Система гелиотеплохладоснабжения Советский патент 1992 года по МПК F24J2/42 

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно животноводческих ферм, в течение года при использовании в качестве теплового источника солнечной энергии и регенерирующих свойств грунта.

Известна система гелиотеплохладос- набжения, содержащая воздушные южный, северный, потолочный и подпольный каналы, охватывающие по крайней мере часть здания с образованием замкнутого циркуляционного контура и расположенный под зданием тепловой аккумулятор, сообщенный с подпольным каналом, причем южный канал снабжен поглощающей перегородкой, разделяющей его на внешний и внутренний каналы, первый из которых с наружной стороны ограничен прозрачным остеклением, а второй связан с подпольным каналом.

Данная система характеризуется недостаточной эффективностью вследствие значительного сброса тепла от аккумулятора в грунт, а также сложностью удаления конденсата в процессе охлаждения воздуха при контакте с грунтом.

Известна система гелиотеплохладос- набжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенный на соответствующих сторонах здания тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовой воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами.

Недостатком данной системы является невозможность поддержания микроклимата внутри здания как по температуре, так и по степени очистки атмосферного воздуха от загрязнений в виде твердых и каплеобразных частиц, имеющих разнообразный состав при изменяющихся погодно-клима- тических условиях.

Целью изобретения является снижение энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся погодно- климатических атмосферных воздействиях.

Указанная цель достигается тем, что система гелиотеплоохлаждения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухо0 порводом, холодным каналом - с помещением, а горячим - через тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к холодному кана5 лу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный - с помещением.

0 На чертеже представлена схема системы гелиотеплохладоснабжения.

Система содержит воздухопроводы: южный 1, подпольный 2, северный 3, тепло- обменный 4 и грунтовый 5 с грунтовыми

5 теплопроводящими трубами 6, помещение 7, под которым расположен тепловой аккумулятор 8, вихревую трубу 9 с входом 10 для обрабатываемого воздуха, каналом холодного потока 11, соединенным с входом 12

0 фильтра 13 и каналом горячего потока 14, соединенным с грунтовым воздухопроводом 5, фильтр 13 своим выходом 15 соединен с внутренним объемом помещения 7, нагнетательный вентилятор 16, установлен5 ный в вентиляционной камере 17 и соединенный подпольным воздухопроводом 2 через воздушные заслонки 18 и 19с входом 10 вихревой трубы 9 и с выходом 12 фильтра 13, вытяжной вентилятор 20, установленный

0 в вентиляционной камере 21 и соединенный теплообменным воздухопроводом с северным воздухопроводом, осуществляющим выброс воздуха из помещения 7 в атмосфеРУ5 Система гелиотеплохладоснабжения работает следующим образом.

В теплое время года при температурах атмосферного воздуха выше значений температуры, предусмотренных параметрами

0 микроклимата внутри помещения 7, например, 25° (воздушная заслонка 19 закрыта) атмосферный воздух по южному воздухопроводу 1 нагнетается в подпольный воздухопровод 2 вентилятором 16,

5 установленным в вентиляционной камере 17. Из подпольного воздухопровода 2 по открытой воздушной заслонке 18 атмосферный воздух под избыточным давлением поступает на вход 10 вихревой трубы 9, в которой происходит расслоение на холодный (температура несколько ниже входящего в вихревую трубу атмосферного воздуха) и горячий (температура несколько выше входящего в вихревую трубу атмосферного воздуха) потоки воздуха. Холодный поток разделенного в вихревой трубе 9 атмосферного воздуха с заданной по условиям микроклимата внутри здания 7 температуоой. например, 18° по холодному каналу 11 вихревой трубы 9 поступает на вход 12 и в фильтр 13, где очищается от твердых частиц загрязнений, а также от жидких частиц сконденсировавшейся в процессе охлаждения парообразной влаги атмосферного воздуха, а, как известно, чем вышетемпература атмосферного воздуха, тем больше в нем влаги, при этом отделенные загрязнения в фильтре 13 удаляются из него через уста- новкуудаления загрязнений, например кон- денсатоотводчик поплавкового типа. Горячий поток атмосферного воздуха по горячему каналу 14 вихревой трубы 9 направляется в грунтовый воздухопровод 5, где охлаждается, отдавая тепло грунту, а сконденсировавшаяся в процессе охлаждения воздуха влага удаляется через теплопрово- дящие трубы 6 и дренируется в грунте. Охлажденный в грунтовом воздухопроводе 5 воздух поступает к входу 12 фильтра 13, где окончательно очищается от капельнообраз- ных загрязнений и твердых частиц загрязнений, т.е. доводится до параметров, определяемых заданным микроклиматом в помещении 7. Из фильтра 13 обработанный воздух с заданными параметрами по температуре, влажности и степени очистки от твердых частиц поступает внутрь помещения 7.

Воздух из помещения 7 вентилятором 20, установленным в вентиляционной камере 21, направляется в теплообменный воздухопровод 4, где отдает тепло аккумулятору 8, и по северному воздухопроводу 3 выбрасывается в атмосферу.

Размещение вихревой трубы 9 в тепловом аккумуляторе 8 обеспечивает дополнительное накопление тепла, выделяемого через корпус вихревой трубы 9, в процессе расслоения обрабатываемого атмосферного воздуха на холодный и горячий потоки.

В результате тепловой аккумулятор 8 накапливает тепловую энергию, поступающую как от теплообменного воздухопровода 4, так и от корпуса вихревой трубы 9.

При снижении температуры нагнетаемого вентилятором 16 атмосферного воздуха ниже гостированной для заданных условий микроклимата здания 7, например в ночное время температура около 15°С, открывается воздушная заслонка 19 (воздушная заслонка 18 закрыта). Атмосферный воздух по южному воздухопроводу 1 вентилятором 16 через открытую воздушную заслонку 19 подается в фильтр 13, где

очищается до заданных условиями микроклимата в помещении 7 параметров. Тепловой аккумулятор 8 отдает тепло всасываемому атмосферному воздуху в подпольном воздухопроводе 2, нагревая его до

0 необходимой температуры. Если тепловой энергии, отдаваемой тепловым аккумулятором 8 атмосферному воздуху, движущемуся по подпольному воздухопроводу 2, недостаточно, то осуществляется подогрев отопи5 тельной системой (не указано), затраты которой будут снижены, так как значительная часть тепла поступает от теплового аккумулятора 8 и грунта.

Размещение фильтра 13 после вихревой

0 трубы 9 в тепловом аккумуляторе 8 обеспечивает снижение энергоемкости очистки нагнетаемого вентилятором 16 через южный 1 воздухопровод атмосферного воздуха вовнутрь помещения 7 за счет частичной очист5 ки в процессе расслоения обрабатываемого воздуха (часть твердых загрязнений перемещается в горячий поток и дренируется в грунт по теплообменным трубам 6, получения тепла от аккумулятора 8 при низких

0 температурах атмосферного воздуха, что устраняет возможность обмерзания фильтрующих элементов, приводящего к возрастанию гидравлического сопротивления при температурах атмосферного возду5 ха, имеющих значение существенно более низкое, чем предусмотрено параметрами микроклимата внутри помещения 7, вихревая труба 9 воздушной заслонкой 18 отключается от подпольного воздухопровода 2.

0 Всасывающий атмосферный воздух нагревается как в южном воздухопроводе 1 за счет использования тепла солнечной радиации (южный воздухопровод выполнен из по- глощающего солнечную радиацию

5 материала), так и от теплового аккумулятора 8 в подпольном воздухопроводе 2. В случае недостатка данного тепла для получения заданной температуры воздуха, нагнетаемого / вовнутрь помещения 7, применяется отопи0 тельная система (не показана) незначительной мощности.

В результате предлагаемое изобретение позволяет использовать солнечную энергию и аккумулирующие свойства грунта

5 как при положительных, так и при отрицательных температурах атмосферного воздуха, обеспечивая снижение энергозатрат процесса получения заданных параметров микроклимата внутри помещения как по температуре, так и по степени очистки вентилируемого воздуха от загрязнений-в виде твердых и каплеобразных загрязнений.

Формула изобретения Система гелиотеплохладоснабжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материа- ла. и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими

0

5

трубами, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся погодно-климатических атмосферных воздействиях, система снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухопроводом, холодным каналом - с помещением, а горячим - через тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к холодному каналу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный - с помещением.

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система ге- лиотеплохладоснабжения обеспечивает снижение энергозатрат для создания микроклимата внутри здания при изменяющихся климатических воздействиях атмосферного воздуха за счет использования в процессе его обработки солнечной энергии и регенеративных свойств грунта. Система содержит воздухопроводы: южный 1, подпольный 2, северный 3, теплообмен- ный 4 и грунтовый 5 с грунтовыми трубами 6. Под помещением 7 расположен тепловой аккумулятор 8, вихревая труба 9 с входом 10 для обрабатываемого воздуха, каналом холодного потока 11, соединенным с входом 12 фильтра 13 и каналом горячего потока 14, соединенным с грунтовым воздухопроводом 5. Фильтр 13 с выходом 15 соединен с внутренним объемом помещения 7. Нагнетательный вентилятор 16 установлен в вентиляционной камере 17 и соединен подпольным воздухопроводом 2 через воздушные заслонки 18 и 19с входом 10 вихревой трубы 9 и с входом 12 фильтра 13. Вытяжной вентилятор 20 установлен в вентиляционной камере 21 и теплообменным воздухопроводом 4 соединен с северным воздухопроводом 3, осуществляющим выброс воздуха из помещения 7 в атмосферу. 1 ил. сл С vj со со 00 VI II 111 II II il И-j