RU1793172C - Гелиосистема обогрева помещени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : при передаче тепла сверху вниз испаритель 1, выполненный из трубок малого поперечного сечени , установлен под углом к горизонтальной плоскости и св зан своей верхней частью с конденсатором 4 через отделитель 2 жидкости, Конденсатор 4 св зан с нижней частью испарител  1 через осмотический блок 3, разделенный полупроницаемой перегородкой 6 на две полости 7 и 8, заполненные водно- солевым раствором и конденсатом, причем полость 7 с раствором соединена как с нижней частью испарител  t, так и с отделителем 2 жидкости. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к гелиотехнике и позвол ет повысить производительность автономных гелиосистем путем эффективной организации контура циркул ции теплоносител .

Известна система обогрева помещени , содержаща  испаритель, основной и вспомогательный конденсаторы и гидрозатвор, выполненный в виде емкости, заполненной капилл рнопористой структурой.

Недостатком системы  вл етс  низка  производительность работы.

Наиболее близкой к за вленной  вл етс  гелиосистема обогрева помещени , содержаща  трубчатый испаритель теплоносител , расположенный под углом к горизонтальной плоскости, установленный на его выходе определитель жидкости, паровой объем которого св зан с конденсатором , сообщенным через насос с входом испарител .

Недостатком известной гелиосистемы  вл етс  затраты энергии на привод насоса и невозможность использовани  ее в автономном режиме.

Цель изобретени  - снижение энергозатрат путем обеспечени  автономности работы .

На чертеже изображена схема гелиосистемы обогрева.помещени .

Гелиосистема обогрева содержит испаритель 1, выполненный из трубок малого поперечного сечени  по ти.пу двухфазного термосифона, отделитель 2 жидкости, осмотический мембранный блок 3, конденсатор 4 пара и охладитель 5 жидкости (раствора).

Мембранный блок 3 разделен полупроницаемой перегородкой 6 (мембраной) на полость 7 раствора и полость 8 конденсатора . Полость 7 раствора св зана магистралью охладител  5 жидкости с отделителем 2 жидкости, а конденсатор проводом 9 с нижней частью испарител  1. Полость 8 конденсата св зана с верхней крышкой отделител  2 жидкости. Испаритель 1, также св занный с верхней крышкой отделител  2 жидкости, расположен под некоторым углом на крышке 10 обогреваемого помещени  11. Испаритель 1 располагают в пространстве так, чтобы его выходна  часть, св занна  с отделител.ем 2 жидкости, находилась выше входной части, св занной с полостью 7 раствора.

Система в начальный момент вакууми- руетс  и заполн етс  водосолевым раствором таким образом, чтобы весь объем заправки был сосредоточен в полости 7 раствора конденсатопроводе 9 и частично в испарителе 1 и отделителе 2 жидкости.

Объем начальной заправки несколько превышает динамический (рабочий) уровень раствора 1 в отделителе 2 жидкости.

Дл  интенсификации теплообмена с

воздухом обогреваемого помещени  внешние поверхности конденсатора 4 и охладител  5 жидкости оребрены.

Система обогрева работает следующим образом.

О Как уже было сказано выше испаритель 1 частично заполнен в начальный момент водосолевым раствором.

Рассмотрим дл  примера работу системы на водном растворе бромистого лити ,

5 который обладает высоким осмотическим давлением.

При попадании на внешнюю поверхность испарител  1 энергии солнечного излучени начинаетс  процесс

0 парообразовани  в водном растворе бромистого лити . Из-за большой разницы нормальных температур кипени  в паре содержитс  практически чиста  вода. Так как испаритель 1 выполнен из трубок малого

5 поперечного сечени , то образующие пузырьки пара, облада  подъемной силой, проталкивают в верхнюю часть испарител  1 жидкий раствор, т.е. реализуетс  режим парлифта. В процессе парообразовани 

0 раствор обедн етс  растворителем (водой) и концентраци  соли в нем повышаетс . Попада  в отделитель 2, жидкий раствор стекает в его нижнюю часть, а пар поступает в конденсатор 4. В конденсаторе 4

5 пар сжижаетс  с отводом теплоты парообразовани , котора  через оребрение передаетс  воздуху в помещении 1. Конденсат стекает в полость 8 мембранного блока 3. Гор чий обедненный раствор из отделите0 л  2 жидкости поступает в полость 7 блока 3. В процессе транспортировки через охладитель 5 обедненный раствор отдает тепло воздуху в помещении и в полость 7 приходит уже в охлажденном состо нии

5 (т.е. обеспечиваетс  некоторое переохлаждение относительно состо ни  насыщени ), чем выше концентраци  соли в водном растворе и меньше его температура , то осмотическое давление раствора вы0 ше..

Если рассмотреть физику процесса, то в одном растворе молекулы соли как бы собирают вокруг себ  молекулы растворител . При некоторой фиксированной температуре

5 величина осмотического давлени  будет определ тьс  количеством молекул растворител , которые способны удержать молекулы соли за счет электростатического взаимодействи . Очевидно, что при увеличении температуры кинетическа  энерги  молекул

растворител  увеличиваетс  и молекулы соли нэ могут удерживать прежнее количество мол ;кул растворител . Осмотическое давление в этом случае падает. С другой стороны , чем больше молекул соли (выше концентраци ) в растворе, тем больше они св ; ывают молекулы растворител  и, следо- вательно, осмотическое давление такого раст вора выше.

Таким образом, когда переохлажденный и обедненный по растворителю рас- TBOJ: поступает в. полость 7 блока 3, то он обладает возможностью поглощать молекулы растворител . С другой стороны полу- про шцаемой перегородки 6 в блок 3 из конденсатора 4 поступает чистый растворитель (вода). Полупроницаема  перегородка познол ет осуществл ть переход только молекул растворител . В динамическом равно

весии осуществл етс  циркул ци  молекул растворител  между полост ми 7 и 8. Так как в полости 7 молекулы растворител  св зываютс  молекулами соли, то результирующий массопереход молекул растворител  направлен из полости 8 в полость 7. В динамике конденсат заполн ет полость 8 и частично конденсатор 4 (уровень 2). В отделителе 2 раствор находитс  на уровне 1. Насыщенный растворителем раствор по магистрали. 9 поступает в нижнюю часть испарител  1 и цикл.повтор етс . Так как по обе стороны полупроницаемой перегородки 6 имеет место перепад давлений обусловленный высотой столба раствора в охладителе 5 и трубопроводе 9, то при использовании мембран типа МГА-100 перегородку армируют, например, металлическими ситами.

Форму л а изобретени  елиористема обогрева помещени , со- дерхаща  трубчатый испаритель теплоно- ситгл , расположённый под утлом к горизонтальной плоскости/установленный на его выходе отделитель жидкости, паровой объем которого св зан с конденсатором сообщенным через насос с входом испарител , о т л и ч а ю ща   с   тем, что, с це лью снижени  энергозатрат путем рбеспечени  автономности работы гелиосисте- мы, теплоносителем служит водосолевой раствор, а насос выполнен в виде осмотического мембранного блока, разделенного полупроницаемой перегородкой на полости конденсата и раствора, перва  из которых подсоединена к конденсатору, а втора  - к жидкостному объему отделител  жидкости через охладитель и входу испарител .