ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2262639
ТЕПЛОНАСОСНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ
Имя изобретателя: Рахматулин Виктор Раисович (RU); Гостюнин Юрий Викторович (RU); Шамсудинов Тахир Фасридинович (RU); Середин Михаил Валерьевич (RU); Бирюлин Игорь Борисович (RU)
Имя патентообладателя: Рахматулин Виктор Раисович (RU); Гостюнин Юрий Викторович (RU); Шамсудинов Тахир Фасридинович (RU); Середин Михаил Валерьевич (RU); Бирюлин Игорь Борисович (RU)
Адрес для переписки: 414022, г.Астрахань, ул. Звездная, 47, корп.5, Госэнергонадзор, В.Р. Рахматулину
Дата начала действия патента: 2003.11.21
Теплонасосная система отопления
содержит полупроводниковый отопительный
агрегат, теплоаккумулирующую стену,
размещенную между остеклением и агрегатом,
и терморегулятор температуры. В стене в
верхней части установлен канал, например,
прямоугольного сечения с откидным клапаном,
в средней части ее в горизонтальном
положении вмонтированы тепловые трубки, а в
вертикальном положении со стороны
остекления вмонтированы
теплоаккумулирующие капсулы, заполненные
теплоаккумулирующим веществом, изменяющим
свое агрегатное состояние в рабочем
диапазоне температур, причем в нижней части
агрегата со стороны стены установлен
откидной клапан, а терморегулятор,
установленный в помещении, электрически
через импульсные линии сообщен с датчиком
температуры помещения и датчиком наружной
температуры, а также с электродвигателями
вентиляторов агрегата и
термоэлектрической батареей. Техническим
результатом является экономия
электроэнергии, простота обслуживания и
регулирования.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
теплотехнике, в частности к системам
воздушного отопления, вентиляции и
охлаждения.
Известен тепловой насос на
полупроводниках, используемый в системе
отопления помещения по схеме "воздух -
воздух", содержащий вентиляторы для
перемещения наружного и внутреннего
воздуха и патрубок для выхода нагретого
воздуха (Н.Б.Богословский, А.Н.Сканави.
Отопление: Учебник для вузов. М. Стройиздат,
1991, стр.599, рис.14.14).
Известный тепловой насос работает без
учета внешних теплопоступлений, например,
солнечной энергии.
Известна автоматизированная система
отопления, содержащая котлоагрегат,
теплообменник, трубопроводы с
отопительными приборами и терморегулятор с
датчиками температуры помещения и наружной
температуры (Ю.С.Давыдов, С.В.Нефедов. Новые
системы автоматизации отопительных
устройств. М. Стройиздат, 1980, стр.138, Рис.47).
Известная система отопления сложна по
конструкции, металлоемка, для ее работы
необходим природный газ и электроэнергия.
Известна тепловая труба, содержащая
герметичный корпус с капиллярно-пористым
наполнителем на его внутренней поверхности,
причем корпус разделен поперечными
перегородками на отсеки (А.С. 340852, кл. F 25 В 19/04
и А.С. 1712764, кл. F 28 В 15/02, БИ №18, 1972 г., СССР).
Тепловые трубки способны быстро
передавать тепловую энергию от более
нагретого тела к менее нагретому.
Наиболее близким по технической сущности
к заявляемому решению является пассивная
солнечная система отопления здания,
содержащая теплоаккумулирующую стену и
остекление (Внутренние санитарно-технические
устройства. В 3х ч.,ч.1. "Отопление".
В.Н.Богословский и др. М., Стройиздат, 1990, стр.177,
Рис.16.3).
В известной солнечной системе
отсутствует дополнительный источник для
обеспечения теплом здания на случай
пасмурной погоды и ночное время.
Техническим результатом предложенного
изобретения является повышение
экономичности системы, простоты
обслуживания и регулирования.
Технический результат достигается тем,
что теплонасосная система отопления
содержит полупроводниковый отопительный
агрегат, теплоаккумулирующую стену,
размещенную между остеклением и агрегатом,
и терморегулятор температуры, в стене в
верхней части установлен канал, например,
прямоугольного сечения с откидным клапаном,
в средней части ее в горизонтальном
положении вмонтированы тепловые трубки, а в
вертикальном положении со стороны
остекления вмонтированы
теплоаккумулирующие капсулы, заполненные
теплоаккумулирующим веществом, изменяющим
свое агрегатное состояние в рабочем
диапазоне температур, причем в нижней части
агрегата со стороны стены установлен
откидной клапан, а терморегулятор,
установленный в помещении, электрически
через импульсные линии сообщен с датчиком
температуры помещения и датчиком наружной
температуры, а также с электродвигателями
вентиляторов агрегата и
термоэлектрической батареей.
На чертеже представлена схема
теплонасосной системы отопления.
Помещение (здание) 1 имеет с южного фасада
теплоаккумулирующую стену 2 и остекление 3.
Полупроводниковый отопительный агрегат 4
через воздушные каналы 5 и 6, размещенные в
стене 2, сообщен с пространством между
остеклением 3 и стеной 2. Патрубки 7 и 8
нагреваемого и нагретого воздуха,
соответственно, пневматически сообщены с
воздухом помещения 1. Терморегулятор 9,
установленный в помещении 1, через
импульсные линии 10 сообщен электрически с
датчиком температуры помещения 11, датчиком
наружной температуры 12 и
электродвигателями 13 и 14 вентиляторов
отопительного агрегата 4. В стене 2, в
верхней части, установлен канал 15, например,
прямоугольного сечения, с откидным
клапаном 16. В средней части стены 2 в
горизонтальном положении вмонтированы
тепловые трубки 17, а в вертикальном
положении со стороны остекления 3
вмонтированы теплоаккумулирующие капсулы
18, заполненные теплоаккумулирующим
веществом, изменяющим свое агрегатное
состояние в рабочем диапазоне температур. В
нижней части отопительного агрегата 4, со
стороны стены 2, установлен откидной клапан
19. Агрегат 4 установлен на фундаменте 20,
размещенный на полу 21 помещения 1.
Термоэлектрическая батарея 22 электрически
сообщена с терморегулятором 9.
Теплонасосная система отопления работает
следующим образом. В вечернее время, когда
уже теплопоступления извне отсутствуют,
терморегулятор 9 подает сигнал в
зависимости от снижения температуры в
помещении 1 на включение в работу
электромоторов 13 и 14 и батареи 22
отопительного агрегата 4. При достижении в
помещении 1, например, температуры +18°С,
терморегулятор дает сигнал на отключение
вентиляторов и батарей 22. При снижении
температуры до +15°С, терморегулятор 9 вновь
включает вентиляторы и батарею 22 агрегата 4.
В дневное время в отопительный период при
наличии солнечной радиации через
остекление 3 тепло поступает к стене 2,
нагревает ее и теплоаккумулирующие капсулы
18. Тепловые трубки 17 в это время будут
производить трансформацию тепла с
освещенной стороны стены 2 в помещение 1. При
нагреве помещения 1 свыше 18°С за счет тепла,
поступающего через канал 15 и откидной
клапан 16, а также нагрева правой стороны
стены 2 вентиляторы агрегата 4 остановятся.
При наличии повышенного давления в
пространстве между остеклением 3 и стеной 2
будет происходить естественная вентиляция
воздуха и в самом помещении 1. Холодный
воздух из помещения 1 через откидной клапан
19 и воздушный канал 5 будет поступать снизу
к остеклению 3, а нагретый воздух будет
подниматься вверх к каналу 15 и откроет
клапан 16. Теплый воздух с верхней части
помещения охладится от потолка, стен и
охлажденным опустится к полу 21, через
откидной клапан 19 опять поступит для
нагрева в пространство между остеклением 3
и стеной 2. Капсулы 18 в течение дня будут
поглощать тепло, а в вечернее и ночное время
отдавать его воздуху, находящемуся слева от
стены 2. В вечернее время, когда температура
в помещении снизится до 15°С, терморегулятор
9 включит вентиляторы 13 и 14 агрегата 4 в
работу. В этом случае откидные клапаны 16 и 19
закроются под давлением принудительно
циркулирующего воздуха в помещении 1,
вентиляция воздуха от естественной
перейдет к искусственной (принудительной).
Наличие с южного фасада помещения 1
теплоаккумулирующей стены 2,
вмонтированных в нее тепловых трубок 17 и
теплоаккумулирующих капсул 18, позволит
снизить работу отопительного агрегата 4 до
10 часов в сутки и менее и тем самым
сэкономить электрическую энергию,
используемую на привод его электромоторов
и работы батареи 22. В летний
межотопительный период теплонасосная
система отопления может работать на
охлаждение помещения 1 и поддерживать в нем
комфортные условия.
Можно отметить, что отопительный
коэффициент термоэлектрического теплового
насоса при применяемых полупроводниковых
материалах (висмут-теллур и висмут-селен)
доходит до 2,5-3,0. Достоинство этого
теплового насоса - отсутствие компрессоров,
компактность, малошумность, долговечность,
простота обслуживания и регулирования.
Предлагаемая теплонасосная система
отопления может найти применение для тепло-холодоснабжения
производственных и жилых помещений Юга
России.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Теплонасосная система отопления,
содержащая полупроводниковый отопительный
агрегат, теплоаккумулирующую стену,
размещенную между остеклением и агрегатом,
и терморегулятор температуры, отличающаяся
тем, что в стене в верхней части установлен
канал, например, прямоугольного сечения с
откидным клапаном, в средней части ее в
горизонтальном положении вмонтированы
тепловые трубки, а в вертикальном положении
со стороны остекления вмонтированы
теплоаккумулирующие капсулы, заполненные
теплоаккумулирующим веществом, изменяющим
свое агрегатное состояние в рабочем
диапазоне температур, причем в нижней части
агрегата со стороны стены установлен
откидной клапан, а терморегулятор,
установленный в помещении, электрически
через импульсные линии сообщен с датчиком
температуры помещения и датчиком наружной
температуры, а также с электродвигателями
вентиляторов агрегата и
термоэлектрической батареей.
Версия для печати
Дата публикации 06.12.2006гг
вверх
|
