Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2 429 424 (13) С1
(51) МПК
F24D 12/02 (2006.01)
F24J 2/00 (2006.01)
F24J 3/08 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(71) Заявитель(и):
Мякотина Е.Ю.
(72) Автор(ы):
Мякотина Е.Ю.
(73)Патентообладатель(и):
Мякотина Е.Ю.
(21), (22) Заявка: 2012107011/06, 15.10.2011
(24) Дата начала действия патента: 15.10.2011
(45) Опубликовано: 20.05.2012 Бюл.№30
(56) Список документов, цитированных в отчете
о поиске: RU 2429423 С1, 20.09.2011.
RU 2249125 С1, 27.03.2005.
Адрес для переписки:
398055 г. Липецк,
ул. Стаханова18«б»,кв.32
(54) СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ОБОГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к системам автономного тепло-и холодоснабжения помещений на основе установок с использованием низкопотенциальных геотермальных источников энергии, а также энергии солнца. Технический результат: повышение эффективности системы теплоснабжения за счет использования солнечной энергии для догрева воздуха помещения и теплоносителя в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя в отопительный период при низкой интенсивности солнечной радиации и охлаждение воздуха в помещении в период высокой интенсивности солнечной радиации с одновременной выработкой тепла на ГВС с помощью фэнкойла. Система автономного тепло-и холодоснабжения помещений, содержащая систему сбора и утилизации тепла грунта, испаритель теплового насоса, буферную емкость горячего теплоснабжения, систему сбора тепла солнечной энергии, контур циркуляции низкопотенциального теплоносителя содержит тепловые трубы, установленные в скважине с дополнительным теплообменником, в контуре системы отопления расположен теплообменник, выполненный в виде тепловых труб, система сбора тепла солнечной энергии содержит тепловые трубы с концентраторами солнечной энергии, тепловой регулятор выполнен с равномерно расположенными каналами в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха и расширительным баком, вентилятор с регулируемым числом оборотов, воздухопроводы с фэнкойлом, датчик температуры и электрический клапан с системой автоматического управления обогревом.
Изобретение относится к системам автономного тепло- и холодоснабжения объектов жилого, торгово-административного, культурно-развлекательного, курортно-оздоровительного и другого назначения на основе установок с использованием возобновляемых источников энергии.
Известна система автономного электро-и теплоснабжения жилых и производственных помещений, которая содержит ветрогенераторную установку для выработки электроэнергии, связанную с потребителями электрической энергии; аккумулятор электрической энергии, связанный с ветрогенераторной установкой и потребителями электрической энергии; установку для преобразования солнечной энергии в тепловую и тепловой аккумулятор, связанные с потребителями тепловой энергии. Система содержит работающий от ветрогенераторной установки тепловой насос, связанный с потребителями тепловой энергии; инвертор, через который аккумулятор электрической энергии подключен к потребителям электроэнергии; утилизатор теплоты сточных вод; коллектор тепла Земли и автоматическую систему управления, соединенную через датчики тепловой и электрической нагрузок с исполнительными механизмами. Установка для преобразования солнечной энергии в тепловую содержит блок солнечных коллекторов, связанных по теплоносителю, по меньшей мере, с двумя теплообменниками, один из которых расположен в тепловом аккумуляторе, другой - в теплообменном аппарате, связанном по теплоносителю с коллектором Земли. Тепловой насос содержит компрессор, работающий от ветрогенераторной установки; по меньшей мере, два выносных испарителя и, по меньшей мере, два выносных конденсатора. Выносной испаритель встроен в теплообменный аппарат, связанный по теплоносителю с коллектором тепла Земли. Выносной испаритель встроен в утилизатор теплоты сточных вод. Выносной конденсатор встроен в бак горячей воды, а второй выносной конденсатор встроен в теплообменный аппарат, связанный по теплоносителю с потребителями тепловой энергии [2].
Недостатком известного устройства является то обстоятельство, что его конструкция не обеспечивает возможность подогрева остывающего в течение отопительного сезона теплоносителя перед подачей в тепловой насос. Последнее обстоятельство приводит к неполному естественному восстановлению температуры грунта в межотопительные периоды, и дефицит температуры грунта относительно начальной его величины накапливается с каждым отопительным сезоном. Как следствие, это приводит к увеличению количества электроэнергии, потребляемой приводом теплового насоса.
Наиболее близкой к заявленной является система автономного обогрева помещений, содержащая систему сбора и утилизации тепла грунта, испаритель теплового насоса, буферную емкость горячего теплоснабжения, систему сбора тепла солнечной энергии, контур циркуляции низкопотенциального теплоносителя содержит тепловые трубы, установленные в скважине с дополнительным теплообменником, в контуре системы отопления расположен теплообменник, выполненный в виде тепловых труб, система сбора тепла солнечной энергии содержит тепловые трубы с концентратами солнечной энергии, тепловой регулятор выполнен с равномерно расположенными каналами в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха и расширительным баком, вентилятор с регулируемым числом оборотов, воздухопроводы с зондами для обогрева помещения и теплообменника в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя, датчик температуры и электрический клапан с системой автоматического управления обогревом [1].
Недостатком известного решения автономного обогрева помещений является то, что данная система не предусматривает охлаждение воздуха в летний период года и не обеспечивает необходимого санитарно-гигиенического состояния среды благоприятного для жизнедеятельности человека.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности системы теплоснабжения, использование солнечной энергии для догрева теплоносителя в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя в отопительный период при низкой интенсивности солнечной радиации и одновременной выработкой тепла на горячее водоснабжение с помощью тепловых труб, обеспечение охлаждения воздуха в летний период года, поддержание необходимого качества воздуха в помещении за счет фильтрации.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в системе автономного обогрева помещений, содержащей систему сбора и утилизации тепла грунта, испаритель теплового насоса, буферную емкость горячего теплоснабжения, систему сбора тепла солнечной энергии, контур циркуляции низкопотенциального теплоносителя с тепловыми трубами, установленными в скважине с дополнительным теплообменником, теплообменник в контуре системы отопления, выполненный в виде тепловых труб, систему сбора тепла солнечной энергии в виде тепловых труб с концентраторами солнечной энергии, тепловой регулятор, выполненный с равномерно расположенными каналами в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха и расширительным баком, вентилятор с регулируемым числом оборотов, датчик температуры и электрический клапан с системой автоматического управления обогревом, установлен фэнкойл, одноконтурный теплообменник которого через один вывод трехходового переключающего клапана подключен к контуру горячего теплоснабжения или контуру холодной воды из водопровода, а через второй вывод трехходового переключающего клапана подключен к теплообменнику в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя для догрева его перед подачей в испаритель теплового насоса или к буферной емкости для ГВС. К тому же фэнкойл имеет фильтр, который уменьшает уровень загрязнений в замкнутом кондиционируемом пространстве помещения.
Т.о. преимущества использования фэнкойла заключаются в возможности гибкого местного регулирования его тепловой и холодильной мощности и в снижении общего и теплого загрязнения окружающей среды.
Сущность изобретения поясняется фиг.1и фиг.2.
На фиг.1 представлено устройство фэнкойла.
На фиг.2 представлена схема системы автономного тепло- и холодоснабжения.
Заявляемая система автономного обогрева и охлаждения помещений состоит из контура 1 циркуляции низкопотенциального теплоносителя с испарителем 2, теплового насоса 3, насоса 4, теплообменника 5, дополнительного теплообменника 6 с тепловыми трубами 7, установленными в скважине, системы отопления и горячего водоснабжения, включающей конденсатор 8 теплового насоса, теплообменник 9 в виде тепловых труб, буферную емкость 10 с насосом 11, электрический клапан 12 и 21, кран 13 системы сбора тепла солнечной энергии, включающей стеклянное покрытие 14, тепловые трубы 15 с концентраторами 16 солнечной энергии, тепловой аккумулятор 17 с равномерно расположенными каналами 18 в виде оребренных труб 19, расширительный бак 20, вентилятор 22, воздухопроводы 23,24, фэнкойл 25 с одноконтурным теплообменником 25а и фильтром 25б, трехходовые переключающие клапаны 26, 27 и датчик температуры 28, подключенных в систему автоматического управления обогревом помещения.
Работа заявляемой системы автономного обогрева помещений осуществляется следующим образом.
При помощи тепловых труб 7 тепло из скважин передается в дополнительном теплообменнике 6 низкопотенциальному теплоносителю, циркулирующему в контуре 1 при помощи насоса 4. Нагретый низкопотенциальный теплоноситель проходит в испаритель 2 теплового насоса 3, передает тепло хладагента, циркулирующего в контуре хладагента теплового насоса. В результате хладагент испаряется и его пары сжимаются в компрессоре теплового насоса, что приводит к повышению температуры хладагента.
Теплота хладагента передается воде системы отопления, циркулирующей через конденсатор 8 теплового насоса 3. Нагретая вода подается насосом 11 через теплообменник 9, выполненный в виде тепловых труб, в буферную емкость 10. Вода, проходящая в теплообменнике 9, передает тепло через тепловые трубы окружающему воздуху. В летний период при отсутствии необходимости нагрева воздуха в помещении системой электрического управления закрывается электрический клапан 21 и открывается электрический клапан 12, что позволяет нагретой воде поступать только в буферную емкость 10, служащую для горячего водоснабжения при открытом кране 13.
Дополнительно, в системе сбора тепла солнечной энергии под воздействием солнечного излучения, падающего через стеклянное покрытие 14 на концентратор солнечной энергии 16, происходит разогрев тепловых труб 15 с передачей тепла в тепловой аккумулятор 17 с расширительным баком 20. После включения вентилятора 22 воздух по воздухопроводу 23 поступает в равномерно расположенные каналы 18 в виде оребренных труб 19 теплового аккумулятора 17, где нагревается и по воздухопроводу 24 через фэнкойл 25, освобождаясь с помощью фильтра 25б от пыли и прочих загрязнений, поступает в обогреваемое (охлаждаемое) помещение, температура в котором контролируется по показаниям датчика температуры 28. В периоды интенсивной солнечной радиации (летний период года) трехходовые клапаны 26 и 27 переключаются в положение «А», и холодная вода из водопровода подается в теплообменник 25а фэнкойла 25, охлаждая воздух, поступающий из теплового аккумулятора 17, а после теплообменника 25а уже нагретая вода поступает в буферную емкость 10, служащую для ГВС при открытом кране 13.
При низкой интенсивности солнечной радиации (отопительный период) трехходовые переключающие клапаны 26 и 27 переключаются в положение «В», и горячая вода, циркулирующая в контуре системы отопления, подается с помощью насоса 11 в теплообменник 25а фэнкойла 25, нагревая воздух до необходимой температуры, теплая вода в свою очередь поступает на теплообменник 5, установленный в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя 1. Таким образом осуществляется догрев низкопотенциального теплоносителя перед подачей его в тепловой насос 6.
Ссылки:
Формула изобретения
Система автономного тепло-и холодоснабжения помещений, содержащая систему сбора и утилизации тепла грунта, испаритель теплового насоса, буферную емкость горячего теплоснабжения, систему сбора тепла солнечной энергии, контур циркуляции низкопотенциального теплоносителя с тепловыми трубами, установленными в скважине с дополнительным теплообменником, теплообменник в контуре системы отопления, выполненный в виде тепловых труб, систему сбора тепла солнечной энергии в виде тепловых труб с концентраторами солнечной энергии, тепловой регулятор, выполненный с равномерно расположенными каналами в виде оребренных труб для прохода нагреваемого воздуха и расширительным баком, вентилятор с регулируемым числом оборотов, датчик температуры и электрический клапан с системой автоматического управления обогревом, отличающаяся тем, что содержит воздухопровод с фэнкойлом, одноконтурный теплообменник которого через один вывод трехходового переключающего клапана подключен к контуру горячего теплоснабжения или контуру холодной воды из водопровода, а через второй вывод трехходового переключающего клапана подключен к теплообменнику в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя для догрева его перед подачей в испаритель теплового насоса или к буферной емкости для ГВС.