СПОСОБ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ТЕПЛОВОЙ ЗАВЕСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF HEAT SUPPLY OF AN AIR HEAT CURTAIN AND APPARATUS FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Изобретение относится к области теплоснабжения в строительстве, в частности теплоснабжения устройств, предотвращающих потери тепловой энергии помещений через дверные проемы.
В существующей практике широко известны воздушные тепловые завесы в наружных дверных проемах, теплоснабжение которых осуществляется традиционным способом: от центрального источника теплоснабжения, с помощью газовых горелок, а в удаленных от центрального теплоснабжения и газификации местах - с помощью электрических воздухонагревателей.
Недостатком таких решений является низкая энергетическая эффективность.
Известен способ теплоснабжения воздушных тепловых завес фирмы THERMOSCREENS с применением тепловых насосов, утилизирующих теплоту атмосферного воздуха с помощью наружного блока теплового насоса, что позволяет снизить потребление электроэнергии по сравнению с электрическими тепловыми завесами в три - четыре раза (см. https://www.mitsubishi.ru/files/HeatPumpsCatalogue2013_2.pdf, стр. 14 и приложение).
Известно техническое решение по патенту CN 202835654 U, также предусматривающее нагрев воздуха в воздушной тепловой завесе с помощью теплового насоса, утилизирующего теплоту атмосферного воздуха.
Недостатком такого способа является погодная и сезонная нестабильность температуры атмосферного воздуха, что влечет за собой, при понижении его температуры, снижение энергетической эффективности системы.
Предлагается способ теплоснабжения воздушной тепловой завесы дверного проема с использованием теплового насоса, утилизирующего тепловую энергию отходящего от тепловой завесы нагретого воздуха. Для этой цели забор воздуха для утилизации его теплоты осуществляют таким образом, чтобы он представлял собой смесь воздуха снаружи защищаемого завесой проема и нагретого в тепловой завесе воздуха, например непосредственно вблизи завесы с наружной стороны, а при выходе дверного проема в неотапливаемое помещение - из прилегающей к проему части этого помещения, при этом сброс охлажденного утилизацией воздуха осуществляют на удаленном расстоянии, исключающим его подсос в тепловую завесу.
Суть способа заключается в том, что струя воздуха завесы, нагретого тепловым насосом и направляемая вдоль дверного проема, теряя скорость, растекается, часть теплого воздушного потока снаружи смешивается с холодным воздухом, подогревая его, и подхватывается теплообменником-утилизатором, откуда его теплота направляется в тепловой насос и далее в тепловую завесу.
Кроме того, при утилизации в испарителях теплового насоса воздух можно охлаждать ниже точки росы, а образовавшийся конденсат дополнительно подогревать в фор-конденсаторе теплового насоса и использовать в системе горячего водоснабжения здания или сооружения.
В жаркий период тепловой насос реверсируется, конденсатор превращается в испаритель и в тепловую завесу подается охлажденный фреон, а нагретый сбрасывает теплоту через теплообменник-утилизатор, превратившийся в конденсатор, в зону отходящего охлажденного воздуха тепловой завесы, что повышает эффективность работы теплового насоса.
Устройство для реализации способа приведено на рисунке фиг. 1.
С внутренней стороны над дверным проемом 1 установлена воздушная тепловая завеса 2, содержащая конденсатор теплового насоса 3, например, в виде оребренных трубок, а с другой стороны дверного проема 1 над ним установлен теплообменник-утилизатор 4, содержащий всасывающий вентилятор 5 и испаритель теплового насоса 6, например, также в виде оребренных трубок, и компрессорный блок 7 теплового насоса.
Теплый воздух, пересекший дверной проем 1, растекается и снаружи, как более теплый, поднимается вверх в среде более холодного воздуха, где подхватывается вентилятором 5 теплообменника-утилизатора 4, снабженного испарителем 6, в котором происходит испарение фреона, поступающего затем в компрессор 7 теплового насоса, откуда поступает в конденсатор 3 тепловой завесы 2. Охлажденный в теплообменнике-утилизаторе 4 воздух отводится воздуховодом в сторону от дверного проема.
В жаркий период года производится реверсирование теплового насоса, в результате чего в тепловую завесу подается холодный фреон, охлаждающий воздушный поток, а сброс теплоты горячего фреона осуществляется через теплообменник-утилизатор.
При выходе дверного проема в неотапливаемый тамбур или иное неотапливаемое помещение (например, характерный выход из метро в подземный переход) теплообменник-утилизатор размещается в удобном месте вблизи дверного проема, а забор воздуха производится из припотолочной части неотапливаемого помещения, как показано на рисунке фиг. 2.
С внутренней стороны над дверным проемом 1 установлена воздушная тепловая завеса 2, содержащая конденсатор теплового насоса 3. Дверной проем выходит в неотапливаемое помещение 8, в котором вблизи дверного проема 1 в удобном месте расположен теплообменник-утилизатор 4, содержащий всасывающий вентилятор 5 и испаритель теплового насоса 6, соединенный (или объединенный) с компрессорным блоком 7. Теплообменник-утилизатор 4 соединен с припотолочным пространством приточным воздуховодом 9, а с наружной средой - воздуховодом 10. Компрессорный блок 7 фреонопроводом 11 соединен с конденсатором 3 тепловой завесы 2.
Устройство работает следующим образом. Нагретый воздух из тепловой завесы 2, пересекший дверной проем 1, растекается и в неотапливаемом помещении 8, как более легкий, поднимется в припотолочную часть, где через приточный воздуховод 9 засасывается всасывающим вентилятором 5 в теплообменник-утилизатор 4, в котором испаряет фреон в испарителе теплового насоса 6, и затем удаляется через воздуховод 10 наружу. Испарившийся фреон поступает в компрессорный блок 7, откуда через фреонопровод 11 подается в конденсатор теплового насоса 3 и нагревает воздух в тепловой завесе 2.
Предлагаемые способ и устройства позволяют стабилизировать и повысить температуру воздуха, подаваемого в утилизатор, и, как следствие, повысить энергетическую эффективность всего устройства.