Система отопления зданий Пухового Советский патент 1992 года по МПК F24D15/00 

(риг1

Изобретение может быть использовано в системах отопления и хладосиабжения зданий с буферной тепловой зоной в условиях температур окружающей среды ниже -10-15°С. Под буферной тепловой зоной подразумевается замкнутое воздушное пространство любой ширины, расположенное между жилой зоной и окружающей средой (веранды, застекленные лодж ии и балконы, сени-, воздушные прослойки в стене здания, чердаки и др), ,, ,

Изобретение служит цели снижения потребления высокопотенциальной энергии на отопление и хладоснабжение жилищ, производственных и сельскохозяйственных объектов,

Известны системы отопления зданий с буферной тепловой зоной. Они включают в себя теплообменные устройства, содержащиеся в жилой зоне В качестве теплооб- менных устройств в централизованных системах применяются радиаторы отопления, питаемые от ТЭЦ. тепловых насосов или местных котельных 1 и 2

В автономных системах для отопления жилой зоны используют печные устройства, электронагреватели и др. 3

При размещении теплообменных устройств в жилой зоне, где требуется иметь температуру около (+20)°С, буферная зона обогревается за счет теплопотерь из жилой зоны, причем чем ниже температура в буферной зоне, тем выше теплопотери из жилой зоны.

Известна система отопления, в которой предлагается в буферной зоне установить охладители-кристаллизаторы, соединенные с источником природной воды и снабженные каждый устройством для сбора и выгрузки льда или льдоводяной смеси, связанным с приспособлением для транспортировки льда в склад-ледник (аккумулятор холода) Выделяющаяся при замерзании воды теплота идет на обогрев буферной зоны, приближая там температуру к 0°С в случае, если температура в буферной зоне без подачи воды была (-5)°С (4).

Указанное изобретение предусматривает непрерывную подачу воды в пластинчатые охладители-кристаллизаторы. Однако в некоторых автономных системах малых размеров нет постоянной подачи холодной воды по трубопроводам, вода поставляется в здание периодически. Кроме того, имеются случаи, когда в районах с континентальным климатом необходимо экономить воду

В силу изложенного следует, что предложенная система отопления имеет недостатки, связанные с необходимостью постоянного подвода воды.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, т. е.

снижение расхода воды, исключение ее непрерывной подачи и соответственно дополнительного расхода энергии. По сравнению с непрерывной подачей необходимость о подпитке водой может быть полностью иск0 лючена.

Поставленная цель достигается тем, что система дополнительно содержит устройство для подачи охладителей-кристаллизаторов в буферную зону из склада-ледника и

5 обратно, имеющее решетчатые полки, а охладители-кристаллизаторы выполнены в виде емкостей из эластичного материала, которые заполнены водой и установлены на полках.

0 При таком выполнении охладителей- кристаллизаторов после замерзания в емкостях воды и обогрева буферной зоны теплотой, выделяющейся при ее замерзании, емкости направляются в аккумулятор

5 холода, где хранятся в течение лета или в течение времени, необходимого для того, чтобы лед в емкостях расплавился за счет теплоты, переданной при охлаждении пищевых и других продуктов, а также за счет

0 теплоты, выделяющейся из недр з.емли или проникающей из атмосферы. После этого емкости снова возвращаются в буферную зону

Манипуляции с емкостями упрощаются,

5 если они сделаны герметичными. При изготовлении герметичных емкостей для предотвращения их разрыва при замерзании воды следует предусмотреть воздушное пространство, необходимое для расшире0 ния льда

Емкости необходимо размещать на решетчатых или сетчатых поверхностях, обеспечивающих подход холодного воздуха. Для облегчения их загрузки и выгрузки могут

5 быть использованы транспортирующие устройства.

Для- того, чтобы избежать опасности разрыва емкостей при замерзании в них воды, емкости целесообразно делать из эла0 стичных материалов, например из полиэтиленовой пленки (типа молочных пакетов).

На фиг. 1 изображен вариант системы отопления, в котором охладители-кристаллизаторы выполнены в виде сосудов-кри5 сталлизаторов 1. не являющихся герметичными (открыты сверху). Такие сосуды устанавливаются на этажерное устройство 2, которое может опускаться а склад-ледник 3 или окружающую среду и подыматься в помещение буферной зоны 4

с помощью лебедки 5 и блока 6 В летнее время это устройство может быть использовано как стеллаж и как солнцезащитная штора (если полки будут установлены довольно часто или выполнены поворотными).

На фиг. 2 представлен вариант системы отопления с использованием герметически закрытых емкостей-кристаллизаторов, выполненных из эластичных материалов. На полу буферной зоны установлено транспортирующее устройство в виде бесконечной решетчатой или сетчатой ленты 7. на которой размещены герметичные емкоЈТ1 Г8 (например полиэтиленовые пакеты). Следует стремиться к плоской форме емкостей для увеличения удельной поверхности. Транспортирующее устройство установлено на вращающихся роликах 9 и 10, причем ролик 10 имеет приводную ручку 11 для удаления пакетов в склад-ледник 3. В складе- леднике и меется тележка 12, на которую грузятся растаявшие емкости (или только- что заполненные водой) Для подъема емкостей (пакетов) из склада 3 используют транспортер 13с приводной ручкой 14. Масса воды, содержащейся в емкостях, находящихся в буферной зоне, рассчитывается в зависимости от погодных условий.

Работа предлагаемой системы отопления происходит следующим образом.

Жилая зона отапливается любым установленным там нагревательным устройством (печка, батарея центрального отопления и т. д.). При использовании в качестве кристаллизаторов негерметичных емкостей (фиг. 1) последние предварительно наполняются водой и устанавливаются в буферной зоне на этажерном устройстве 2. После замораживания они удаляются в склад-ледник 3 и после оттаивания небольшого слоя льда у стенок лед складируется в складе-леднике 3 или удаляется в окружающую среду (при его ненадобности). Теплота, выделяющаяся при замораживании воды, обогревает буферную зону и уменьшает расход высокопотенциальной энергии в жилой зоне.

В случае применения герметичных емкостей (фиг, 2) периодически, в основном в вечернее время, емкости устанавливаются на бесконечной ленте, которая для улучшения теплообмена емкостей с воздухом выполнена решетчатой или из сетки

После замораживания пакетов, например утром, транспортирующее устройство поворачивают за ручку 11 и сбрасывают пакеты (емкости) в склад-ледник на хранение. После полного оттаивания их в складе-леднике в течение времени зависящего от использования холода в складр-леднике,

герметичные емкости, заполненные водой, снова подаются в буферную зону. Герметичные емкости могут также удаляться в окружающую среду, откуда после летнего 5 оттаивания использоваться снова для отопления.

Преимуществом использования негерметичных емкостей, которые могут быть вы0 полнены расширяющимися кверху для облегчения удаления льда, является возможность повторного использования емкостей, что удешевляет систему. Еще одним преимуществом являетс я то, что лед может

5 быть удален в окружающую среду или использован в других местах, удаленных от отапливаемого здания.

Преимуществом использования герметичных емкостей является возможность ра0 боты системы в районах, где вода отсутствует или где ее подача затруднена. Такая система выгодна при сезонном аккумулировании холода.

Рассматриваемые системы отопления с

5 применением емкостей-кристаллизаторов требуют дополнительных трудозатрат. Однако эти трудозатраты намного меньше, чем, например, трудозатраты на заготовку, транспортировку, распиловку, колку, хра0 нение и сушку дров, растопку очага. Загрузка и разгрузка емкостей при отлаженной системе не будет требовать ежесуточно более 30, мин. Такая система отопления удоб- на для автономных и временных зданий,

5 дачных домиков, животноводческих поме- / умений.

Предлагаемая система экологически абсолютно чистая.

Расчеты показали, что для здания пло0 щадью 100м2 экономический эффект за счет экономии топлива может быть от 80 до 800 руб. (в зависимости от стоимости доставки топлива: известно; что в Арктике цена 1 л топлива, доставленного на льдину, доходит

5 до 15 руб./литр). Заметим, что замораживание 35 кг воды эквивалентно по выделяемой теплоте сжиганию 1 кг дров.

При использовании холода экономия возрастает и для животноводческой фермы

0 может составлять до 2-5 тыс. рублей на ферму со 100 головами крупного рогатого скота. Формула изобретения 1. Система отопления здания с жилой и буферной тепловыми зонами, содержащая

5 теплообменные элементы, установленные в жилой зоне, охладители-кристаллизаторы, установленные в буферной зоне, и склад- ледник отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода воды путем обеспечения периодической ее подачи, система дополнительно содержит устройства для подачи охладителей-кристаллизаторов в буферную зону и обратно, имеющее решетчатые полки, а охладители-кристаллизаторы выполматериала, заполнены водой и установлены на полках.

2. Система отопления по п. 1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что емкости выполнены

Сущность изобретения: для снижения расхода воды в системе отопления Путем обеспечения периодической ее подачи система содержит теплообменные элементы, охладители-кристаллизаторы 1, выполненные в виде емкостей из эластичного материала, заполненных водой и установленных на полках в буферной зоне 4, склад-ледник 3 и устройство 2 для подачи охладителей-кристаллизаторов 1 в буферную зону 4 и обратно. Система обеспечивает затраты энергии на получение холода: 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

нены в виде емкостей из эластичного 5 герметичными.

/

&

Г 7 /

/ Л%Ш7/////////.

л. я Jt ifvrt

1C

ХчХХХХЧЧХУ

Фм.2

1C

ХчХХХХЧЧХУчХХчАхХ