СИСТЕМА ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ОБОГРЕВА/ОХЛАЖДЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ, А ТАКЖЕ ТЕРМОЗВУКОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ, ВЕРТИКАЛЬНО УСТАНАВЛИВАЕМАЯ НА ОБЪЕКТАХ НЕДВИЖИМОСТИ Российский патент 2016 года по МПК F24D3/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области климатического регулирования и термоизоляции помещений. В частности, настоящее изобретение относится к системе для обогрева/охлаждения помещений и термозвуковой изоляции одного или нескольких объектов недвижимости, таких, например, как жилые, коммерческие или даже промышленные здания. Система покрытий по изобретению может устанавливаться в существующих или строящихся помещениях. Система активно влияет на климатическое регулирование, обеспечивая при этом необходимую термоизоляцию и значительное снижение энергопотребления. Настоящее изобретение также относится к способу климатического регулирования и термоизоляции помещения, основанному на использовании системы покрытий по настоящему изобретению.

Уровень техники

Как известно, в последние годы климатическому регулированию зданий стало уделяться большое значение ввиду связанных с этим экологических и энергетических факторов. Термин «климатическое регулирование» означает как обогрев зданий во время зимнего периода, так и их охлаждение во время летнего периода. Также известно, что системы климатического регулирования выполняют функцию поддержания температуры внутри здания, устанавливаемой пользователем. Большинство традиционных систем обогрева состоят из бойлера, который нагревает воду, подаваемую в теплоизлучающие средства (радиаторы, трубы, уложенные в полу и т.п.), находящиеся внутри обогреваемого помещения. В большинстве случаев охлаждение здания осуществляется при помощи устройств, находящихся внутри охлаждаемого помещения. В последние годы широкую популярность приобрело использование тепловых насосов, т.е. тепловых машин, способных нагревать и/или охлаждать текучую среду в зависимости от используемого рабочего цикла.

Для сдерживания распространения подобных машин по климатическому регулированию, т.е. для сокращения соответствующих энергозатрат и/или соответствующих выбросов в атмосферу, стали проводиться исследования, направленные на разработку систем покрытий, улучшающих термоизоляцию наружных стен. В частности, были разработаны системы стеновых покрытий для ограничения внешнего рассеивания тепла в зимний период, а также для ограничения внутреннего нагрева в летний период. Подобные системы покрытий, обычно именуемые «облицовкой», традиционно состоят из одного или нескольких слоев термоизоляционного материала, наносимого на внешнюю стеновую поверхность. Подобные изоляционные слои уменьшают проводимость (т.е. коэффициент теплопередачи) стен, т.е. влияют на физические свойства, от которых непосредственно зависит рассеивание тепла. Помимо проводимости, рассеивание тепла также непосредственно зависит от площади стен и разницы между внутренней и внешней температурой, далее именуемой «температурным градиентом». Таким образом, очевидно, что толщину покрытий необходимо увеличивать по мере увеличения температурного градиента, при условии, что используемые материалы одинаковы. Совершенно очевидно, что это неудобно с точки зрения стоимости материала и стоимости монтажа.

Для преодоления подобного недостатка были разработаны покрытия со встроенными в них трубками, внутри которых циркулирует вода с регулируемой температурой, позволяющие уменьшить разницу температурного градиента между внутренней стороной и внешней стороной стены. Другими словами, подобные системы преимущественно предназначены для уменьшения температурного градиента, влияющего на рассеивание тепла.

Первый пример подобных систем покрытий описан в патентной заявке DE 19740071. В частности, подобная система состоит из крайнего внутреннего слоя изоляционного материала, который непосредственно наносится на стены здания, а также крайнего внешнего слоя из пенополистирола, наносимого на внутренний слой. На крайний внешний слой нанесено дополнительное защитное покрытие. Внутри слоя из пенополистирола находятся трубки, по которым циркулирует вода с постоянной температурой, поступающая из источника постоянной температуры. Вода, проходящая внутри трубок, поддерживает температуру изоляционного слоя и уменьшает на определенную величину температурный градиент, существующий между температурой упомянутого изоляционного слоя и температурой внутри помещения, расположенного в здании.

В патенте ЕР 0049790 описывается система покрытий, концептуально схожая с рассмотренной выше. В частности, подобная вторая система включает в себя слой изоляционного материала, соприкасающийся с внешней стенкой здания и отделенный от крайнего внешнего слоя вентиляционной камерой. Изоляционный слой вентиляционной камеры пересекают трубки, по которым циркулирует вода с регулируемой температурой.

Температура подобной циркулирующей воды является средней между температурой внутри и снаружи здания. Температура воды поддерживается при помощи низкоэнергоемких источников (например, воды из природных источников, отработанной воды, охлаждающей воды и т.п.) либо, как вариант, за счет использования накопителя, выступающего в качестве «теплового контура». В этом случае циркуляция воды с регулируемой температурой также используется для уменьшения теплового градиента между температурой в помещении внутри здания и изоляционным слоем, в котором расположены трубки.

В других типах систем покрытий используются встроенные накопители, т.е. средства для преобразования тепловой энергии, накапливаемой в крайних внешних слоях покрытий за счет солнечного излучения. В патентной заявке DE 3435613, например, описано одно из подобных покрытий. В частности, согласно данному решению, покрытие содержит изоляционные плиты, прикрепленные слоем клеящего материала к внешней поверхности стены здания, а на изоляционные плиты нанесен слой штукатурки. С внешней стороны плит расположены трубчатые элементы, по которым циркулирует вода. Вода подогревается теплом, накапливаемым слоями штукатурки, а затем поступает в накопители или системы обогрева, используемые для бытовых и санитарных нужд.

Описанные выше типы покрытий зданий, так же как и концептуально аналогичные другие типы, можно считать «пассивными» с точки зрения климатического регулирования. Другими словами, подобные покрытия активно не влияют на климатическое регулирование, а всего лишь позволяют сократить тепловое рассеивание. Это означает, что в зимний период, например, рассмотренные выше покрытия используются для ограничения теплового потока, проходящего через стены от внутренней стороны помещения, где температура выше, во внешнюю среду, где температура ниже. Между тем, подобные покрытия непосредственно не влияют на обогрев, т.е. не регулируют внутреннюю температуру. На самом деле, в традиционных решениях данная задача выполняется исключительно устройствами, которые находятся внутри помещения (батареями, обогревающими панелями и т.п.) и регулируют температуру изнутри. Аналогичным образом, в летний период традиционные покрытия ограничивают поток, идущий снаружи вовнутрь, но никак не влияют на регулирование внутренней температуры, которое все также осуществляется при помощи устройств, находящихся внутри помещения (вентиляторами, кондиционерами и т.п.).

С точки зрения энергопотребления традиционные покрытия фактически позволяют уменьшить использование климатического оборудования (для обогрева и охлаждения), а соответственно, расход энергии, при условии, что изоляционные средства обладают повышенной эффективностью. Однако для достижения этого требуются значительные финансовые затраты как для покупки материалов и конструкций, так и для их установки. Важно отметить, что подобные затраты будут значительны для старых зданий, стены которых имеют очень плохую изоляцию и изготовлены из устаревших материалов.

В этой связи возникает потребность в альтернативных решениях, позволяющих преодолеть вышеупомянутые ограничения. Таким образом, основная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить систему покрытий, позволяющую обеспечить высокую степень термоизоляции и активно способствующую климатическому регулированию. В рамках подобной задачи первым объектом изобретения является система покрытий, обеспечивающая значительную энергоэффективность при минимальных начальных финансовых затратах. Другая задача заключается в том, чтобы предложить систему покрытий, которая может легко устанавливаться как в существующих зданиях, так и в новостройках. Еще одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить покрытие, которое является надежным и простым в изготовлении и имеет конкурентоспособную цену.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение, таким образом, относится к системе покрытий для обогрева/охлаждения помещений, а также для звуковой изоляции объектов недвижимости. Система по настоящему изобретению содержит средства климатического регулирования, состоящие из множества водо-циркуляционных элементов, соприкасающихся с внешней поверхностью по меньшей мере одной существующей стены. Подобные циркуляционные элементы образуют гидравлический контур, по которому циркулирует вода, температура которой изменяется электронным регулирующим устройством, связанным с тепловым насосом. В частности, согласно изобретению заданная температура теплового насоса устанавливается с учетом температуры снаружи помещения, а расход воды, циркулирующей в упомянутом помещении, устанавливается с учетом температуры непосредственно внутри самого помещения. Система по изобретению также содержит средства покрытия, изготовленные из изоляционного материала, функционально расположенного таким образом, чтобы он закрывал снаружи и с боков водо-циркуляционные элементы.

Система по изобретению позволяет регулировать температуру внутри помещения за счет теплообмена между водой, циркулирующей по циркулирующему устройству, и температурой внутри помещения. Подобный теплообмен осуществляется через упомянутые стенки, за счет расположения устройств циркуляции, взаимодействующих с внешней поверхностью стенок, а также за счет наличия средств покрытия, изолирующих внутренне помещение от внешней среды. Интенсивность теплообмена регулируется тепловым насосом, функционирующим как в зимнем, так и в летнем режиме работы. На практике обогрев и охлаждение осуществляются за счет функциональных средств, расположенных снаружи, а не с внутренней стороны стен, как это обычно бывает. Помимо других преимуществ, это позволяет отказаться от использования нагревательных устройств, таких, например, как батареи, а также от охлаждающих устройств, таких как вентиляторы. Данный аспект обеспечивает наибольший эффект в жилых зданиях, а также в целом в любых строениях, где наличие свободных площадей является критичным.

Преимущества системы по изобретению особенно наглядно проявляются также и для старых зданий или зданий с плохой изоляцией наружных стен. На самом деле в данном случае высокая проводимость стен ускоряет теплообмен между водой, циркулирующей в циркуляционных элементах, и помещением, находящимся внутри здания, т.е. непосредственно упрощает климатическое регулирование в здании. В отличие от традиционных решений, предусматривающих использование средств климатического регулирования внутри обогреваемых/охлаждаемых помещений, эффективность системы по изобретению повышается по мере увеличения проводимости наружных стен.

Регулирование температуры подачи (заданной температуры теплового насоса) с учетом наружной температуры позволяет повысить эффективность использования теплового насоса, поскольку температура подачи воды устанавливается в зимний период на минимальное значение, а в летний период на максимальное значение, необходимое для поддержания определенной температуры в обогреваемом/охлаждаемом помещении. Кроме этого, за счет увеличения площади теплообмена по сравнению с традиционными устройствами, устанавливаемыми в помещении, система позволяет обогревать помещения в зимний период при меньших температурах подачи по сравнению с традиционными устройствами, находящимися в помещении, а также охлаждать их в летний период при более высоких температурах подачи. Это позволяет использовать тепловой насос с меньшими энергопотерями как в зимний, так и в летний период. Кроме этого, в летний период более высокая температура подачи позволяет предотвратить образование конденсации на внешней поверхности трубок в любых режимах работы. Другими словами, система позволяет самостоятельно, т.е. без каких-либо дополнительных систем, осуществлять полное охлаждение в летний период. Данная функциональность недоступна в других системах, таких как напольные, потолочные или настенные обогревательные панели.

Высокая эксплуатационная эффективность предпочтительно позволяет снизить энергозатраты. В этой связи было замечено, что использование теплового насоса типа вода-вода позволяет увеличить энергоэкономичность и повысить эффективность по сравнению с воздушно-водными насосами. Между тем, при благоприятных погодных условиях также могут использоваться и тепловые насосы воздушно-водного типа.

Регулирование расхода в зависимости от температуры внутри помещения предпочтительно позволяет оптимизировать распределение воды в гидравлическом контуре с учетом внешних параметров (например, интенсивности солнечного излучения и/или наличия источников тепла внутри помещения), что во всех случаях влияет на уровень температуры внутри помещения. В частности, регулирование и распределение расхода с учетом внутренней температуры предпочтительно позволяет оптимизировать использование климатического регулирования, поскольку распределение расхода зависит от теплового потока, который фактически проходит через средства покрытия. На самом деле, последние разделяют тепловой поток между стенами и внешней средой. Подобный поток, например, меняется в зависимости от погодных условий и, в частности, от стенового покрытия. За счет регулирования и распределения при помощи соответствующих клапанов эффект разделения становится динамичным и практически выражается в виде изменения расхода, проходящего через трубки, расположенные снизу покрытия и подвергающиеся воздействию солнечного излучения.

Краткое описание чертежей

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны после описания предпочтительных, хотя и не исключительных вариантов осуществления системы покрытий, а также способа по настоящему изобретению, приведенных в качестве неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

на фиг.1 схематически показан вид системы покрытий по настоящему изобретению;

на фиг.2 показан вид в перспективе системы покрытий по первому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3 показан вид сбоку системы покрытий по фиг.2;

на фиг.4 показан вид в перспективе системы покрытий по второму варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.5 показан вид сбоку системы покрытий по фиг.4;

на фиг.6 показан вид в перспективе системы покрытий по третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.7 показан вид сбоку системы покрытий по фиг.6;

на фиг.8 показан первый схематический вид монтажа гидравлического контура системы покрытий по настоящему изобретению;

на фиг.8А показан второй схематический вид монтажа гидравлического контура системы покрытий по настоящему изобретению;

на фиг.9 показан вид конструктивных компонентов гидравлического контура по фиг.8;

на фиг.10 показан схематический вид монтажа гидравлического контура изоляционных элементов системы покрытий по настоящему изобретению;

на фиг.11 показан вид в перспективе первого изоляционного элемента системы покрытий по настоящему изобретению;

на фигурах 12 и 13 показаны виды соответственно вдоль линий XII-XII и XIII-XIII по фиг.11;

на фиг.14 показан вид второго изоляционного элемента системы покрытий по настоящему изобретению;

на фиг. 15 и 16 показаны виды соответственно вдоль линий XV-XV и XVI-XVI по фиг.14.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан схематический вид помещения 10 в здании, в котором находится система климатического регулирования и изоляции по изобретению, в целом, обозначенная ссылочной позицией 5. В данном случае, как показано на фиг.1, в целях упрощения описания, помещение имеет по существу прямоугольную форму, однако также может иметь и иную форму. Другими словами, под термином «помещение» 10, используемым в настоящем описании изобретения, понимается любое обогреваемое внутреннее пространство, по меньшей мере, частично ограниченное наружной стеной 8, 8А, которая отделяет его от внешней среды Е. Система по изобретению на самом деле может быть установлена в помещении любого типа, построенном или строящемся.

Система 5 покрытий оснащена средствами обогрева/охлаждения, которые далее будут именоваться «средствами климатического регулирования». Подобные средства содержат множество элементов 11 с циркулирующей по ним водой (также именуемых ниже водо-циркуляционными средствами), установленными таким образом, чтобы они соприкасались с внешней поверхностью 88В наружных стен 8, 8А здания, которые, по меньшей мере, частично определяют границы помещения. Подобные стены 8, 8А также именуются ниже «непрозрачные стены», что указывает на то, что это могут быть не только кладочные стены, но также и стены из других материалов, например из дерева, металлических сплавов и т.п. Термин «кладочные стены» охватывает любые известные типы стен, используемые при строительстве, например, стены из бетона или кирпича. В данном случае на фиг.1 схематически показано, что водо-циркуляционные элементы 11 установлены во всех наружных стенах 8, разграничивающих помещение 10. Разумеется, что объем настоящего изобретения также предусматривает возможность установки элементов 11 в отдельных стенах помещения 10, а не на всей наружной поверхности.

Средства климатического регулирования по изобретению также содержат тепловой насос PC, функционально связанный с гидравлическим контуром, предназначенный для изменения температуры воды, циркулирующей внутри контура. Другими словами, тепловой насос PC предназначен для доведения и/или подержания температуры воды в гидравлическом контуре до/с заданным значением Та. Подобная температура Та далее будет именоваться «заданная температура» теплового насоса PC. В соответствии с настоящим изобретением заданная температура Та теплового насоса устанавливается с учетом температуры Те окружающей среды снаружи здания. Последняя может контролироваться при помощи температурных датчиков или, в целом, при помощи первых функционально равноценных измерительных средств MSI. Благодаря подобному решению температура подачи Та в гидравлическом контуре изменяется в зависимости от внешних погодных условий таким образом, чтобы температура всегда поддерживалась на минимальном значении, достаточном для поддержания необходимой внутренней температуры TL. Подобный режим эксплуатации позволяет оптимизировать работу теплового насоса PC, т.е. предпочтительно повысить его энергоэффективность.

Заданная температура Та может непрерывно регулироваться при помощи электронного регулировочного устройства, т.е. в соответствии с заданным режимом таким образом, чтобы каждое значение наружной температуры Те соответствовало значению заданной температуры Та. Режим управления подобным изменением выбирается с учетом параметров здания, а также системы покрытий (например, размеров гидравлического контура, тепловых параметров стен и т.п.), а также с учетом производительности теплового насоса PC.

Электронное регулировочное устройство также позволяет осуществлять корректировку заданной температуры Та, которая меняется лишь в том случае, когда температура Те повышается/понижается в определенном диапазоне. Таким образом, работа теплового насоса PC дополнительно оптимизируется с точки зрения потребления электроэнергии. На самом деле тепловой насос PC предпочтительно может оставаться «невосприимчивым» к незначительным колебаниям наружной температуры Те.

Согласно настоящему изобретению расход воды, т.е. ее распределение по циркуляционным элементам 11, регулируется в зависимости от внутренней температуры Ti, определяемой вторыми измерительными средствами MS2, находящимися в помещении 10. По сути, в «активном» режиме работы системы 5 подобное регулирование позволяет учитывать отдельные «внешние» факторы системы, такие как, например, интенсивность солнечного нагрева наружных стен и наличие источников тепла внутри помещения.

Вновь возвращаясь к схематическому изображению по фиг.1, система по изобретению дополнительно содержит средства 9 покрытия, изготовленные из термоизоляционного материала, расположенные таким образом, чтобы они закрывали снаружи и с боков водо-циркуляционные элементы 11 средств климатического регулирования. Это означает, что элементы покрытия имеют такую форму, чтобы они окружали циркуляционные элементы 11 со всех сторон, не оставляя зазора между внешней поверхностью 88В наружной стены 8, 8А и упомянутыми элементами покрытия. Другими словами, средства 9 покрытия предназначены не только для закрытия циркуляционных элементов снаружи, но также и для заполнения пространства между двумя смежными циркуляционными элементами 11. Средства 9 покрытия, таким образом, закрывают снаружи части поверхности 88 В наружной стены 8, где циркулирующие элементы 11 отсутствуют. Средства 9 покрытия предпочтительно выбираются таким образом, чтобы они обладали хорошими термозвуковыми и конструктивными свойствами. С этой точки зрения, в частности, целесообразно использовать синтерированный пенополистирол (вспененный пенополистирол).

За счет вышеупомянутых средств климатического регулирования система 5 по настоящему изобретению позволят управлять климатом в помещении 10, т.е. регулировать внутреннюю температуру Ti. Подобное регулирование основано на теплообмене между водой, циркулирующей в гидравлическом контуре, и температурой внутри помещения 10 через непрозрачную наружную стену 8. Другими словами, обогрев или охлаждение внутреннего помещения обеспечивается снаружи за счет использования тепловой проводимости непрозрачных стен 8.

В отличие от традиционных решений, непрозрачные стены используются в качестве теплопроводящих элементов для поддержания температуры Ti на заданном уровне. Направление теплового потока (изнутри наружу и в обратном направлении) зависит от внешних климатических условий и/или от использования теплового насоса PC в зимнем или летнем режиме. В летний период, т.е. когда внешняя температура Те выше внутренней температуры Ti, температура Та циркулирующей воды будет ниже внутренней температуры Ti, а тепловой поток, проходящий через непрозрачные стены 8, будет направлен изнутри наружу для компенсации теплового потока, идущего снаружи, за счет изоляционных средств 9. С другой стороны, в зимний период, т.е. когда наружная температура Те ниже внутренней температуры Ti, температура Та подачи воды будет выше внутренней температуры Ti, а тепловой поток, проходящий через непрозрачные стены 8, будет направлен снаружи вовнутрь для выравнивания теплового потока, рассеиваемого наружу за счет изоляционных средств 9.

Система 5 по изобретению обладает рядом практических преимуществ, первым из которых является возможность отказаться от установки традиционных средств климатического регулирования внутри обогреваемых/охлаждаемых помещений. Данный аспект позволяет добиться наибольшего эффекта в жилых зданиях, а также в целом в любых помещениях, где наличие свободных площадей является критичным. В то же время за счет «наружного климатического регулирования», обеспечиваемого системой, проводимость непрозрачных стен 8 перестает играть решающую роль, как в традиционных решениях, при этом высокие значения проводимости стен (например, свыше 0.8 Вт/м*К) становятся положительным фактором. На практике система не требует использования всех традиционных приспособлений для повышения изолирующих способностей непрозрачных стен и, по существу, ликвидирует почти все мостики холода, присущие традиционным решениям. На самом деле, поскольку с экономической точки зрения себестоимость системы по изобретению, по существу, сопоставима со стоимостью традиционных пассивных изоляционных покрытий внутренних систем климатического регулирования, тот факт, что они имеют одинаковую конструкцию, следует рассматривать в качестве дополнительного преимущества.

На фиг. 2 и 3 детализированно показана часть стены 8 помещения 10, в котором используется система по настоящему изобретению. Как можно заметить, средства 9 покрытия выполнены в виде изоляционного слоя 9С, внешняя поверхность которого может дополнительно закрывать крайний внешний слой 13 покрытия, используемый преимущественно для эстетических целей и защиты от погодных условий. Подобный крайний внешний слой может быть изготовлен из бетона, однако он также может состоять из слоя защитной краски или иных средств, обладающих схожей функциональностью.

В решении, показанном на фиг. 2 и 3, водо-циркуляционные элементы 11 выполнены в виде трубок, количество, диаметр и взаимное расположение которых зависит от условий эксплуатации, таких, например, как размеры здания и тепловой поток, который должен обеспечиваться расходом воды, циркулирующей по гидравлическому контуру. Как отмечалось выше, средства 9 покрытия предпочтительно имеют форму панелей, заанкерованных в стены здания таким образом, чтобы они полностью закрывали водо-циркуляционные элементы 11. Поэтому подобные панели предпочтительно выполнены таким образом, чтобы они могли закрывать и окружать, предпочтительно полностью, циркуляционные элементы 11, т.е. непосредственно закрывать части внешней поверхности 88 В, на которых непосредственно не установлены водо-циркуляционные элементы. Подобная компоновка средств 9 покрытия позволяет оптимизировать теплопроводимость непрозрачных стенок 8, т.е. функционирование средств климатического регулирования системы 5 покрытия.

На фиг. 4 и 5 показан второй возможный вариант осуществления системы по изобретению, согласно которому в средства 9 покрытия встроен накопитель 80 солнечной энергии для подогрева воды, используемой для бытовых и санитарных нужд. В частности, трубки 44 расположены внутри изоляционного слоя 9С, образуемого средствами 9 покрытия, вода или другая подогреваемая текучая среда циркулирует по трубкам при помощи соответствующего циркуляционного насоса (не показан). На виде в сечении по фиг.5 наглядно показано, что подобные трубки 44 расположены рядом с внешней поверхностью 9В изоляционного слоя 9С таким образом, чтобы они поглощали максимальное количество тепла, аккумулируемого в поверхностных частях изоляционного слоя 9С. Для увеличения нагрева носителя в трубках 44 накопителя 80 солнечной энергии внешняя поверхность средств 9 покрытия имеет, по существу, «рельефную» форму и предпочтительно окрашена непрозрачной, темной краской для поглощения большего количества солнечной энергии.

На фиг. 6 и 7 показана дополнительно возможная компоновка системы климатического регулирования и изоляции по настоящему изобретению. В частности, подобный дополнительный вариант осуществления существенно отличается от показанного на фиг. 4 и 5 за счет иной компоновки водо-циркуляционных элементов, изображенных в виде пунктирных линий. Как показано на фиг.4, расположение пунктирных линий позволяет потоку проходить, по существу, вертикально по отношению к внешней поверхности непрозрачной стенки 8. Между тем, подобные циркуляционные элементы 11 также могут проходить и в другом направлении в зависимости от условий эксплуатации.

Вновь возвращаясь к фиг.1, тепловой насос PC соединен с гидравлическим контуром при помощи первого патрубка 11А, через который вода с температурой Тг подается на впускное отверстие теплообменника этого же теплового насоса PC для нагрева/охлаждения. Второй патрубок 11В, в свою очередь, соединяет выпускное отверстие теплообменника с впускным отверстием гидравлического контура, тем самым образуя подающий патрубок теплового насоса PC. С функциональной точки зрения при использовании в зимний период (внешняя температура Те ниже необходимой внутренней температуры Ti), теплообменник теплового насоса PC используется для подогрева воды, поступающей с температурой Та, до температуры Та подачи (заданной температуры) с учетом наружной температуры Те и необходимой температуры Ti. В данном случае подобный теплообменник состоит из конденсатора (источника тепла) теплового насоса PC. С другой стороны, в летний период (наружная температура Те ниже внутренней температуры Ti), теплообменник состоит из испарителя теплового насоса PC, охлаждающего циркулирующую воду с температуры Тг до температуры Та подачи (заданной температуры).

На фиг.1 также показано, что подающий патрубок 11В содержит гидравлический насос 96, обеспечивающий циркуляцию воды внутри гидравлического контура. Подогретая/охлажденная вода подается к циркуляционным элементам 11 посредством гидравлического насоса 96. Расход воды, подаваемой по гидравлическому контуру насосом 96, зависит от производительности непосредственно самого насоса. Как отмечалось выше, расход воды, проходящей через упомянутые элементы, в свою очередь регулируется при помощи множества регулировочных клапанов 93 в зависимости от выбранной температуры Ti внутри помещения.

Тепловой насос PC, таким образом, осуществляет теплообмен, с одной стороны, с водой, циркулирующей по гидравлическому контуру при помощи теплообменника, который в зависимости от режима работы (в зимний или летний период) состоит либо из конденсатора, либо из испарителя непосредственно самого насоса. С другой стороны, тепловой насос предпочтительно осуществляет теплообмен с тепловым накопителем 100, который, в зависимости от режима работы теплового насоса PC, выступает в качестве источника тепла или холода (зимой или летом). Предпочтительно тепловой насос PC является насосом типа вода-вода и используется для теплообмена с водным резервуаром (при температуре от 10 до 20°С), который может быть, например, геотермальным источником либо, как вариант, водным источником или бассейном, заполняемым из русла реки, источником отработанной воды или бассейном гидроэлектростанции. Другими словами, тепловой насос PC типа вода-вода осуществляет теплообмен при низкой себестоимости. Разумеется, что объем настоящего изобретения также охватывает возможность использования теплового насоса типа воздух-вода, особенно в регионах с особо благоприятными климатическими условиями. Кроме этого, там, где это позволяют природные условия, тепловой насос PC, в целях экономии электроэнергии, может работать от фотоэлектричества. В этом случае система 5 покрытий обеспечивает дополнительные преимущества с энергетической и экологической точек зрения.

Не ограничиваясь теоретическими рассуждениями, для лучшего понимания преимуществ настоящего изобретения ниже рассматриваются два возможных режима использования (зимой и летом) системы 5 покрытий по изобретению, показанной на фиг. 2 и 3.

Использование в зимний период

При использовании в зимний период мощность теплового потока, проходящего по трубке (далее обозначаемая φ), должна быть выше или равна тепловой энергии Qp, создаваемой тепловым генератором, т.е. тепловым насосом PC. Первая часть φ₁ проходит через внешнюю стенку 8 наружу, тогда как часть неизбежно выходит наружу через изоляционный слой 9С, образуемый изоляционными средствами 9. Обозначив рассеивание через изоляционную плиту как Qc, тепловой поток, следующий вовнутрь здания, должен быть, по меньшей мере, равен разнице между тепловой мощностью, создаваемой генератором, и мощностью, рассеиваемой через изоляционный слой 9С, т.е. может быть выражен следующей формулой:

φ₁=Qp-Qc

Кроме этого, мощность идущего внутрь теплового потока должна быть, по меньшей мере, равна тепловой мощности, рассеиваемой через изоляционный слой 9С. Соответственно, применимо следующее уравнение:

Uc*S*[T2-Te]=U*S*[T2-Ti]

где S является полной вертикальной поверхностью, покрытой изоляционным слоем 9С, Те - основной внешней температурой, Ti - внутренней температурой в зимний период, Т2 - средней температурой воды, циркулирующей рядом с непрозрачной стеной (см. фиг.3), Ui - проводимостью непрозрачных стен, a Uc - проводимостью только изоляционного слоя 9С.

Значение Т2 выводится из следующего уравнения:

T₂=(Ti*U-Te*Uc)/(U-Uc)

Следует отметить, что температура Т₂, которая должна поддерживаться в трубках, по существу, зависит от проводимости как изоляционного слоя 9С, так и непрозрачных стен 8. В частности, температура Т₂ очень быстро увеличивается по мере уменьшения проводимости непрозрачных стен 8.

С точки зрения энергоэкономичности температура Т₂ предпочтительно должна быть максимально низкой. Поэтому можно сказать, что система 5 покрытий становится более эффективной при уменьшении изоляционной способности непрозрачных стен 8, покрытых системой. Другими словами, когда заданная внутренняя температура Ti остается постоянной в случае плохо изолированных непрозрачных стен 8, система 5 обладает двойным преимуществом, поскольку она позволяет экономить электроэнергию за счет термоизоляции, обеспечиваемой изоляционными средствами 9, а также обеспечивает дополнительную энергоэкономию за счет того, что система становится энергетически более эффективной за счет поддержания низкого значения температуры Т₂ в системе, т.е. за счет соответствующего низкого значения температуры Та подачи теплового насоса PC.

Возвращаясь вновь к последнему уравнению, приведенному выше, следует отметить, что температура Т2 уменьшается по мере увеличения температуры Те окружающей среды. Таким образом, улучшение внешних климатических условий (т.е. повышение температуры Те), помимо уменьшения рассеивания через средства 9 покрытия, также способствует снижению температуры Т₂, обеспечивая очевидные преимущества с точки зрения энергоэффективности. Поскольку тепловой насос PC меняет заданную температуру Та в зависимости от внешней температуры Те, энергия, потребляемая упомянутым тепловым насосом PC, уменьшается по мере повышения внешней температуры Те, т.е. она всегда будет оставаться минимальной. Следовательно, тепловой насос PC может предпочтительно использоваться с максимальной эффективностью, т.е. с высоким коэффициентом полезного действия (КПД).

Использование в летний период

При использовании в летний период мощность теплового потока, проходящего по трубкам (далее обозначаемая φ_Е), должна быть выше или равна охлаждающей энергии Fp, создаваемой тепловым насосом PC. Первая часть φ_Ее проходит из окружающей среды (температура Те) вовнутрь через изоляционный слой 9С, образуемый изоляционными средствами 9, тогда как вторая часть φ_Ei проходит изнутри помещения, по трубкам, через непрозрачную стену 8. При тепловом балансе тепловая нагрузка, проходящая через изоляционный слой 9С, должна быть, по меньшей мере, равна тепловому потоку, проходящему через непрозрачные стены. На практике, по меньшей мере, должно соблюдаться следующее условие:

Uc*S*[Te-T₂]=U*S*[Ti-Т₂), где S является полной вертикальной поверхностью здания, покрытой изоляционным слоем 9С, Те - основной внешней температурой, Ti - внутренней температурой в зимний период, Т₂ - средней температурой воды, циркулирующей у внешней поверхности непрозрачной стенки (см. фиг.3), Ui - проводимостью непрозрачных стен, a Uc - проводимостью только изоляционного слоя.

Значение Т₂ выводится из следующего уравнения:

T₂=(Ti*U-Te*Uc)/(U-Uc)

В этом случае также следует отметить, что температура Т₂, с которой поддерживается вода в трубках, по существу, зависит от проводимости изоляционного слоя 9С, а также от проводимости непрозрачных стен. В частности, температура Т₂ очень быстро уменьшается по мере увеличения проводимости непрозрачных стен 8. Что касается режима эксплуатации в летний период, то с точки зрения энергоэкономичности температура Т₂ предпочтительно должна быть максимально высокой. Поэтому в режиме эксплуатации в летний период также, если выбранная внутренняя температура Ti остается постоянной, эффективность использования системы по изобретению может повышаться, если изоляция покрытия непрозрачных стен 8 уменьшается.

Также во время эксплуатации в летний период регулирование температуры подачи с учетом внешних климатических условий предпочтительно позволяет оптимизировать эффективность системы 5. На самом деле, улучшение внешних климатических условий, т.е. понижение наружной температуры Те, приводит к повышению температуры Та подачи, т.е. увеличению температуры Т₂. Необходимая охлаждающая мощность уменьшается, а соответственно, уменьшается энергия, потребляемая тепловым насосом PC. Таким образом, тепловой насос PC может использоваться с высокой эффективностью даже в подобных условиях. Кроме этого, высокая температура Та подачи позволяет предотвратить образование конденсации на внешней поверхности трубок в любых режимах работы. Другими словами, система самостоятельно, т.е. без каких-либо дополнительных систем, позволяет осуществлять полное охлаждение в летний период. Данная функциональность недоступна в других системах, таких как напольные, потолочные или настенные обогревательные панели.

На фиг.8 схематически показана система 5 покрытия и климатического регулирования по настоящему изобретению с возможными компоновками гидравлического контура, состоящего из циркуляционных элементов 11. Как можно заметить, гидравлический контур содержит один или несколько регулировочных клапанов 93, 93А, регулирующих расход на участке гидравлического контура в зависимости от температуры Ti внутри помещения, измеряемой вторыми температурными измерительными средствами MS2. В частности, расход распределяется внутри частей гидравлического контура в зависимости от разницы между фактически температурой, замеренной внутри помещения, и необходимой температурой Ti в этом же помещении. Расход воды, циркулирующей по трубкам, соответственно увеличивается по мере увеличения разницы. И наоборот, если фактически замеренная температура равна или выше необходимой температуры Ti, то расход, поступающий на клапана 93, 93А, соответственно уменьшается. Подобное регулирование предпочтительно позволяет оптимизировать функционирование системы 5 покрытий и климатического регулирования, поскольку оно учитывает фактические температурные условия среды, на которые также влияет солнечное излучение и/или наличие источников тепла, например работа оборудования.

При эксплуатации, например, в зимний период расход в циркуляционных элементах 11 в стенах 8, 8А, 8В здания может уменьшаться, если непосредственно на сами стенки попадет больше солнечного излучения и наоборот. На самом деле, на температуру, определяемую вторыми измерительными средствами MS2, также влияет тепловой поток, создаваемый излучением, проходящим через непрозрачные стены. Аналогичным образом, при использовании в летний период, если здание находится в тени (недостаточная солнечная освещенность), расход воды в циркуляционных элементах 11 может вновь уменьшаться, поскольку фактическая внутренняя температура будет в меньшей степени подвержена тепловому потоку, идущему снаружи, создаваемому солнечным излучением.

Со ссылкой на фиг.8А открытие или закрытие клапанов 93, 93А, 93В, регулирующих расход, предпочтительно может осуществляться блоком UC управления на основании сигнала, поступающего от вторых температурно-измерительных средств MS2. Для этого у подобных средств может иметься множество датчиков MS2′, MS2′′, MS3′′′, каждый из которых предназначен для измерения фактической температуры внутри определенного помещения 10, 10А, 10В упомянутого здания, в котором предположительно имеются несколько помещений. Поэтому на фиг.8А схематически показан вид в плане здания, в котором находятся три помещения 10, 10А, 10В, в каждом из которых установлен соответствующий температурный датчик MS2′, MS2′′, MS3′′′. Сигналы ST′, ST′′, ST′′′, отправляемые различными измерительными средствами, обрабатываются блоком UC управления, который регулирует расход, проходящий через регулировочные клапана 93, расположенные на первой стенке 8 здания, клапана 93В, расположенные на второй стенке 8В здания, а также клапана 93С, расположенные на третьей стенке 8В здания.

В зимнем режиме работы, например, если температура в первом помещении 10 будет выше необходимой температуры Ti′, например, из-за сильного солнечного излучения или из-за наличия внутренних источников отопления, то блок UC управления может частично или даже полностью перекрывать клапана 93 на первой стенке 8 и сильнее открывать, в случае необходимости, распределительные клапана 93А, 93В на других стенках 8А, 8В для более быстрого достижения температур Ti′ и Ti′′. За счет подобного регулирования расход воды будет непрерывным и предпочтительно распределяться с учетом фактических потребностей, тем самым оптимизируя функционирование системы покрытий и климатического регулирования.

Также со ссылкой на схематическое изображение по фиг.8 следует отметить, что если необходимая температура Ti′′′ в помещении 10 В будет выше необходимой температуры в остальных помещениях 10, 10A, то тогда клапана 93В, расположенные на третьей стенке 8В, а также клапана 93A₁ и 93А₂, расположенные на второй стенке 8А, могут регулироваться таким образом, чтобы через них обеспечивался больший расход воды, чем через другие клапана 93 и 93А. За счет этого на наружные стенки (8В и часть стенки 8А), покрытые системой 5 и разграничивающие снаружи помещение ГОВ, будет поступать более мощный поток тепловой энергии, чем на другие стенки. Таким образом, необходимые заданные температуры Ti′ и Ti′′′ для разных помещений предпочтительно могут достигаться, по существу, одновременно.

Возвращаясь вновь к фиг.8, пунктирной линией показана граница обогреваемого/охлаждаемого помещения 10 с системой 5 по изобретению, тогда как сплошными линиями показаны распределительные линии, образованные соединением водо-циркуляционных элементов 11, образующих гидравлический контур. На схематическом виде показано, что у помещения 10 имеются четыре кладочные стенки 8, 8А, конструктивно расположенные в соответствии с планом по фиг.1. Согласно изобретению циркуляционные элементы 11 соединены таким образом, чтобы у гидравлического контура была первая распределительная петля 81, соединенная с выпускным отверстием теплового насоса PC, а также обратная петля 82, соединенная с впускным отверстием этого же теплового насоса PC. Петли 81, 82 расположены, по существу, горизонтально и проходят вдоль стен с покрытием системы (в данном случае по всей поверхности).

Первая распределительная петля 81 расположена у основания здания и сообщается с выпускным отверстием теплообменника (конденсатором или испарителем) теплового насоса PC через гидравлический насос 96. Обратная петля 82 расположена в верхней части стены, рядом с крышей здания и сообщается с впускным отверстием этого же самого теплообменника (конденсатором или испарителем) теплового насоса PC.

Циркуляционные элементы гидравлического контура содержат вертикальные распределительные линии 88, проходящие между двумя распределительными петлями 81, 82. Гидравлический контур также содержит вторую распределительную петлю 83, которая проходит параллельно и сверху вышеупомянутой первой петли 81.

Как можно заметить, вертикальные распределительные линии 88 объединяются в сборную линию 82В, сообщающуюся с обратной петлей 82. На самом деле, следует отметить, что сборная линия 82В и обратная петля 82 сообщаются с частью А стенки 8А диагонально напротив части В, от которой распределительная петля 81 проходит непосредственно по стенке 8А (три части обозначены двумя пунктирными кругами А, В). Подобное расположение обеспечивает постоянный расход во всех трубках, а следовательно, равномерное распределение теплового потока, связанного с подобным расходом, что позволяет предотвратить возникновение предпочтительных линий циркуляции. Также со ссылкой на фиг.8 следует отметить, что первая распределительная петля 81 гидравлически связана со второй распределительной петлей 83 посредством первых соединений 91, вдоль которых расположены первые клапана 93, 93А для регулирования потока.

Ниже раскрывается режим циркуляции воды внутри вышеупомянутого гидравлического контура. Вода с температурой Та у выпускного отверстия теплообменника (испарителя/конденсатора) теплового насоса PC подается гидравлическим насосом 96 в первую распределительную петлю 81. Проходя через соединения 91 и регулировочные клапана 93, она попадает во вторую, нижнюю распределительную петлю 83, а затем проходит через вертикальные линии 88. После этого вода поступает в верхнюю петлю 82 через сборную линию 82В. Поток воды, таким образом, возвращается на тепловой насос PC с температурой Тг, которая может быть ниже или выше температуры Та, в зависимости от использования системы в зимний или летний период.

Как было рассмотрено выше, клапана 93, регулирующие расход, предпочтительно позволяют изменять расход, пересекающий вертикальные линии 88, установленные на определенной стене. Если, например, на первую стену 8А здания 10 будет попадать больше солнечных лучей в зимний период, то соответствующие регулировочные клапана 93 будут регулироваться таким образом, чтобы уменьшить расход, поскольку компенсируемый наружный тепловой поток будет меньше, чем у второй стены 8В здания, на которую будет попадать меньше солнечных лучей, в результате чего необходимая внутренняя температура Ti в помещении будет выравниваться. Как отмечалось выше, подобный режим использования позволяет оптимизировать использование и эффективность теплового насоса PC.

По предпочтительному варианту осуществления изобретения система 5 покрытий дополнительно содержит средства MS3 измерения температуры, предназначенные для измерения температуры Тг воды, циркулирующей по гидравлическому контуру по ходу перед упомянутым тепловым насосом PC. Термин «по ходу перед» указывает на то, что температура Тг измеряется в обратном патрубке ПА, т.е. перед нагревом/охлаждением воды тепловым насосом PC. Также согласно изобретению производительность теплового насоса 96, т.е. расход подаваемой воды меняется с учетом температуры Тг, измеряемой упомянутым третьими средствами MS3 измерения температуры.

За счет изменения расхода с учетом температуры Тг обеспечивается непрерывный фактический теплообмен между циркулирующей водой и тепловым насосом PC. На самом деле, если отдельные регулировочные клапана 93, 93А окажутся полностью или частично закрыты, то вода может возвращаться назад на тепловой насос со слишком высокой температурой Тг вследствие более короткого пути по сравнению с тем, который используется при теплообмене через конденсатор/испаритель теплового насоса PC. Другими словами, на самом деле, более короткий путь может препятствовать теплообмену воды. За счет вышеупомянутого регулирования, если третьи средства MS3 определят температуру Тг, которая окажется выше оптимальной температуры для теплообмена, гидравлический насос 96 предпочтительно замедлит работу для уменьшения расхода подаваемой воды. Таким образом, уменьшение расхода циркулирующей воды позволяет соответствующим образом понизить ее температуру при прохождении через гидравлический контур и возвращать ее на тепловой насос PC в оптимальном для теплообмена состоянии. Другими словами, за счет регулирования производительности гидравлического насоса 96 с учетом температуры Тг, расход изменяется в зависимости от изменения формы гидравлического контура, формируемой каждый раз при открытии/закрытии регулировочных клапанов.

На фиг.9 схематически показан второй возможный вариант установки водо-циркуляционных элементов по настоящему изобретению. Как можно заметить, циркуляционные элементы соединены таким образом, чтобы они образовывали гидравлический контур, концептуально аналогичный показанному на фиг.8, но снабженный множеством промежуточных распределительных петель 86А, 86В, 87, 87В, которые проходят параллельно обратной петле 82 и нижним распределительным петлям 81, 83. Как отчетливо видно из фиг.9, промежуточные распределительные петли 86А, 86В, 87, 87В соединены друг с другом дополнительными гидравлическими соединениями 98, по которым вода подается из одной промежуточной петли в непосредственно смежную с ней другую петлю. Расположение промежуточных петель 86А, 86В, 87, 87В предпочтительно позволяет интенсифицировать гидравлический контур, т.е. сделать теплообмен, осуществляемый через стену 8 с покрытием, более равномерным. Одновременно с этим, промежуточные распределительные петли 86А, 86В, 87, 87В предпочтительно позволяют уменьшить длину вертикальных распределительных линий 88, тем самым упрощая практический монтаж гидравлической системы.

Для этого, по предпочтительному варианту монтажа, схематически показанному на фиг.10, гидравлический контур желательно формируется за счет соединения множества готовых гидравлических модулей 71, 72, 73. Подобные модули собираются перед их монтажом на стене 8 таким образом, чтобы они были соединены между собой, образуя гидравлический контур. В частности, как показано для данного варианта, каждый гидравлический модуль 71, 72, 73 практически состоит по меньшей мере из одного основного распределительного сегмента, а также по меньшей мере из одного второго основного распределительного сегмента, между которыми проходят вторичные распределительные сегменты. Каждый гидравлический модуль содержит первые гидравлические соединительные средства для соединения основных распределительных сегментов с такими же сегментами другого гидравлического модуля в направлении X, в котором проходят подобные основные сегменты. Каждый модуль дополнительно содержит вторые гидравлические соединительные средства для соединения каждого основного распределительного сегмента с другим сегментом другого гидравлического модуля в направлении Y, параллельном направлению вторичных распределительных сегментов. В данном случае, как показано на фиг.10, распределительные сегменты состоят из циркуляционных элементов в виде трубок, диаметр которых может варьироваться в зависимости от распределяемого расхода, который, в свою очередь, зависит от условий эксплуатации.

Возвращаясь вновь к фиг.10, множество гидравлических модулей разделены на первые нижние модули 71, вторые промежуточные модули 72 и третьи верхние модули 73. Нижние модули 71 соединены между собой через соответствующие первые соединительные средства и выполнены таким образом, чтобы после монтажа они образовывали нижние распределительные петли 81, 83. Аналогичным образом верхние модули 73 соединены таким образом, чтобы основные сегменты образовывали сборную линию 82В, гидравлически соединенную с обратной петлей 82. Промежуточные модули 72 соединены с нижними модулями 71 и верхними модулями 73 через соответствующие соединительные средства таким образом, чтобы они образовывали соединения, обозначенные позицией 98 на фиг.10. Промежуточные гидравлические модули 72 дополнительно соединены между собой через соответствующие первые соединительные средства таким образом, чтобы они образовывали гидравлические соединения, обозначенные позицией 98 В на фиг.10.

Использование рассмотренных выше гидравлических модулей 71, 72, 73 обеспечивает ряд преимуществ, первым из которых является простота и скорость монтажа гидравлического контура. Гидравлические модули 71, 72, 73 на самом деле изготавливаются отдельно, а затем устанавливаются на покрываемой поверхности. За счет простоты соединения подобный монтаж может осуществляться быстро и безопасно, с привлечением минимального числа рабочих. Подобные преимущества, очевидно, позволяют сократить сроки и стоимость установки.

Вновь возвращаясь к фиг.9, согласно предпочтительному варианту осуществления способа по изобретению, после того как гидравлический контур установлен, он покрывается изоляционными средствами в форме панелей, обозначенных позициями 19А, 19В, 19С. У подобных панелей имеется внешняя поверхность, а также внутренняя поверхность, последняя поверхность обращена в сторону закрываемой ею стены здания. На внутренней поверхности панелей имеются канавки, форма которых соответствует форме водо-циркуляционных элементов, закрываемых панелью. В частности, панели 19А, 19В, 19С устанавливаются таким образом, чтобы соответствующие циркуляционные элементы могли помещаться внутрь соответствующих канавок. Таким образом, каждая панель окружает соответствующий циркуляционный элемент с нескольких сторон, а не только с внешней стороны, увеличивая степень изоляции. Подобные панели непосредственно крепятся к стене при помощи предпочтительно разъемных крепежных средств, что упрощает их последующий осмотр и замену.

На фиг. с 11 по 13 показана первая панель 19А, закрывающая нижний 71 или верхний 73 гидравлический модуль гидравлического контура по фиг.10. Как отчетливо показано на виде в плане по фиг.11, первая панель 19А содержит первые канавки 61, расположенные в первом направлении X′, предназначенные для размещения в них соответствующих основных гидравлических сегментов соответствующего нижнего модуля 71. Панель дополнительно содержит вторые канавки, расположенные в направлении Y′, ортогонально первому направлению, и предназначенные для размещения в них соответствующих вторых гидравлических сегментов нижнего модуля 71. Первая панель 19А дополнительно содержит соединительные канавки 63, предназначенные для размещения в них гидравлических соединений, обозначенных на фиг.10 ссылочными позициями 98.

На фиг. с 14 по 16 показана вторая панель 19В, предназначенная для закрытия промежуточного гидравлического модуля 72, являющегося частью гидравлического контура по фиг.10. У подобной второй панели 19В расположение имеющихся канавок 61, 62, 63 также соответствует расположению трубок, образующих соответствующий закрываемый гидравлический модуль 72. В заключение следует отметить, что верхний гидравлический модуль 73 также может быть закрыт третьей панелью 19С, которая, по существу, аналогична второй панели 19В, рассмотренной выше. С производственной точки зрения весь гидравлический контур предпочтительно может быть полностью закрыт модулями всего лишь двух типов, один из которых используется для покрытия нижних гидравлических модулей 71, а другой - для покрытия промежуточных 72 и верхних 73 модулей. На практике, использование подобных панелей 19А, 19В, 19С для внешнего покрытия гидравлического контура помимо увеличения термоизоляции также позволяет оптимизировать сроки монтажа и себестоимость. Кроме этого, форма панелей обеспечивает жесткое крепление покрытия гидравлических модулей, что дает очевидные преимущества с точки зрения безопасности и надежности.

Решения, используемые для системы покрытий по изобретению, позволяют полностью достичь поставленных целей и предметов изобретения. В частности, система покрытий обеспечивает высокую степень термоизоляции, что предпочтительно делает ее активной с точки зрения климатического регулирования. Кроме этого, за счет коротких сроков монтажа и себестоимости система не требует значительных инвестиций.

Предлагаемая система и способ допускают различные изменения и модификации, не выходя за объем изобретения, кроме этого, любые детали могут быть заменены на другие, аналогичные с технической точки зрения детали.

На практике, используемые материалы, а также размеры и возможные формы могут быть любыми, в зависимости от потребностей и уровня техники.

Настоящее изобретение относится к системе и способу покрытия для обогрева/охлаждения помещений. Характеризуется обеспечением средств обогрева/охлаждения, содержащих элементы циркуляции воды, которые соприкасаются с внешней поверхностью наружной стены, а также тепловой насос. При этом наружная и боковая поверхности указанных элементов циркуляции покрыты с помощью изоляционных средств, изготовленных из теплоизоляционного материала. Температура доставки воды в указанном гидравлическом контуре регулируется в зависимости от температуры снаружи указанного помещения, и расход потока воды распределяется внутри частей указанного гидравлического контура в соответствии с разницей между указанной фактической температурой в указанном помещении и желаемой, задаваемой для данного помещения температурой. Это обеспечивает высокую степень термо- и звукоизоляции помещений, тем самым активно способствуя обогреву/охлаждению помещения и обеспечивая высокую энергоэффективность. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Система (5) покрытия для обогрева/охлаждения и теплоизоляции помещения (10) в здании, при этом указанная система (5) отличается тем, что она содержит:
- средства обогрева/охлаждения, содержащие некоторое количество элементов (11) циркуляции воды и тепловой насос (PC), при этом указанные элементы (11) циркуляции воды предназначаются для установки в контакте с внешней поверхностью (88В) по меньшей мере одной наружной стены (8, 8А, 8В) указанного помещения (10) и предназначаются для соединения друг с другом, при котором ограничивается гидравлический контур, соединенный с указанным тепловым насосом таким образом, чтобы температура (Та) подачи воды в указанном контуре варьировала за счет теплообмена с указанным тепловым насосом (PC), причем указанная температура (Та) подачи воды, циркулирующей в указанном гидравлическом контуре, регулируется в зависимости от температуры (Те) снаружи указанного помещения (10);
- средства (9) покрытия, изготовленные из теплоизоляционного материала, функционально размещаемые для наружного и бокового покрытия указанных элементов (11) циркуляции воды и покрытия участков указанной внешней поверхности (88В) указанной наружной стены, не занятых указанными элементами циркуляции;
- причем указанный гидравлический контур содержит один или несколько регулирующих клапанов (93), предназначенных для регулирования расхода потока воды внутри указанных элементов (11) циркуляции, при этом указанная система содержит сенсорные средства (MS2), предназначенные для определения фактической температуры в указанном помещении (8), при этом указанная система (5) содержит блок управления, который управляет указанными регулирующими клапанами (93) в соответствии с сигналом, посылаемым указанными вторыми сенсорными средствами (MS2) определения температуры, при этом указанный расход потока распределяется внутри частей указанного гидравлического контура в соответствии с разницей между указанной фактической температурой в указанном помещении и желаемой, задаваемой для данного помещения температурой (Ti).

2. Система (5) покрытия по п. 1, отличающаяся тем, что температура воды, циркулирующей в указанном гидравлическом контуре, меняется за счет теплообмена с испарителем указанного теплового насоса (PC) в летнем режиме работы и с конденсатором указанного теплового насоса (PC) в зимнем режиме работы.

3. Система (5) покрытия по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанный тепловой насос (PC) является насосом типа вода-вода, причем указанный тепловой насос (PC) осуществляет теплообмен как с водой, циркулирующей в указанном гидравлическом контуре, так и с запасом воды с низкой себестоимостью.

4. Система (5) покрытия по п. 1, отличающаяся тем, что указанная система (5) содержит насос (96) для циркуляции воды внутри указанного гидравлического контура, при этом указанная система содержит третьи сенсорные средства (MS3) измерения температуры, предназначенные для измерения температуры (Tr) воды перед теплообменом с указанным тепловым насосом (PC), при этом указанный циркуляционный насос (96) изменяет расход подачи воды в зависимости от указанной температуры (Tr), определяемой указанными третьими сенсорными средствами (MS3).

5. Система (5) покрытия по п. 1, отличающаяся тем, что указанный гидравлический контур, расположенный по меньшей мере в одной из внешних стен указанного здания, содержит:
- первую нижнюю распределительную петлю (81), расположенную по существу горизонтально и сообщающуюся с выпускным отверстием (11А) указанного теплового насоса (PC) посредством гидравлического насоса (96);
- вторую нижнюю распределительную петлю (83), расположенную по существу горизонтально и проходящую над указанной первой нижней петлей (81) и по меньшей мере частично сообщающуюся с последней через указанный один или несколько регулирующих расход клапанов (93);
- сборную линию (82В), соединенную с указанной второй нижней петлей (83) посредством некоторого количества по существу вертикальных распределительных линий (88);
- обратную петлю (82), соединенную с впускным отверстием указанного теплового насоса (PC) и гидравлически связанную с указанной сборной петлей (82В) вблизи части (А) указанной стенки, расположенной диагонально противоположно относительно другой части (В), от которой отходит указанная первая нижняя распределительная петля (83).

6. Система (5) покрытия по п. 1, отличающаяся тем, что указанные средства (9) покрытия содержат панели (19А, 19В, 19С), изготовленные из синтерированного пенополистирола (EPS), причем по меньшей мере одна из указанных панелей (19А, 19В, 19С) содержит некоторое количество канавок (61, 62, 63), проходящих по соответствующей внутренней поверхности в зависимости от расположения элементов (11) циркуляции воды, покрытых непосредственно самой панелью таким образом, чтобы эти элементы (11) размещались в соответствующих канавках (61, 62, 63).

7. Способ для обогрева/охлаждения и теплоизоляции помещения (10) в здании, при этом указанный способ содержит этапы:
- обеспечения средств обогрева/охлаждения, содержащих некоторое количество элементов (11) циркуляции воды, а также тепловой насос (PC);
- установки указанных средств (11) циркуляции воды таким образом, чтобы они по существу соприкасались с внешней поверхностью по меньшей мере одной наружной стены (8, 8А, 8В) указанного помещения (10) таким образом, чтобы ограничивать гидравлический контур;
- соединения указанного гидравлического контура с указанным тепловым насосом таким образом, чтобы температура воды, циркулирующей через указанный насос (PC), варьировала за счет теплообмена с указанным тепловым насосом;
- наружного и бокового покрытия указанных элементов (11) циркуляции с помощью изоляционных средств (9), изготовленных из теплоизоляционного материала,
причем температура доставки (Та) воды в указанном гидравлическом контуре регулируется в зависимости от температуры снаружи указанного помещения (10) и расход потока воды распределяется внутри частей указанного гидравлического контура в соответствии с разницей между указанной фактической температурой в указанном помещении и желаемой, задаваемой для данного помещения температурой (Ti).

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в зимнем режиме работы указанный гидравлический контур соединяется с указанным тепловым насосом (PC) таким образом, чтобы указанная температура (Та) подачи достигалась за счет теплообмена с конденсатором указанного теплового насоса (PC), а в летнем режиме работы указанный гидравлический контур соединяется с указанным тепловым насосом (PC) таким образом, чтобы указанная температура (Та) подачи достигалась за счет теплообмена с испарителем указанного теплового насоса (PC).

9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что указанный тепловой насос является насосом типа вода-вода, причем указанный тепловой насос (PC) осуществляет теплообмен как с водой, циркулирующей в указанном гидравлическом контуре, так и с запасом воды с низкой себестоимостью.

10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что расход воды, проходящей через указанный гидравлический контур, регулируется при помощи одного или нескольких регулирующих клапанов (93), управляемых блоком управления в соответствии с сигналом, посылаемым указанными сенсорными средствами (MS2) определения температуры внутри указанного помещения (8), при этом указанный сигнал является отличительным для разницы между фактической температурой в указанном помещении и температурой (Т1), заданной для этого помещения.

11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что насос (96) располагается внутри указанного гидравлического контура для обеспечения циркуляции воды, при этом указанный циркуляционный насос (96) изменяет расход подачи в зависимости от температуры воды перед осуществлением теплообмена с указанным тепловым насосом (PC).

12. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в указанных средствах (9) покрытия используются панели (19А, 19В, 19С), изготовленные из синтерированного пенополистирола (EPS), причем указанные панели (19А, 19В, 19С) содержат некоторое количество канавок (61, 62, 63), проходящих по соответствующей внутренней поверхности в зависимости от расположения элементов (11) циркуляции воды таким образом, чтобы последние окружались указанными канавками (61, 62, 63) с нескольких сторон.

13. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанные элементы (11) циркуляции собираются перед их установкой в зависимости от количества гидравлических модулей (71, 72, 73), соединяющихся между собой и тем самым ограничивающих указанный гидравлический контур.