УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ И ОБОГРЕВА ПОМЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в реверсивных кондиционерах воздуха - устройствах, охлаждающих воздух в жилых и иных помещениях в теплый период года и нагревающих эти помещения в холодное время, года. Устройство, например, может быть использовано для обогрева боксов, предназначенных для размещения агрегатов или оборудования, которые не могут работать при пониженных температурах окружающей среды. Это могут быть насосы, регуляторы или редукторы, в которых основными элементами конструкции являются мембраны, манжеты или другие уплотнительные детали, которые по своим техническим характеристикам не могут работать при температурах ниже определенного уровня, (например, ниже -10°С). Такие агрегаты часто устанавливаются на газо- или нефтепроводы на большом удалении от населенных пунктов и от источников тепловой или электрической энергии.
Известно много конструкций геотермальных тепловых насосов, которые предназначены для сбора тепла из почвы или подземных вод и передаче его в систему отопления здания, но во всех конструкциях для перекачивания подземных вод или незамерзающей жидкости в системе отопления используются различного типа насосы с электрическим приводом.
Известно устройство для вентиляции и обогрева помещения, содержащее верхний и нижний теплообменники, один из которых установлен в помещении, а другой - под ним, помещен в скважину на глубину, превышающую глубину промерзания грунта, при этом теплообменники соединены между собой первым и вторым трубопроводами и заполнены незамерзающей жидкостью. (RU 2307290 С2, 27.09.2007).
Недостатком известного устройства является то, что вся система термосифона выполнена замкнутой и в ней в процессе работы образуются воздушные пробки, снижающие коэффициент теплопередачи, при снижении общей температуры жидкости и уменьшения ее объема. Другим недостатком является неудовлетворительный отвод конденсата с поверхности теплообменника. Частичное покрытие теплообменных труб теплоизоляцией приводит к нарушению процесса тепломассобмена и возможности замораживания труб.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности использования и надежности устройства для вентиляции и обогрева небольших помещений без затраты какого-либо типа энергии, используя тепло земли.
Технический результат заключается в повышении надежности работы установки во всем диапазоне изменения температуры окружающей среды.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для вентиляции и обогрева помещения содержит верхний и нижний теплообменники, один из которых установлен в помещении, а другой - под ним, помещен в скважину на глубину, превышающую глубину промерзания грунта, при этом теплообменники соединены между собой первым и вторым трубопроводами и заполнены незамерзающей жидкостью, причем новым является то, что оно снабжено расширительным бачком, подключенным к верхней точке верхнего теплообменника, при этом теплообменники выполнены в виде змеевиков, подключенных первым трубопроводом к верхней точке верхнего змеевика и другим концом этого трубопровода к верхней точке нижнего змеевика, а вторым трубопроводом - к нижней точке верхнего змеевика, и нижней точке нижнего змеевика, при этом трубопроводы полностью покрыты теплоизоляцией.
На чертеже показана принципиальная схема устройство для вентиляции и обогрева помещения использующее тепло земли.
Устройство для вентиляции и обогрева помещения работает следующим образом.
Оборудование 1, которое в зимний период необходимо обогревать, помещается в специальный бокс 2, стенки которого изготовлены с применением материалов с низкой теплопроводностью, например, из пенополистирола 3. В этом же боксе размещается теплообменник 5, размеры которого зависят от габаритов обогреваемого оборудования и размеров бокса. Второй теплообменник 8 помещается в скважину на глубину 5-8 м. Глубина зависит от региона, где будет размещено устройство, т.е. от глубины промерзания грунта или в конечном итоге на такую глубину от поверхности земли, где почва или фунтовые воды имеют стабильную температуру независимо от времени года. (Например, на глубине 8 м температура земли +7,2°С). Теплообменники между собой соединяются двумя трубопроводами 6, 7, которые покрыты теплоизоляционным материалом. Причем один трубопровод 6 подключен одним концом к верхней точке верхнего теплообменника 5 и другим концом к верхней точке нижнего теплообменника 8, другой трубопровод 7 подключен одним концом к нижней точке верхнего теплообменника 5, а другим концом к нижней точке нижнего теплообменника 8. При понижении температуры в боксе 2 жидкость (применяется незамерзающая жидкость для систем отопления помещений) в верхнем теплообменнике 5 остывает и т.к. ее удельный вес увеличивается, она перемещается по трубопроводу 7 в нижний теплообменник 8, вытесняя из него теплую жидкость, которая имеет меньший удельный вес и, которая перемещается по трубопроводу 6 в верхний теплообменник 5, где эта жидкость, остывая, обогревает помещение 2.
В верхней точке верхнего теплообменника 5 установлен расширительный бачок 4 для подпитки освободившегося объема устройства при снижении общей температуры жидкости и уменьшения ее объема или приема некоторого объема жидкости при увеличении общей температуры жидкости и увеличения ее объема.
При повышении температуры в помещении, где расположен верхний теплообменник 5 и, соответственно, повышении температуры в верхнем теплообменнике 5 выше температуры жидкости в нижнем теплообменнике 8, которая практически постоянная, устройство автоматически перестает работать, т.е. движение жидкости останавливается.