УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОНОМНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к системам автономного теплоснабжения зданий и сооружений различного назначения, преимущественно, объектов индивидуального жилья.
Известна установка для автономного теплоснабжения помещений с использованием низкопотенциальных энергетических источников природного происхождения (тепло верхних, до глубины 100-200 м, слоев грунта) или техногенного происхождения. Установка включает тепловой насос, сообщенную с конденсатором теплового насоса сеть теплоснабжения, соединенную с испарителем теплового насоса систему сбора и утилизации тепла с, по меньшей мере, одним теплообменником и насос для циркуляции низкопотенциального теплоносителя (см. патент RU 2292000 С1). К недостаткам этой установки следует отнести тот факт, что в межотопительные периоды происходит неполное естественное восстановление температуры грунта, уровень которого определяется интенсивностью и продолжительностью солнечного излучения. Причем уровень восстановления температуры грунта может меняться из года в год, а дефицит температуры грунта относительно начальной величины - накапливаться с каждым отопительным сезоном. Кроме того, расположение теплообменников в скважинах усиливает уровень охлаждения грунта при сборе его тепла, поскольку скважины, в которых расположены теплообменники, оказывают влияние друг на друга. Указанное обстоятельство снижает эффективность и стабильность теплообеспечения помещений.
Ближайшим аналогом к заявляемому объекту является установка теплоснабжения помещений с использованием низкопотенциальных энергоносителей, включающая тепловой насос, сообщенную с конденсатором теплового насоса сеть теплоснабжения, соединенную с испарителем теплового насоса систему сбора и утилизации тепла с, по меньшей мере, одним теплообменником, и насос для циркуляции низкопотенциального теплоносителя. Теплообменник монтируется на заглубляемом в грунт коллекторе сточных вод и выполнен в виде трубчатого кожуха с двумя боковыми стенками, при этом в каждой боковой стенке предусмотрено отверстие для пропуска коллектора. При монтаже теплообменника на уже действующем коллекторе сточных вод предварительно освобождают от грунта участок коллектора, на котором предполагается установка теплообменника. Затем монтируют теплообменник на коллекторе сточных вод и после этого осуществляют обратную засыпку грунтом вскрытого участка коллектора (см. патент RU 73718 U1).
Использование такой установки создает значительные трудности при ее монтаже, обусловленные привязкой этой установки, для отбора тепла, к коллектору сточных вод, залегающему в грунте. Указанное обстоятельство усложняет также конструкцию установки, поскольку требует использование коллектора определенной формы и связующих узлов для подсоединения коллектора к остальной части системы теплоснабжения.
Кроме того, недостатком известной установки является возможность перебоев в ее работе в процессе эксплуатации по причине отсутствия необходимого теплового ресурса в коллекторе сточных вод, например, при аварийных ситуациях, что приведет к нестабильной работе теплового насоса и необходимости его перенастройки.
Заявляемая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в упрощении и удобстве монтажа установки автономного теплоснабжения, в упрощении конструкции установки в целом, а также в надежности и стабильности работы установки в процессе ее эксплуатации.
Для достижения указанного технического результата предлагается установка теплоснабжения отопительных приборов зданий и сооружений, работающая на утилизации тепла, выделяемого домашней птицей. Установка включает вытяжное средство для отбора тепла из помещения для содержания домашней птицы, трубчатый теплообменник, теплообменник с пакетом воздухопроницаемых картриджей, заполненных цеолитом, и тепловой насос. Трубчатый теплообменник подсоединен к вытяжному средству и сообщен с теплообменником с пакетом картриджей. Тепловой насос связан через систему трубопроводов с теплообменниками и с отопительным прибором, устанавливаемым в отапливаемом помещении здания или сооружения. Установка содержит также насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в замкнутом контуре, образованном теплообменниками и тепловым насосом.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображен общий вид предлагаемой установки.
Позицией 1 на прилагаемом чертеже установки обозначена стена помещения, в котором выращивается и содержится домашняя птица. К вентиляционной системе 2 (отточная вентиляция) этого помещения пристроен трубчатый теплообменник 3. Последовательно за теплообменником 3 расположен сообщающийся с ним дополнительный теплообменник 4.
Теплообменник 4 содержит пакет картриджей 5, а также приемник 6 картриджной камеры 7 и выпускную часть 8 камеры 7. Каждый картридж 5 представляет собой кювету прямоугольной формы, выполненную из сетки с размером ячеек 1 мм×1 мм. Кюветы заполнены цеолитом, который используется для обеспечения улавливания запаха, характерного для теплоносителя, отбираемого из помещения для содержания домашней птицы. Ширина картриджа 5 выбирается из условия размещения в нем слоя цеолита такой толщины, при которой не будет препятствий для прохождения через этот слой потока теплоносителя.
Помимо улавливания запаха, в теплообменнике 4 происходит дополнительный отбор тепла от теплоносителя, которое не полностью было утилизировано при прохождении теплоносителя через трубчатый теплообменник 3. В результате обеспечивается двухступенчатый отбор тепла, что необходимо для эффективной работы используемого в установке теплового насоса.
Формирование из пакета картриджей 5 автономного дополнительного теплообменника 4 с отдельной картриджной камерой 7 позволяет упростить замену картриджей по мере необходимости. Наличие приемника 6 и выпускной части 8 камеры 7 позволяет отбирать тепло с самих картриджей 5, на которых оно накапливается в процессе эксплуатации установки. К камере 7 присоединена выпускная труба 9, к которой можно подсоединять электростатический циклон для сбора пыли при очистке картриджей. Для теплообменника 3 предусмотрена более плотная набивка теплообменных трубок, благодаря чему не создается задержка потока теплоносителя.
В состав установки входит тепловой насос 10, который связан через систему трубопроводов 11 с теплообменниками 3 и 4 и с отопительным прибором 12, устанавливаемым в отапливаемом помещении 13 здания или сооружения. Циркуляция теплоносителя в замкнутом контуре, образованном теплообменниками 3 и 4 и тепловым насосом 10, обеспечивается насосом 14.
Работа предлагаемой установки основана на отборе тепла, выделяемого домашней птицей в результате метаболизма, из помещения, в котором она содержится. Выделяемое тепло имеет достаточно высокий инградиент температуры, причем значение инградиента постоянно во времени, что обеспечивает стабильную работу теплового насоса. Вентиляционная система 2 обеспечивает подачу потока теплоносителя, образовавшегося в результате отбора тепла из помещения, где содержится домашняя птица, в теплообменник 3. При прохождении через трубки теплообменника 3 теплоноситель отдает тепло, которое подается на тепловой насос 10 и отбирается в гидроаккумулятор - накопитель 15, откуда поступает к батареям отопительной системы обогреваемого помещения. Из теплообменника 3 теплоноситель поступает на теплообменник 4, где происходит дополнительный отбор тепла из теплоносителя, а также обеспечивается улавливание специфического запаха теплоносителя, поступающего из помещения содержания домашней птицы. После утилизации тепла охлажденный теплоноситель опять поступает на отбор следующей порции тепла.
В процессе эксплуатации устройства на стенке ближнего к теплообменнику 3 картриджа 5 собирается слой пыли, для удаления которого этот картридж извлекают из камеры 7 и устанавливают в конец пакета картриджей, а на его место помещают другой, не запыленный, картридж из пакета. Потоком теплоносителя, проходящего через запыленный картридж, пыль сдувается.
Создание конструкции установки, эксплуатация которой основана на утилизации тепла, образуемого при содержании домашней птицы, позволило значительно упростить как конструктивное выполнение самой установки, так и монтаж ее по месту использования, а также обеспечить ее надежную работу, благодаря более стабильной динамике теплового потока, т.к. температура в помещении, из которого осуществляется отбор тепла, является постоянной в течение всего периода эксплуатации.