Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта

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.

 

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. Кроме того, данный способ не позволяет активно влиять на интенсивность теплообмена между грунтом и термоскважиной.

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, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта, или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии, а также предусматривающий увлажнение окружающего теплообменники или термоскважины капиллярно-пористого грунтового массива и вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов поровой влаги, содержащейся в грунтовом массиве. В предлагаемом способе увлажнение грунта производят циклично, при этом 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, а в режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду. При этом предлагаемый способ предусматривает возможность совпадения циклов увлажнения прилегающего к теплообменникам или термоскважинам грунта с циклами включения/выключения теплонасосного оборудования, в этом случае увлажнение производят только во время работы теплонасосного оборудования и извлечения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта, причем увлажнение грунта осуществляют при включении теплонасосного оборудования, а после выключения - прекращают.

Предлагаемое устройство позволяет активно влиять на интенсивность теплообмена между грунтом и термоскважиной и обеспечивает более эффективное вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов поровой влаги, содержащейся в грунтовом массиве.

Сущность предлагаемого способа поясняется схемой, показанной на Фиг.1. В грунтовом массиве 1 расположен грунтовый теплообменник (термоскважина) 2, оснащенный трубопроводом-спутником 3. По грунтовому теплообменнику 2 обеспечена циркуляция теплоносителя 4, температурный режим которого обеспечивает вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов влаги, содержащейся в поровом пространстве грунтового массива 1 в жидком и парообразном состоянии.

Принцип действия предлагаемого способа состоит в следующем.

Увлажнение грунтового массива 1 через трубопровод-спутник 3 производят циклично, при этом в режиме теплоснабжения температура теплоносителя 4 на «входе» в теплообменник (термоскважину) 2 автоматически поддерживается на уровне, не превышающем температуру замерзания воды в капиллярно-пористой структуре грунтового массива 1, а в режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду. При этом предлагаемый способ предусматривает возможность совпадения циклов увлажнения прилегающего к теплообменникам или термоскважинам грунта с циклами включения/выключения теплонасосного оборудования, в этом случае увлажнение производят только во время работы теплонасосного оборудования и извлечения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта, причем увлажнение грунта осуществляют при включении теплонасосного оборудования, а после выключения - прекращают.

Предлагаемое техническое решение позволяет решить задачу использования теплоаккумуляционных свойств грунта эффективнее прототипа, так как предлагаемый способ позволяет активно влиять на интенсивность теплообмена между грунтом и термоскважиной.

1. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта, включающий устройство в грунте герметичных теплообменников или термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии и предусматривающий увлажнение окружающего теплообменники или термоскважины капиллярно-пористого грунтового массива и вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов содержащейся в грунте поровой влаги, отличающийся тем, что увлажнение грунта производят циклично, при этом 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, а в режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что циклы увлажнения прилегающего к теплообменникам или термоскважинам грунта совпадают с циклами включения/выключения теплонасосного оборудования, таким образом увлажнение производят только во время работы теплонасосного оборудования и извлечения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта, причем увлажнение грунта осуществляют при включении теплонасосного оборудования, а после выключения прекращают.



 

Похожие патенты:

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

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

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

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

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

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 способу управления комбинированным устройством и комбинированному устройству, в котором может быть применен данный способ. Способ управления устройством 1, которое содержит, по меньшей мере, компрессорную установку 2 и/или устройство для сушки с одной стороны и систему 3 регенерации тепла с другой стороны. Система 3 регенерации тепла поглощает тепло из компрессорной установки 2. Комбинированное устройство 1 дополнительно содержит контроллер 5 и средство 6 для установления одного или более параметров системы. Контроллер 5 управляет как компрессорной установкой 2 и/или устройством для сушки, так и системой 3 регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства. Изобретение направлено на снижение общего энергопотребления комбинированного устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы., 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к промышленной энергетике. Теплонасосная установка, работающая на низкотемпературном рабочем теле - диоксиде углерода по циклу Лоренца, включающая компрессор, приводной электрический или газотурбинный двигатель, теплообменники для выработки теплоносителей, испаритель рабочего тела и низкопотенциальный источник теплоты, при этом компрессор осуществляет многоступенчатое сжатие рабочего тела, которое после каждой ступени сжатия частично отводится из компрессора и с помощью теплообменников используется для независимого нагрева теплоносителей, а охлажденные в теплообменниках потоки рабочего тела, имеющего разные давления, включаются в единый поток, поступающий в испаритель теплонасосной установки, что обеспечивается выравниванием давлений с помощью дроссельных вентилей. Заявленное изобретение позволяет осуществлять природосберегающую технологию производства теплоты в промышленности. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к электростанциям, работающим по паротурбинному циклу Ренкина (КЭС, АЭС, солнечные электростанции). Сущность изобретения: предлагается система дальнего электро-, тепло- и водоснабжения, где охлаждающая вода после нагрева в конденсаторах паровых турбин транспортируется в обслуживаемый город, где используется в качестве источника низкопотенциальной теплоты для всех типов городских теплонасосных установок. В этом качестве используется вода водоемов (системы технического водоснабжения электростанций) или дистиллят опресненной морской воды. Таким образом, исходная вода, кроме производства из нее питьевой воды, выполняет две дополнительные функции: отвод отработавшей теплоты паровых турбин и ее использование в качестве низкопотенциального источника теплоты для городских теплонасосных установок. Обеспечивая тем самым ликвидацию экологически опасных выбросов отработавшей теплоты в окружающую среду и, соответственно, снижая стоимость электростанции и одновременно обеспечивая массовое использование экологичной и энергоэффективной технологии производства теплоты - теплонасосной технологии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

(57) Центральный ствол коммуникаций, предназначенный для того, чтобы по существу направлять воздух, проходящий через него в продольном направлении, имеет по меньшей мере одну стенку, состоящую из литого материала с большой тепловой массой, в которую в процессе литья встроен по меньшей мере один трубопровод, причем один трубопровод предназначен для циркуляции текучей среды через всю по меньшей мере одну стенку при температуре, отличной от температуры окружающего воздуха, проходящего через центральный ствол коммуникаций, для обеспечения теплопередачи через указанную по меньшей мере одну стенку между текучей средой, находящейся в указанном по меньшей мере одном трубопроводе, и воздухом, проходящим через центральный ствол коммуникаций. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения и может быть использовано для энергосберегающего и экологичного кондиционирования больших объемов воздуха. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение энергетической эффективности теплохладоснабжения. Для достижения этого результата в известном способе тепловой подготовки воздуха, включающем размещение в речной воде теплообменных каналов и извлечение из воды или сброс в нее низкопотенциальной тепловой энергии путем организации движения атмосферного воздуха в каналах при наличии температурного градиента между воздухом и водой, извлечение или сброс тепловой энергии при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха сопровождают регулированием мощности теплового потока за счет изменения расхода воздуха в теплообменных каналах, а температурный градиент между воздухом и водой обеспечивают путем регулирования температурного режима речного стока. 1 ил.
Наверх