает по стенкам воздуховода 5 и оказывается в донной части скважины 3. В процессе таяния льда на участке между стенками скважины 3 и корпусом 4 поперечное сечение скважины увеличивается, что компенсируется «работой» водосборника 10, стенки которого посредством упругого кольцевого каркаса 12 поджимаются к стенкам скважины 3. По мере таяния донной части скважины 3 лишенный контакта с ней диспергатор 9 под действием силы тяжести опускается вниз, тем самым выдвигаясь в донную сторону скважины 3. Для компенсации вертикального увеличения скважины массива льда нижний участок воздуховода 5 имеет телескопическую вставку 6 с воздухонепроницаемым уплотнением 7 в виде гофрированного кожуха из эластичного материала.

Далее за счет работы вентилятора (на чертеже не показан) нагретый воздух из помещения поступает через воздухоподводящий канал 14 в воздуховод 5 и проходит через центральную часть к эжектирующей вставке 8, при прохождении через которую воздух увеличивает скорость и попадает в «мокрый» диспергатор 9 и в виде мелкодисперсных пузырей «пропускается» через массу талой воды на дне скважины 3. Прохождение мелкодисперсных пузырей воздуха через талую воду обеспечивает работу первой ступени охлаждения. Работа второй ступени охлаждения не отличается от вышеописанной. Далее цикл работы холодоисточника повторяется.

1. Холодоисточник, включающий теплоизолированную камеру для размещения льда, теплообменный канал, выполненный с возможностью перемещения через него охлаждаемого рабочего тела, отличающийся тем, что камера выполнена в виде полости в грунте, предпочтительно в зоне его сезонного промерзания, снабженной теплоизолирующим покрытием, при этом в объеме льда камеры выполнены скважины с возможностью размещения в них теплообменного канала, выполненного в виде трубчатого корпуса, в полости которого размещен воздуховод, нижний участок которого выполнен с возможностью телескопической раздвижки и снабжен диспергатором воздуха, опертым на дно скважины, при этом непосредственно перед телескопическим участком размещена эжектирующая вставка, выполненная в виде плавно профилированного пережима воздуховода, причем на внешней поверхности трубчатого корпуса закреплен водосборник, выполненный в виде конического фартука из гибкого материала, верхний конец которого поджат упругим кольцом к поверхности трубчатого корпуса, а нижний поджат к стенке скважины упругим кольцевым каркасом, закрепленным на поверхности трубчатого корпуса, при этом нижний участок полости водосборника связан с полостью воздуховода сифонами, выполненными в виде гибких трубок, снабженных U-образным изгибом, ориентированным вниз, выпускные отверстия которых размещены на участке эжектирующей вставки, кроме того, выше водосборника трубчатый корпус выполнен перфорированным, кроме того, воздуховод подключен к воздухоотводящему каналу системы охлаждения, а зазор между поверхностью скважины и трубчатым корпусом подключен к воздухоподводящему каналу системы охлаждения.

2. Холодоисточник по п.1, отличающийся тем, что телескопическая вставка воздуховода снабжена воздухонепроницаемым уплотнением в виде гофрированного кожуха из эластичного материала, верхний конец которого скреплен с воздуховодом, а нижний - с телескопической вставкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплообменных устройств, предназначенных для получения низкопотенциальных жидкостных теплоносителей, в частности для утилизации холода нетрадиционных источников в виде тающего льда или снега, и может быть использовано в системах хладоснабжения помещений.

Изобретение относится к системам воздушного охлаждения помещений в теплое время года, получающих охлажденный воздух от возобновляемого источника холода в виде льда, запасенного за счет холода в холодное время года, и предназначено для поддержания требуемого температурного режима и микроклимата в помещениях промышленных, общественных, жилых и других зданий.

Изобретение относится к хранению сельскохозяйственной продукции, в частности к хранилищам замороженных пищевых продуктов с применением аккумулированного естественного холода.
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для предохранения животных и растительных продуктов от порчи методом охлаждения. .

Изобретение относится к холодильному устройству для непрерывного охлаждения жидкостей, которое состоит из линии подвода жидкости, которая подключена к системе снабжения жидкостью, накопительной емкости для льда, измельчительного устройства, блока смешивания и дозирования, а также точки отбора

Изобретение относится к приемной емкости для кубиков льда, которая в то же время содержит накопительную емкость для питьевой воды/напитка с целью ее охлаждения при помощи латентного теплообменника «лед»

Изобретение относится к средствам для хранения пищевых продуктов преимущественно в бытовых условиях. Погреб выполнен в виде подземного сооружения, имеющего камеру для размещения продуктов, и содержит емкость с жидкостью для аккумулирования холода, средство для охлаждения этой жидкости, имеющее заправленный теплоносителем герметичный корпус, содержащий последовательно соединенные части, являющиеся зоной испарения, транспортной зоной и зоной конденсации в виде заглушенной сверху вертикальной оребренной трубы, находящейся над поверхностью грунта. Пол камеры для размещения продуктов на части его площади имеет углубление, в котором размещена указанная емкость с жидкостью для аккумулирования холода. Эта емкость выполнена из эластичного материала с запасом по объему для расширения указанной жидкости при переходе ее из жидкой фазы в твердую и заключена в открытый сверху жесткий защитный кожух с возможностью прилегания к его внутренней поверхности. Часть корпуса средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, являющаяся его транспортной зоной, выполнена в виде трубы, проходящей вертикально через камеру для размещения продуктов и находящийся над нею слой грунта до соединения с частью, являющейся зоной конденсации. Средство для охлаждения жидкости для аккумулирования холода дополнительно содержит установленный между зоной испарения и транспортной зоной коллектор, представляющий собой заглушенную с обоих концов трубу, изогнутую в виде разомкнутого кольца и имеющую соединение с транспортной зоной в своей средней части. Заглушенные концы указанной трубы находятся на одной и той же высоте с ее частью, соединенной с транспортной зоной, или ниже этой части с приданием коллектору наклона, составляющего несколько градусов. Зона испарения образована совокупностью нескольких вертикальных прямолинейных патрубков, которые имеют заглушенные нижние концы и присоединены к коллектору снизу своими верхними концами при равномерном распределении мест присоединения по длине коллектора. Коллектор и указанные патрубки имеют такие размеры и расположены таким образом, что охватывают указанный жесткий защитный кожух с заключенной в нем емкостью с жидкостью для аккумулирования холода по его периметру и высоте. Из указанных частей средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, по меньшей мере, указанные коллектор и вертикальные патрубки выполнены из легкодеформируемого металла. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции погреба, повышение эффективности аккумулирования холода, повышение надежности и ремонтопригодности погреба. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам для хранения пищевых продуктов преимущественно в бытовых условиях. Хранилище выполнено в виде подземного сооружения, имеющего камеру для размещения продуктов и содержащего емкость с жидкостью для аккумулирования холода и средство для охлаждения этой жидкости в виде гравитационной тепловой трубы. Последняя имеет заправленный хладагентом герметичный корпус, содержащий последовательно соединенные части, являющиеся зоной испарения, транспортной зоной и зоной конденсации, находящейся над поверхностью грунта. Особенности хранилища заключаются в том, что камера на части площади ее пола выполнена с углублением, в котором размещена указанная емкость. Емкость выполнена из эластичного материала, заключена в жесткий защитный кожух и прилегает к его внутренней поверхности. При этом часть гравитационной тепловой трубы, являющаяся ее транспортной зоной, проходит вертикально через камеру и находящийся над нею слой грунта до соединения с частью, являющейся зоной конденсации. Корпус гравитационной тепловой трубы в зоне испарения выполнен из легкодеформируемого металла и изогнут по винтовой линии с охватом емкости вместе с кожухом, обеспечивая охлаждение жидкости в емкости вплоть до замораживания. Достигаемый технический результат заключается в упрощении конструкции хранилища. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх