СИСТЕМА ПАССИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ/ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ

Полезная модель предназначена для создания теплообменного процесса внутри жилых помещений.
Заявителю не известны аналоги предлагаемой им системы.
Задачей полезной модели является создание малоэнергозатратной системы пассивного охлаждения/отопления помещения.
Система содержит расположенный под землей теплообменник с трубами подвода к нему и отвода от него текучего теплоносителя, насос для прокачки по указанным трубам названного теплоносителя и связанное с указанными трубами воздуходувное устройство для разгона по охлаждаемому или обогреваемому помещению воздуха, которому сообщена температура текучего теплоносителя.
При этом не используется дорогостоящее оборудование, тепловые насосы, кондиционеры и т.д., а только циркуляционный насос мощностью 60-120 Вт для прокачки теплоносителя и вентилятор в разгоняющем воздух устройстве (фанкойле, воздушной завесе или другом воздуходувном устройстве, снабженным радиатором и вентилятором) мощностью 10-35 Вт, что делает систему малоэнергозатратной.
В данной системе используют постоянно присутствующую разницу между температурой под поверхностью земли на глубине в 1,5…3 м и глубже (температура в траншее, в грунтовых водах, в скважине) и температурой воздуха над поверхностью земли. Летом дневная температура над поверхностью может достигать +30…+40°С и более. В то же время под поверхностью земли температура постоянно равна +10…15°C, в зависимости от глубины размещения теплообменника и от наличия в подземельи грунтовой воды. Посредством насоса текучий теплоноситель, например воду, имеющий температуру погруженного под землю теплообменника, по трубе направляют в расположенные в помещении воздуходувные устройства, например фанкойлы, через которые производят обдув помещения воздухом и передают температуру теплоносителя, например +15°C, воздуху помещения. После фанкойлов теплоноситель снова направляют в подземный теплообменник.
Если же снаружи низкая температура, например -10°C, то описанная система уже работает на подогрев, поскольку подает на фанкойлы теплоноситель с температурой +15°C, а те - в помещение воздух температурой +15°C. Конечно, эта температура не комфортна для человека, но для предотвращения промерзания в зимнее время таких помещений как склад, производственное помещение, законсервированная на зиму гостиница и т.п., этой температуры будет вполне достаточно. При этом отсутствуют затраты на энергоносители (газ, солярка, электричество).
Предпочтительно, чтобы вся масса теплообменника была расположена под землей в водной среде.
В качестве воздуходувного устройства, разгоняющего воздух по помещению, предпочтительнее использовать фанкойл, в котором этому воздуху сообщают температуру текучего теплоносителя, проходящего через радиатор фанкойла.
Для повышения постоянства температуры и создания некоторого запаса текучего теплоносителя предпочтительнее снабдить систему буфером-накопителем указанного теплоносителя, установленным между подземным теплообменником и упомянутым устройством, разгоняющим воздух по помещению.
Дальнейшим усовершенствованием системы является снабжение указанного буфера-накопителя дополнительным внутренним теплообменником.
Более подробно система поясняется ниже со ссылкой на чертежи, на которых
на Фиг. 1 показана принципиальная схема системы, а
на Фиг. 2 показан предпочтительный вариант выполнения указанной системы.
В закрытой сверху скважине 1 расположен теплообменник 2, представляющий собой массивную металлическую болванку с внутренним сквозным каналом 3. В качестве варианта это может быть многосекционная чугунная батарея водяного отопления, скрученная в спираль металлическая или любая не подверженная ржавлению и окислению труба. К теплообменнику 2 подходит труба 4 для подвода к нему текучего теплоносителя. Наиболее доступным и дешевым текучим теплоносителем является вода, но могут быть использованы и другие жидкости. От теплообменника 2 отходит труба 5, в которую врезан циркуляционный насос 6 для создания циркуляции теплоносителя между расположенным под землей теплообменником 2 и системой теплопередачи, расположенной над землей. Второй конец трубы 5 входит в фанкойл 7, расположенный в охлаждаемом (нагреваемом) помещении 8. А выход из фанкойла 7 трубой 4 сообщен с теплообменником 2.
Проходящий через теплообменник 2 жидкий теплоноситель (например, воду) посредством насоса 6 подают в фанкойл 7, который с помощью встроенного в него вентилятора рассеивает воздух с температурой, полученной от теплообменника 2, например +15°С, по всему помещению 8. А из фанкойла 7 по трубе 4 теплоноситель возвращают обратно в теплообменник 2.
Для повышения стабильности работы системы предпочтительнее снабдить ее буфером-накопителем 9 жидкого теплоносителя, включенным в систему между насосом 6 и фанкойлом 7, как это показано на Фиг. 2. При этом трубы 4 и 5 введены внутрь буфера-накопителя 9 и соединены в нем между собой в замкнутое кольцо с образованием внутреннего теплообменника 10. Буфер-накопитель 9 соединен с фанкойлом 7 трубой 11 с врезанным в нее циркуляционным насосом 12. Выход фанкойла 7 соединен с буфером-накопителем 9 трубой 13.
В этом случае жидкий теплоноситель, например воду, посредством насоса 6 по трубе 5 подают в расположенный в одном помещении 8 с фанкойлом 7 буфер-накопитель 9, в котором посредством теплопередачи происходит нагрев/охлаждение
всего объема воды буфера-накопителя 9. Теплообменник 10, образованный трубопроводами 4 и 5, позволяет лучше поддерживать постоянной температуру теплоносителя в буфере-накопителе 9. Из буфера-накопителя 9 с помощью насоса 12 жидкий теплоноситель по трубе 11 подают на вход фанкойла 7, который полученным теплом охлаждает или нагревает воздух вокруг себя и вентилятором распространяет воздух с указанной температурой по всему помещению 8. Из фанкойла 7 по трубе 13 текучий теплоноситель возвращают в буфер-накопитель 9. Таким образом, получена замкнутая система охлаждения/обогрева помещения имеющим постоянную температуру воздухом, которая также мало энергозатратна, как и вышеописанная, поскольку добавлен лишь еще один насос мощностью 30-120 Вт, но более эффективная.
2
Подобную систему практически используют в одном из частных домов с жилой площадью 180 м в г.Новороссийске. При температуре на улице в +33…35°C температура воды в буфере-накопителе составила +23°C, а температура воздуха в помещении, в котором был установлен фанкойл модели LFPNEFB 3.4, равнялась +23,4°C. При этом расход электроэнергии для описанной системы составил 300 Вт. Если бы эту задачу решали с помощью простых кондиционеров, то понадобилось бы около 6000-9000 Вт. Налицо экономия по электричеству в десятки раз.
Если имеется необходимость использовать описанную систему только для обогрева, буфер-накопитель 9 можно снабдить дополнительным внутренним теплообменником 14, схематично обозначенным на фигуре 2, передающим теплоту от одного из известных ее источников 15: котел, печка и др. Или теплообменником 14 могут быть известные ТЭНы.
Так же теплообменник 14 может быть использован не только для подачи через него тепла в буфер-накопитель 9, но и для передачи тепла из буфера-накопителя 9 в другие нуждающиеся системы, например подогрев бассейна, отдельно стоящего здания, другого бойлера и т.д.