PL226299B1 - Bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła i masy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła i masy będący jednocześnie filtrem powietrza, mający zastosowanie w instalacjach wentylacyjnych, klimatyzacyjnych i wszędzie tam, gdzie jest potrzeba dostarczenia dużych ilości czystego i uzdatnionego powietrza, przy czym po uzdatnieniu jest ono czystsze od otaczającego, ma odpowiednią wilgotność, a w zależności od pory roku jest zimą ciepłe, a latem chłodne.

W znanym ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 210 059 gruntowym ujęciu powietrza przewód ssawny jest wprowadzony bezpośrednio do dolnej warstwy, a szerokość warstw w kierunku do dołu ulega zmniejszeniu aż do średnicy przewodu ssawnego.

W innym rozwiązaniu znanym z niemieckiego opisu patentowego nr 1 295 165 rura ssawna jest umieszczona w komorze studziennej w kształcie cylindra z otworami. Pomiędzy ścianami komory a warstwami gruntu znajduje się warstwa żwiru. Oba rozwiązania charakteryzuje pionowy przepływ powietrza przez warstwy gruntu.

Z polskiego opisu patentowego nr 119 749 jest znane urządzenie chłodząco-grzewcze doprowadzające powietrze do gruntu poprzez wykonane w gruncie pionowe wloty powietrza, najkorzystniej w postaci studzienek. Dolne części tych wlotów są połączone z komorą zbiorczą za pośrednictwem odcinków przewodów lub warstw gruntu o małym oporze przepływu i dobrym współczynniku przewodzenia ciepła. Komora zbiorcza jest połączona z urządzeniem technologicznym takim jak skraplacz chłodzony powietrzem, chłodnia wody, urządzenia klimatyzacyjne lub urządzenia wentylacyjne.

Innym rozwiązaniem znanym z polskiego opisu patentowego nr 128 261 jest bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła i masy składający się z pionowych wlotów powietrza, których dolne części są połączone z drenami powietrznymi, najkorzystniej betonowymi, za pośrednictwem akumulacyjnej warstwy gruntu o małym oporze przepływu i dobrym współczynniku przewodzenia ciepła, najkorzystniej żwiru. Ta warstwa jest z kolei połączona z urządzeniem technologicznym w postaci urządzenia wentylacyjnego, skraplacza chłodzonego powietrzem, chłodnią wody, urządzeniem klimatyzacyjnym bądź innym. Nad akumulacyjną warstwą jest umieszczona zraszająca instalacja wodna połączona z dowolnym źródłem wody, przy czym warstwa akumulacyjna i instalacja wodna są przykryte warstwą termoizolacyjną, nad którą znajduje się warstwa gruntu.

W znanym z polskiego opisu patentowego nr 206332 gruntowy wymiennik ciepła polega na wykorzystaniu co najmniej jednej czerpni usytuowanej na powierzchni gruntu, połączonej u dołu z poziomym kanałem rozprowadzającym powietrze usytuowanym w żwirowym lub kamiennym złożu rozprowadzającym, które to złoże sąsiaduje jednostronnie z wymiennikiem w postaci żwirowego złoża akumulacyjnego. Przenikające przez całą szerokość złoża akumulacyjnego powietrze jest kierowane do kanału usytuowanego nad żwirowym lub kamiennym złożem zbierającym sąsiadującym drugostronnie ze złożem akumulacyjnym, który to kanał stanowi ujęcie powietrza dla budynku. Z kanałem tym jest połączony wentylator ssący z tłumikiem. Instalacja zraszająca umieszczona ponad złożem akumulacyjnym wraz z tym złożem są przykryte izolacją termiczną i zarazem hydrologiczną, nad którą znajduje się warstwa gruntu. Złoża rozprowadzające, akumulacyjne i zbierające są umieszczone w gruncie rodzimym.

W znanym ze zgłoszenia patentowego nr 404177 grzebieniowy gruntowy wymiennik ciepła składa się ze złoża, wykonanego z warstwy gruntu o małym oporze przepływu dla powietrza i dobrym współczynniku przewodzenia ciepła. Złoże posiada z jednej strony kolektor zasilający w powietrze, a z drugiej strony kolektor odbierający powietrze oraz korzystnie instalację drenażową i korzystnie instalację zroszeniową. Złoże okryte jest warstwą termoizolacyjną. Do kolektora zasilającego podłączone są dwa lub więcej perforowane kanały, ułożone poziomo lub z małym nachyleniem, a do kolektora odbierającego podłączone są dwa lub więcej perforowane kanały obierające powietrze, umieszczone w złożu, ułożone poziomo lub z małym nachyleniem.

Wynalazek dotyczy bezprzeponowego gruntowego wymiennika ciepła i masy wykorzystującego prawie stałą na niewielkiej głębokości, energię cieplną gruntu, dla chłodzenia, ogrzewania oraz osuszania i filtrowania powietrza. Istota urządzenia polega na tym, że do żwirowego lub żwirowo-kamiennego złoża akumulacyjnego doprowadzone jest przewodem powietrze z umieszczonej na zewnątrz czerpni i za pomocą biegnącego ukośnie perforowanego kanału prowadzonego wzdłuż podłużnej ściany złoża akumulacyjnego, który rozprowadza powietrze w złożu. Powietrze przenikając przez całą szerokość złoża akumulacyjnego wpływa do umieszczonego na przeciwległej ścianie złoża, też umieszczonego w nim nachylonego ukośnie perforowanego kanału zbierającego. Kanał zbierający,

PL 226 299 B1 który jest nachylony przeciwnie do kanału rozprowadzającego, jest połączony przewodem będącym ujęciem powietrza do budynku czy obiektu. W przypadku złoża akumulacyjnego posiadającego większą wysokość, kanał rozprowadzający, jak i zbierający są rozgałęzione w postaci litery V, czy równolegle. Zarówno złoże akumulacyjne, jak i biegnące w nim kanały powietrzne są w warstwie górnej przykryte izolacją, uszczelnione przed napływem wody, oraz warstwą gruntu rodzimego, który otacza również całe złoże.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła i masy w przekroju pionowym, fig. 2 - schematyczny widok urządzenia według wynalazku w przekroju wzdłuż linii A-A, fig. 3 - jak fig. 2, lecz w przekroju B-B, fig. 4 - jak fig. 2, lecz w przekroju C-C, fig. 5 - jak fig. 2, lecz w przekroju D-D, fig. 6 - jak fig. 2, lecz w przekroju E-E oraz fig. 7 - jak fig. 2, lecz w przekroju F-F.

Jak pokazano na rysunku bezprzewodowy gruntowy wymiennik ciepła i masy składa się z czerpni 4 usytuowanej na powierzchni gruntu 9 połączonej u dołu z przewodem 3, który jest połączony z kanałem 2 rozprowadzającym powietrze usytuowanym w żwirowym lub żwirowo-kamiennym złożu akumulacyjnym 1. Powietrze wypływające z kanału 2 przenika przez całą szerokość złoża akumulacyjnego 1 i jest kierowane do też umieszczonego w tym złożu kanału zbierającego 5, który jest połączony z przewodem 10 będącym ujęciem powietrza dla budynku czy obiektu 8. Złoże akumulacyjne 1, jak i umieszczone w nim kanały 2 i 5 przykryte termiczną, jak też hydrologiczną izolacją 11 są umieszczone w gruncie rodzimym 12.

Fig. 2 rysunku przedstawia pokazany na przekroju A-A umieszczony w złożu akumulacyjnym 1 biegnący skośnie perforowany kanał 2 rozprowadzający powietrze doprowadzone przewodem 3 z czerpni 4, zaś fig. 3 rysunku na przekroju B-B pokazuje biegnący skośnie w złożu akumulacyjnym i nachylony przeciwnie do kanału rozprowadzającego 2, perforowany kanał zbierający 5 połączony z przewodem 10 będącym ujęciem powietrza dla budynku czy innego obiektu 8.

Fig. 4 rysunku przedstawia pokazany na przekroju C-C umieszczony w złożu akumulacyjnym 1, będący odmianą kanału 2, biegnący skośnie perforowany kanał 6 rozgałęziony w postaci litery V, rozprowadzający powietrze doprowadzone przewodem 3, zaś fig. 5 rysunku przedstawia pokazany na przekroju D-D biegnący skośnie w złożu akumulacyjnym 1, będący odmianą kanału 2 nachylony przeciwnie do kanału rozprowadzającego 6, kanał zbierający 7, rozgałęziony w postaci litery V, połączony z przewodem 10 będącym ujęciem powietrza dla budynku czy innego obiektu. 8.

Fig. 6 rysunku przedstawia pokazany na przekroju E-E umieszczony w złożu akumulacyjnym 1 biegnący skośnie, będący odmianą kanału 2, perforowany kanał 12 rozgałęziony w postaci dwóch równoległych linii, rozprowadzający powietrze doprowadzone przewodem 3, zaś fig. 7 rysunku przedstawia pokazany na przekroju F-F biegnący skośnie w złożu akumulacyjnym 1, będący odmianą kanału 2, nachylony przeciwnie do kanału rozprowadzającego 12, kanał zbierający 13, rozgałęziony w postaci dwóch równoległych linii, połączony z przewodem 10 będącym ujęciem powietrza dla budynku czy innego obiektu 8.

Działanie ujawnionego bezprzeponowego gruntowego wymiennika ciepła i masy jest następujące. Powietrze poprzez czerpnię 4 jest doprowadzone przewodem 3 do kanału rozprowadzającego 2, który jest perforowany na całym obwodzie i długości. Kanał 2 biegnie skośnie w pobliżu wzdłużnej ściany żwirowego lub żwirowo-kamiennego złoża akumulacyjnego 1 i wypływające z niego powietrze przenika przez całą szerokość złoża akumulacyjnego 1, w którym następuje proces uzdatniania. Powietrze wpływa do perforowanego kanału zbierającego 5, który biegnie skośnie na przeciwległej wzdłużnej ścianie złoża 1, lecz posiada nachylenie przeciwne do kanału rozprowadzającego 2. W przypadku złoża akumulacyjnego o większej głębokości kanał rozprowadzający 2, jak i kanał zbierający 5 są rozgałęzione w postaci litery V i pokazane na rysunku jako 6 i 7, albo w postaci dwóch czy więcej równolegle biegnących linii uwidocznionych na rysunku jako 12 i 13.

Próby prowadzone na modelach i na bezprzeponowym gruntowym wymienniku ciepła i masy, z którego oczyszczone, podgrzane zimą czy ochłodzone latem powietrze było doprowadzone do obiektu hodowlanego wykazały pełną przydatność takiego systemu doprowadzania powietrza przez biegnące ukośnie wzdłuż złoża akumulacyjnego, perforowane kanały rozprowadzające, oraz zbierające, które są przeciwnie nachylone w stosunku do siebie.

Claims (2)

1. Bezprzeponowy, gruntowy wymiennik ciepła i masy składający się ze żwirowego lub żwirowo-kamiennego złoża akumulacyjnego, w którym usytuowany jest kanał rozprowadzający powietrze doprowadzone przewodem z czerpni, oraz kanał zbierający połączony z przewodem będącym ujęciem powietrza dla budynku czy obiektu, z tym że złoże akumulacyjne, jak i biegnące w nim kanały są okryte warstwą izolującą oraz gruntem rodzimym, znamienny tym, że w żwirowym lub żwirowo-kamiennym złożu akumulacyjnym (1) jest umieszczony biegnący skośnie perforowany kanał (2) rozprowadzający powietrze doprowadzone przewodem (3) z czerpni (4), które przenikając przez całą szerokość złoża akumulacyjnego (1) wpływa do też umieszczonego w tym złożu (1), nachylonego ukośnie, perforowanego kanału zbierającego (5) połączonego przewodem (10) będącym ujęciem powietrza dla budynku czy innego obiektu (8), przy czym kanał zbierający (5) posiada nachylenie przeciwne do kanału rozprowadzającego (2).

2. Bezprzeponowy, gruntowy wymiennik ciepła i masy według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał rozprowadzający (2), jak i kanał zbierający (5) są rozgałęzione w postaci litery V, i pokazane na rysunku jako (6) i (7), albo w postaci dwóch czy więcej równolegle biegnących linii