ПОДЗЕМНОЕ СООРУЖЕНИЕ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕПЛООБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ
UNDERGROUND STRUCTURE WITH NATURAL HEAT-EXCHANGE VENTILATION

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования, а именно к устройствам с естественной вентиляцией с утилизацией тепла. Области, в которых может быть использовано подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией:
сооружения для размещения аккумуляторных батарей автономных источников питания, технологические колодцы, а также различные помещения хозяйственно-бытового назначения в условиях низких среднегодовых температур.
Известно переносное вентиляционное устройство ВСП 500, используемое для продувки технологических колодцев при проведении ремонтных и обслуживающих работ в коммуникационных сетях. [1] (Группа Компаний "Евромаш" WWW/evromash.ru/catalog/venti/переносные радиальные вентиляторы ВСП-500).
Обладая небольшими габаритами, оно может перевозиться в легковом автомобиле. Питание осуществляется от сети выпрямленного напряжения 12 В.
Основным недостатком данной системы является ее энергозависимость. Такие установки возможно эксплуатировать непосредственно перед началом производства работ обслуживающим персоналом. Таким образом, не решается задача автономной круглосуточной вентиляции подземных сооружений с риском загазованности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному подземному сооружению с естественной теплообменной вентиляцией является подземное сооружение с искусственным микроклиматом. [2] (WWW.abok.ru библиотека научных статей abok №8 2003 г. «Особенности создания микроклимата в подземных сооружениях в условиях мерзлых грунтов». В.П. Коровкин, Норильский индустриальный институт; Л.А. Белкина, ПО "Норильскэнерго" ГМК "Норильский Никель", рис.6). Оно состоит из корпуса поземного сооружения, канала приточного воздуха, канала удаления воздуха, калорифера первой ступени нагрева, калорифера второй ступени нагрева. Наружный воздух поступает в канал приточного воздуха через первую ступень калорифера, где происходит его нагрев до t=0°C. Далее, проходя через калорифер второй ступени нагрева, установленный в нижней части помещения, термостатированный воздух попадает в подземное сооружение и удаляется через канал удаления воздуха. Таким образом, решается задача вентиляции и поддержания заданной температуры в подземном сооружении.
Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности утилизации тепла положительной температуры, которая сохраняется практически неизменной на определенной глубине в разрезе всего года. Кроме того, при устройстве подземных шахт, оборудованных для размещения аккумуляторных батарей автономных источников питания, таких как фотоэлектрические панели или ветрогенераторные установки, остро стоит вопрос сокращения энергозатрат на собственные нужды. Использование электроэнергии для обогрева резко снижает эффективность маломощных автономных источников энергии.
Задачей настоящего изобретения является разработка устройства с естественной энергонезависимой вентиляцией с возможностью утилизации тепла, распределенного в толще грунта.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявленное подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией, состоящее из корпуса поземного сооружения, канала приточного воздуха, канала удаления воздуха, согласно изобретению, дополнительно содержит теплообменные пластины, расположенные по периметру канала приточного воздуха, которые осуществляют обмен тепла, распределенного в толще грунта с циркулирующим за счет силы тяги воздухом, производящим вентиляцию и обогрев помещения подземного сооружения.
На чертеже приведена схема подземного сооружения с естественной теплообменной вентиляцией, где:
1 - корпус поземного сооружения;
2 - канал приточного воздуха;
3 - канал удаления воздуха;
4 - теплообменные пластины.
Наружный воздух поступает в корпус поземного сооружения за счет разности удельных масс, создаваемой различной высотой канала приточного воздуха 2 и канала удаления воздуха 3, относительно нулевого уровня грунта. Проходя через теплообменные пластины 4, воздух отбирает часть тепла, распределенного в толще грунта. Дальнейший процесс теплопередачи происходит при циркуляции подогретого воздуха, увлекаемого силой тяги. Таким образом, происходит процесс естественной вентиляции с отбором тепла грунта.
Энергонезависимый процесс переноса тепла грунта циркулирующим воздухом за счет разности удельных масс позволяет поддерживать положительную температуру внутри подземного сооружения, обеспечивая естественную вентиляцию, предотвращающую опасный уровень загазованности помещения.
Источники информации:
1. Группа Компаний "Евромаш" WWW/evromash.ru/catalog/venti/переносные радиальные вентиляторы ВСП-5002.
2. WWW.abok.ru библиотека научных статей abok №8 2003 г. «Особенности создания микроклимата в подземных сооружениях в условиях мерзлых грунтов». В.П. Коровкин, Норильский индустриальный институт; Л.А. Белкина, ПО "Норильскэнерго" ГМК "Норильский Никель", рис.6.