Способ тепловой подготовки воздуха

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.

 

Изобретение относится к области теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения и может быть использовано для энергосберегающего и экологичного кондиционирования больших объемов воздуха.

Известен способ тепловой подготовки воздуха, включающий устройство в грунтовом массиве теплообменных каналов, организацию движения по ним теплоносителя и извлечение из грунта или сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии (патент РФ №2499197, опубл. 20.11.2013, бюл. №32).

Недостатками данного способа являются значительные затраты на размещение в грунте теплообменных каналов большого сечения и низкая энергетическая эффективность из-за малой величины теплосъема или теплосброса с единицы длины теплообменных каналов.

Известен способ тепловой подготовки воздуха, включающий 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 (авторское свидетельство СССР №1321906, опубл. 07.07.1987, бюл. №25).

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является низкая энергетическая эффективность тепловой подготовки воздуха в связи с отсутствием регулирования процесса теплообмена при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха.

Задачей изобретения является повышение энергетической эффективности тепловой подготовки больших объемов воздуха.

Достигается это тем, что в 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.

Отличительные признаки - регулирование мощности теплового потока при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха за счет изменения расхода воздуха в теплообменных каналах, а также обеспечение температурного градиента между воздухом и водой путем регулирования температурного режима речного стока. Эти признаки дают возможность передавать максимальное количество тепловой энергии от воды к воздуху или наоборот при минимальных затратах энергии на перемещение воздуха.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение энергетической эффективности тепловой подготовки воздуха.

Заявляемый способ поясняется чертежом, где 1 - река; 2 - вентиляторная станция; 3 - нагнетательный воздухопроводный канал вентиляторной станции; 4 - впускной коллектор; 5 - теплообменные воздухопроводные каналы; 6 - выпускной коллектор; 7 - теплоизолированный воздухопроводный канал; 8 - объект теплохладоснабжения, например комплекс спортивных сооружений; 9 - плотина; 10 - водохранилище.

Способ осуществляется следующим образом.

На берегу реки 1 устанавливают вентиляторную станцию 2. Нагнетательный канал 3 вентиляторной станции сопрягают с впускным коллектором 4, к которому присоединяют несколько выполненных из металлических труб теплообменных воздуховодов 5, проложенных через русло реки на другой берег к выпускному коллектору 6, откуда прошедший тепловую подготовку воздух доставляется по теплоизолированному каналу 7 к потребителю холода или тепла 8. Для регулирования температурного режима речной воды теплообменную установку размещают на участке реки с зарегулированным стоком, прилегающем, например, к нижнему бьефу плотины 9.

В жаркое время года атмосферный воздух, перемещаемый вентилятором 2 по воздуховодам 5, отдает свое тепло речной воде, в результате чего к потребителю поступает охлажденный воздух. В холодное время года подаваемый в теплообменные каналы воздух забирает тепло от речной воды и поставляется потребителю нагретый до положительных температур. Важнейшим условием энергетической эффективности описываемых теплообменных процессов является обеспечение оптимальной скорости выравнивания температур воздуха и воды по длине теплообменных каналов. Для выполнения этого условия при естественных колебаниях температур атмосферного воздуха и речной воды соответствующим образом регулируют мощность теплового потока через стенки погруженных в реку каналов. Если выравнивание температур при текущем температурном напоре между водой в реке и атмосферным воздухом происходит ближе конца теплообменных участков, увеличивают расход воздуха в воздуховодах. И наоборот, если длина теплообменных участков оказывается недостаточной для выравнивания температур - уменьшают расход воздуха.

Для увеличения текущих значений температурного градиента между атмосферным воздухом и речной водой регулируют температуру воды в реке путем изменения глубины водозабора в водохранилище 10 или за счет перераспределения во времени объемов речного стока в нижний бьеф плотины 9.

Реализация способа наиболее эффективна в нижних бьефах плотин высоконапорных гидроэлектростанций (ГЭС), где круглогодично регистрируются высокие градиенты температур между атмосферным воздухом и речной водой. Например, температура воды в реке Енисей в районе города Красноярска, расположенного в 40 км ниже плотины Красноярской ГЭС, в летние месяцы не превышает 6÷12°С, а зимой река сохраняет положительную температуру, не замерзая даже в пятидесятиградусные морозы.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить энергетическую эффективность кондиционирования больших объемов воздуха в связи с возможностью регулирования процесса его тепловой подготовки в погруженных в реку теплообменных каналах.

Способ тепловой подготовки воздуха, включающий 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, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

(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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для 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 области энергосбережения, в частности к энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.
Наверх