СИСТЕМА ОБОГРЕВА ПОМЕЩЕНИЯ СО СТЕКЛЯННЫМ ПОКРЫТИЕМ Российский патент 2011 года по МПК F24J2/42 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к применению тепловых труб для обогрева помещений.

Известно устройство [1. Патент DE №3120520], работающее за счет солнечной энергии, содержащее приемную и греющую поверхности, тепловые трубы и тепловой аккумулятор. Недостаток известного устройства [1] заключается в возможности его применения в основном для приготовления и подогрева пищи.

Известна схема теплоснабжения жилого дома [2. Kutsuna H., Akagave K., Mizuno S. Thermosihpon heat pipes for long-term underground storage system of solar energy // Proc. 5-th Jnt. Heat Pipe Cont. 1984. Vol.3. P.11-18], содержащая следящий коллектор с тепловыми трубами, теплообменники, водяной бак горячего водоснабжения. Данная система в основном предназначена для использования в тепличных хозяйствах, расположенных в южных солнечных районах.

Заявляемая система обогрева помещений направлена на повышение эффективности обогрева помещений за счет использования солнечного излучения, низкопотенциальной энергии земли в холодный период года.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой системы, заключается в следующем:

- повышение эффективности работы устройства, использующего лучистую энергию солнца;

- совместном использовании для обогрева помещений в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока солнечной энергии и низкопотенциальной энергии земли.

Заявляемая система обогрева помещений характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаками: тепловые трубы с концентраторами солнечной энергии и датчиком лучистого светового потока, тепловой аккумулятор с расширительным баком, тепловой насос с испарителями в виде труб, установленных в скважине, трубопроводы и теплообменники в помещении.

Отличительные признаки: тепловой аккумулятор содержит равномерно расположенные каналы в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха, подаваемого вентилятором с регулируемым числом оборотов, через воздухопроводы с зондами, концентраторы солнечной энергии с тепловыми трубами, расположенными на восточной и западной стороне обогреваемого помещения, система автоматического управления обогревом с датчиком температуры, электрическим клапаном, термопарами. Кроме того, испарители выполнены в виде оребренных тепловых труб, а также теплообменники, подключенные к тепловому насосу, также выполнены в виде тепловых труб.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой системы обогрева помещения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Наличие в тепловом аккумуляторе равномерно расположенных каналов в виде оребренных труб позволяет подавать через них нагреваемый воздух для обогрева помещений.

Наличие вентилятора с регулируемым числом оборотов позволяет регулировать интенсивность охлаждения воздухом теплового аккумулятора и, соответственно, регулировать количество тепла, передаваемого в обогреваемое помещение.

Наличие воздухопроводов с зондами позволяет подводить воздух в помещение и равномерно распределять в них поток теплого воздуха.

Наличие датчика температуры в помещении, подключенного в систему автоматического управления обогревом, позволяет производить автоматическое включение и выключение вентилятора и подаваемого с воздухом в помещение тепла.

Наличие электрического клапана позволяет производить автоматическое переключение потока воздуха, идущего на охлаждение теплового аккумулятора.

Наличие системы автоматического управления обогревом помещения позволяет автоматически регулировать температуру воздуха в помещении.

Наличие тепловых труб с концентраторами солнечной энергии, расположенных на восточной и западной стороне обогреваемого помещения, позволяет высокоэффективно аккумулировать тепло солнечной энергии в зависимости от положения солнца на небосводе.

Выполнение испарителей в виде оребренных тепловых труб, установленных в скважине, позволяет высокоэффективно отводить и передавать в зимний период к тепловому насосу низкопотенциальное тепло слоев земли.

Наличие теплообменников в помещении, выполненных в виде тепловых труб и подключенных к тепловому насосу, позволяет высокоэффективно передавать тепло в обогреваемое помещение.

На чертеже приведен внешний вид обогреваемого помещения с заявляемой системой обогрева.

Заявляемая система обогрева помещения 1 со стеклянными покрытиями 2 содержит тепловые трубы 3 с концентраторами 4 солнечной энергии, датчик 5 лучистого светового потока, тепловые аккумуляторы 6 и 20 с каналами 7 в виде оребренных труб 8, расширительные баки 9 и 21, вентилятор 10 с регулируемым числом оборотов, воздухопроводы 11 с зондами 12, датчик температуры 13 в помещении, электрический клапан 14, тепловой насос 15 с испарителями 16 в виде оребренных тепловых труб, установленных в скважине 17, трубопроводы 18, теплообменники 19 в виде тепловых труб, термопары 22 и 23.

Работа заявляемой системы обогрева помещения осуществляется следующим образом.

Под воздействием солнечного излучения, попадающего через стеклянные покрытия 2 в помещение 1, на концентраторы 4 солнечной энергии с датчиком 5 светового потока, происходит разогрев тепловых труб 3 и передача тепла в тепловой аккумулятор 6 с расширительным баком 9. При достижении заданной температуры в помещении 1, контролируемой датчиком температуры 13, системой автоматического обогрева помещением включается вентилятор 10 с подачей воздуха через каналы 7 оребренных труб 8 в тепловом аккумуляторе 6. Нагретый воздух через воздухопроводы 11 с зондами 12 поступает в помещение. В зависимости от положения солнца, контролируемого датчиком 5 лучистого светового потока, системой автоматического управления обогревом помещения открывается электрический клапан 14 с подачей воздуха вентилятором 10 в тепловой аккумулятор 6 с расширительным баком 9 или 20 с расширительным баком 21.

Контроль температуры тепловых аккумуляторов 6 и 20 осуществляется по показаниям термопар 22 и 23, подключенных в систему автоматического управления обогревом помещения.

Одновременно с помощью испарителей 16 в виде оребренных тепловых труб, установленных в скважине 17, низкопотенциальное тепло по трубопроводам 18 передается в тепловой насос 15, в котором затрачивается энергия на увеличение температуры теплоносителя с передачей тепла теплообменниками 19 в виде тепловых труб в обогреваемое помещение 1.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к применению теплообменных труб для обогрева помещений. Система обогрева помещения со стеклянным покрытием содержит тепловые трубы с концентраторами солнечной энергии и датчиком лучистого светового потока, тепловой аккумулятор с расширительным баком, тепловой насос с испарителями в виде труб, установленных в скважине, трубопроводы и теплообменники в помещении. Тепловой аккумулятор содержит равномерно расположенные каналы в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха, подаваемого вентилятором с регулируемым числом оборотов, через воздухопроводы с зондами, концентраторы солнечной энергии с тепловыми трубами расположены на восточной и западной стороне обогреваемого помещения. Испарители и теплообменники, подключенные к тепловому насосу, выполнены в виде тепловых труб. Технический результат - повышение эффективности работы системы, использующей лучистую энергию солнца, а также в совместном использовании для обогрева помещений в районах Дальнего Востока солнечной энергии и низкопотенциальной энергии земли. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система обогрева помещения со стеклянным покрытием, содержащая тепловые трубы с концентраторами солнечной энергии и датчиком лучистого светового потока, тепловой аккумулятор с расширительным баком, тепловой насос с испарителями в виде труб, установленных в скважине, трубопроводы и теплообменники в помещении, отличающаяся тем, что тепловой аккумулятор содержит равномерно расположенные каналы в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха, подаваемого вентилятором с регулируемым числом оборотов, через воздухопроводы с зондами, концентраторы солнечной энергии с тепловыми трубами, расположенными на восточной и западной стороне обогреваемого помещения, систему автоматического управления обогревом с датчиком температуры, электрическим клапаном, термопарами.

2. Система обогрева по п.1, отличающаяся тем, что испарители выполнены в виде оребренных тепловых труб.

3. Система обогрева по п.1, отличающаяся тем, что теплообменники, подключенные к тепловому насосу, также выполнены в виде тепловых труб.