Claims (22)
1. Ресурсосберегающий способ обеспечения микроклимата, включающий аккумулирование тепловой энергии в емкости с водой, теплоаккумуляторе, где создают и поддерживают температурный градиент воды передачей тепловой энергии, переносимой водой и воздухом в зависимости от температуры в определенные области объема теплоаккумулятора; нагрев или охлаждение воздуха осуществляют теплообменом его с водой из соответствующей изотемпературной области теплоаккумулятора, после теплообмена вода через распределитель возвращается в другую область термоаккумулятора в соответствии с ее температурой, отличающийся тем, что для поддерживания температурного градиента воды, изотемпературные области термоаккумулятора разделяют теплоизолирующими экранами, в которых оборудуют конвекционные каналы, для протекания конвекционных потоков таким образом, чтобы восходящие и нисходящие конвекционные потоки проходили по разным каналам.1. A resource-saving way of providing a microclimate, including the accumulation of thermal energy in a tank of water, a heat accumulator, where the temperature gradient of water is created and maintained by transferring heat energy transferred by water and air depending on temperature to certain areas of the volume of the heat accumulator; heating or cooling of air is carried out by heat exchange with water from the corresponding isothermal region of the heat accumulator, after heat exchange, the water through the distributor returns to another region of the thermal accumulator in accordance with its temperature, characterized in that to maintain the temperature gradient of water, the isothermal regions of the thermal accumulator are separated by heat-insulating screens in which equip convection channels for convection flows in such a way that ascending and descending convection flows passed through different channels.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижние изотемпературные области теплоаккумилятора выполняют с развитой, теплопроводящей поверхностью и располагают на глубине более 2 м, где обеспечивают хороший тепловой контакт нижних областей теплоаккумилятора с грунтом, чем достигают передачи и накопления тепловой энергии не только в теплоаккумуляторе, но и в окружающем теплоаккумулятор грунте, а также используют внутреннее тепло Земли, подъемом теплой воды, нагреваемой теплообменом с грунтом, восходящими конвекционными потоками.2. The method according to claim 1, characterized in that the lower isothermal regions of the heat accumulator are performed with a developed, heat-conducting surface and are located at a depth of more than 2 m, where they provide good thermal contact of the lower regions of the heat accumulator with the ground, which not only enables the transfer and accumulation of thermal energy in the heat accumulator, but also in the soil surrounding the heat accumulator, and also use the internal heat of the Earth, the rise of warm water, heated by heat exchange with the soil, upward convection flows.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплоаккумулятор оснащают конвекционными каналами с удлинительными насадками, входящими в ту область теплоаккумулятора, куда направлены текущие по ним конвекционные потоки, что способствует прохождению восходящих и нисходящих конвекционных потоков по разным каналам.3. The method according to claim 1, characterized in that the heat accumulator is equipped with convection channels with extension nozzles included in the area of the heat accumulator where the current convection flows are directed to them, which contributes to the passage of upward and downward convection flows through different channels.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплоаккумилятор дополняют тепловым экраном, имеющим хорошую отражающую поверхность, такой же тепловой экран, заглубляя его в почву, устанавливают по внешнему периметру фундамента сооружения, уменьшая потери на тепловое излучение.4. The method according to claim 1, characterized in that the heat accumulator is supplemented with a heat shield having a good reflective surface, the same heat shield, buried in the soil, is installed along the outer perimeter of the foundation of the structure, reducing heat radiation losses.
5. Теплоаккумилятор по способу п.1, отличающийся тем, что изотемпературные области выполняются из одной или нескольких объединенных горизонтальными патрубками труб, оси которых ориентированы горизонтально, или составляют острый угол с горизонталью, соединены вертикальными, или составляющими острый угол с вертикалью, патрубками, в которых располагаются конвекционные каналы.5. The heat accumulator according to the method of claim 1, characterized in that the isothermal regions are made of one or more pipes connected by horizontal pipes, the axes of which are oriented horizontally, or make an acute angle with the horizontal, are connected vertically, or make up an acute angle with the vertical, pipes, in which are convection channels.
6. Теплоаккумилятор по п.5, выполненный секционным, состоящим из нескольких емкостей, отличающийся тем, что трубы в секциях выполнены по спиральной, спирально-винтовой или винтовой линиям, и объединяются в единую систему трубами, соединяющими изотермические области секций.6. The heat accumulator according to claim 5, made sectional, consisting of several containers, characterized in that the pipes in the sections are made in a spiral, spiral-helical or helical lines, and are combined into a single system by pipes connecting the isothermal areas of the sections.
7. Теплоаккумилятор по п.5, отличающийся тем, что патрубки с конвекционными каналами, располагаются в воздуховодах.7. The heat accumulator according to claim 5, characterized in that the pipes with convection channels are located in the ducts.
8. Теплоаккумилятор по п.5, отличающийся тем, что сечение труб и патрубков имеет не только круглую или овальную форму, но, например треугольную или четырехугольную, при этом патрубки, в которых располагаются конвекционные каналы, и трубы нижних областей теплоаккумилятора, располагаемые под землей на глубине более 1,5 м, под сооружением и по периметру его фундамента, имеют развитую теплопроводящую поверхность, например: гофрированную, ребристую, игольчатую.8. The heat accumulator according to claim 5, characterized in that the cross section of the pipes and nozzles is not only round or oval, but, for example, triangular or quadrangular, while the nozzles in which convection channels are located and the pipes of the lower regions of the heat accumulator located underground at a depth of more than 1.5 m, under the structure and along the perimeter of its foundation, they have a developed heat-conducting surface, for example: corrugated, ribbed, needle-shaped.
9. Способ по п.1 с дополнительным накоплением тепловой энергии изменением фазового состояния вещества, отличающийся тем, что используют несколько разных веществ, температуры плавления которых лежат в области рабочих температур смежных изотермических областей теплоаккумулятора, между которыми располагают емкости с этими веществами, при этом емкости с веществами располагают в разных уровнях теплоаккумулятора, в соответствии с их температурой плавления, например, парафин располагают в верхней области теплоаккумулятора, глицерин располагают в средней области, а олеиновая кислота, температура плавления которой пониже, располагается уровнем ниже, участие этих веществ в работе обеспечивают хорошим тепловым контактом через стенки конвекционных каналов или(и) стенки прилегающей области теплоаккумулятора.9. The method according to claim 1 with an additional accumulation of thermal energy by changing the phase state of the substance, characterized in that several different substances are used, the melting temperatures of which lie in the operating temperature range of adjacent isothermal regions of the heat accumulator, between which there are containers with these substances, while the containers with substances are placed in different levels of the heat accumulator, in accordance with their melting point, for example, paraffin is placed in the upper region of the heat accumulator, glycerin is placed They are concentrated in the middle region, and oleic acid, the melting point of which is lower, is located lower, the participation of these substances in the work provides good thermal contact through the walls of convection channels or (and) the walls of the adjacent region of the heat accumulator.
10. Способ по п.1, где для теплообмена используют крышу (шатер) сооружения, как солнечно-тепловой теплообменник, для этого ее выполняют с двойным покрытием, обеспечивающим возможность перемещения воды и воздуха в пространстве между покрытиями, внутреннее покрытие оборудуют отливом и водосборным желобом с отводными трубами, отводящими тепловую энергию воды в теплоаккумулятор; вода, подаваемая насосом из холодной области термоаккумулятора, разбрызгивается в пространстве между покрытиями, в области конька, откуда также забирают охлажденный воздух, подаваемый внутрь сооружения, а вода, стекающая по внутреннему покрытию, участвует в теплообмене с нагреваемой солнцем конструкцией крыши и воздухом, нагревается, а затем возвращается через распределитель в соответствующую изотермическую область термоаккумулятора, отличающаяся тем, что как солнечно-тепловой теплообменник работает не вся конструкция крыши, а только освещаемые солнцем скаты крыши или полосы этих скатов, то есть двойное покрытие имеет лишь часть конструкции, кроме того, внутреннее покрытие частично или полностью выполняют непрозрачным, или из материала, прозрачность которого изменяется под влиянием солнечного излучения.10. The method according to claim 1, where for the heat exchange they use the roof (tent) of the structure, like a solar-thermal heat exchanger, for this it is performed with a double coating, which allows the movement of water and air in the space between the coatings, the inner coating is equipped with a tide and a gutter with branch pipes that divert the thermal energy of water into the heat accumulator; the water supplied by the pump from the cold region of the thermal accumulator is sprayed in the space between the coatings, in the area of the ridge, from which the cooled air supplied to the inside of the structure is also taken, and the water flowing down the inner coating is involved in heat exchange with the sun-roof structure and air, is heated, and then returns through the distributor to the corresponding isothermal region of the thermal accumulator, characterized in that not only the entire roof structure works as a solar-thermal heat exchanger, but only o roof slopes illuminated by the sun or strips of these slopes, that is, a double coating has only part of the structure, in addition, the inner coating is partially or completely opaque, or from a material whose transparency changes under the influence of solar radiation.
11. Солнечно-тепловой теплообменник по способу п.10, отличающийся тем, что пространство теплообмена разделено на нижнею, для стекающей воды, и верхнюю, для поднимающегося воздуха, части продольной перегородкой с отверстиями в углублениях и развитой поверхностью, как со стороны обдуваемой воздухом, так со стороны омываемой водой.11. The solar-thermal heat exchanger according to the method of claim 10, characterized in that the heat exchange space is divided into lower, for flowing water, and upper, for rising air, parts of the longitudinal partition with holes in the recesses and a developed surface, both from the side blown by air, so from the side washed by water.
12. Солнечно-тепловой теплообменник по п.10, отличающийся тем, что если оба покрытия крыши прозрачны, разделительная перегородка теплообменника выполняется из материала, прозрачность которого под влиянием солнечного излучения ухудшается, а если нижнее покрытие не прозрачно, то перегородка выполняется из любого теплопроводного материала с зачерненной поверхностью.12. The solar-thermal heat exchanger according to claim 10, characterized in that if both roof coatings are transparent, the dividing wall of the heat exchanger is made of material whose transparency deteriorates under the influence of solar radiation, and if the lower coating is not transparent, then the partition is made of any heat-conducting material with a blackened surface.
13. Солнечно-тепловой теплообменник по п.10, отличающийся тем, что оба покрытия крыши сооружения прозрачны и движение воды от конька к карнизу происходит по каркасу внутреннего покрытия, как по направляющим для чего используется соответствующий профиль, например, тавровый, а в диагонально противоположных углах каркаса, обеспечивающего траекторию движения воды, выполняются отверстия для выпуска воды на нижерасположенную направляющую каркаса, меняющую направление движения стекающей воды.13. The solar-thermal heat exchanger according to claim 10, characterized in that both roof coverings of the structure are transparent and the movement of water from the ridge to the ledge occurs along the inner cover frame, as for which the corresponding profile is used, for example, T-shaped, and diagonally opposite the corners of the frame, providing the trajectory of the movement of water, openings are made for discharging water to the lower guide of the frame, changing the direction of movement of the flowing water.
14. Солнечно-тепловой теплообменник по п.13, отличающийся тем, что конструкция каркаса внутреннего покрытия или рамы внутреннего остекления, имеет каналы для пропуска воды, обеспечивающие извилистую траекторию движения воды вдоль рам, которые, для лучшего теплообмена с воздухом, движущимся между рам, имеют развитую поверхность.14. The solar-thermal heat exchanger according to item 13, wherein the design of the frame of the inner coating or frame of the internal glazing has channels for water passage, providing a winding path of water along the frames, which, for better heat exchange with air moving between the frames, have a developed surface.
15. Солнечно-тепловой теплообменник по п.10, отличающийся тем, что конструкция его представляет собой сеть каналов, выполненных в виде труб, с прозрачной обращенной к солнцу поверхностью, ответвляющихся от самого верхнего, расположенного выше остальных, куда подается вода и забирается воздух, каналы располагаются на согреваемых солнцем скатах крыши, соединяя верхний канал с карнизом, они могут перекрываться системой управления, определяющей оптимальный выбор работающих каналов по показаниям температурных датчиков.15. The solar-thermal heat exchanger according to claim 10, characterized in that its design is a network of channels made in the form of pipes, with a transparent surface facing the sun, branching off from the uppermost one located above the others, where water is supplied and air is taken, the channels are located on the roof slopes heated by the sun, connecting the upper channel with the cornice, they can be blocked by a control system that determines the optimal choice of working channels according to the temperature sensors.
16. Солнечно-тепловой теплообменник по п.15, отличающийся тем, что каналы имеют в сечении круглую, секторную, сегментную полукруглую форму, а также форму треугольника, четырехугольника или пятиугольника, они располагаются или в углублениях крыши, или на ее поверхности, они выполняются разъемными, закрытыми сверху прозрачными колпаками, и оборудованы направляющими для периодического изменения направления движения воды в канале, направляющие в верхней части имеют развитую поверхность для лучшего теплообмена с движущимся на встречу воде воздухом.16. The solar-thermal heat exchanger according to Claim 15, characterized in that the channels have a round, sector, segment semicircular cross section, as well as a triangle, quadrangle or pentagon, they are located either in the recesses of the roof or on its surface, they are performed detachable, transparent caps closed on top, and equipped with guides for periodically changing the direction of water movement in the channel, the guides in the upper part have a developed surface for better heat exchange with water moving towards the meeting in spirit.
17. Солнечно-тепловой теплообменник по п.15 с верхним каналом, выполненным в виде воздуховода, внутри которого разбрызгивается вода, отличающийся тем, что самый верхний канал, расположенный в горизонтальной плоскости, разделен перегородкой, объединяемой с перегородками ответвляющихся каналов, на верхнею и нижнею области, которые сообщаются с одного конца и имеющего два перекрываемых воздухозаборника, из верхней и нижней областей с другого, отводящих воздух к воздуховодам теплоаккумулятора и внутрь сооружения; вода разбрызгивается в нижней области, которая кроме стоков воды по ответвляющимся каналам, имеет перекрываемый прямой сток через распределитель в теплоаккумулятор.17. The solar-thermal heat exchanger according to claim 15 with an upper channel made in the form of an air duct inside which water is sprayed, characterized in that the upper channel, located in the horizontal plane, is divided by a partition connected to the partitions of the branch channels into the upper and lower areas that communicate from one end and having two overlapping air intakes, from the upper and lower areas from the other, venting air to the heat accumulator ducts and into the structure; water is sprayed in the lower region, which, in addition to water flows through branch channels, has a blocked direct flow through a distributor into the heat accumulator.
18. Солнечно-тепловой теплообменник по любому из пп.10-17, отличающийся тем, что он переходит в фасадную часть, оборудованную на освещаемом солнцем фасаде сооружения, которая в цокольной области заканчивается воздухозаборником.18. The solar-thermal heat exchanger according to any one of paragraphs.10-17, characterized in that it goes into the front part, equipped on the facade of the building, illuminated by the sun, which ends in the basement with an air intake.
19. Солнечно-тепловой теплообменник по любому из пп.10-17, отличающийся тем, что изнутри сооружения к охлаждаемым водой элементам конструкции на небольшом расстоянии от них, но обеспечивающем свободный доступ воздуха к ним крепятся конденсатоотводящие накладки, по которым конденсат отводится в сборник конденсата, а оттуда используется для пополнения потерь воды в теплоаккумуляторе.19. The solar-thermal heat exchanger according to any one of paragraphs.10-17, characterized in that from the inside of the structure to the water-cooled structural elements at a small distance from them, but providing free access to air, condensate drain plates are attached to them, through which the condensate is discharged into the condensate collector , and from there it is used to replenish water losses in the heat accumulator.
20. Солнечно-тепловой теплообменник по любому из пп.10-17, переходящий в фасадную часть, оборудованную на освещаемом солнцем фасаде сооружения, отличающийся тем, что его внутренняя часть представляет собой цилиндрическую поверхность, обращенную к солнцу вогнутой зачерненной стороной и имеющую тепловой контакт с трубой, в форме змеевика, отводящей воду в теплоаккумулятор.20. The solar-thermal heat exchanger according to any one of claims 10-17, turning into a facade part equipped on a building facade illuminated by the sun, characterized in that its inner part is a cylindrical surface facing the sun with a concave blackened side and having thermal contact with pipe, in the form of a coil, which drains water into the heat accumulator.
21. Солнечно-тепловой теплообменник по п.20, отличающийся тем, что фасадная часть солнечно-теплового теплообменника соединяется с цокольной частью, внутренняя часть который представляет собой зачерненную цилиндрическую поверхность, расположенную горизонтально в цокольной области, освещаемой солнцем, имеющую тепловой контакт с трубами, отводящей теплую воду в теплоаккумулятор, закрытую прозрачным колпаком, сверху плотно соединенным со стеной сооружения, а снизу с тепловым экраном, а с торцов обеспечивается забор воздуха.21. The solar-thermal heat exchanger according to claim 20, characterized in that the front part of the solar-thermal heat exchanger is connected to the base part, the inner part of which is a blackened cylindrical surface located horizontally in the basement area illuminated by the sun, having thermal contact with the pipes, diverting warm water into the heat accumulator, closed by a transparent cap, tightly connected to the wall of the structure from above, and from the bottom with a heat shield, and air intake is provided from the ends.
22. Способ по любому из пп.1-10 с солнечно-тепловым теплообменником по п.21, отличающийся тем, что часть теплоаккумулятора располагают с внешней стороны фундамента под прозрачным колпаком цокольной части солнечно-теплового теплообменника плотно соединенной с тепловым экраном, она объединяется с теплоаккумулятором трубами холодных изотермических областей, нижний ряды труб с развитой поверхностью заглубляют на глубину более 2 м, обеспечивая им тепловой контакт с грунтом, а верхний засыпают сыпучим воздухопроницаемым материалом, например, керамзитом, с торцов цокольного солнечно-теплового теплообменника обеспечивают забор воздуха, его прохождение через сыпучий материал обеспечивают одной или несколькими перегородками, плотно соединены с колпаком цокольной части солнечно-теплового теплообменника.22. The method according to any one of claims 1 to 10 with the solar-thermal heat exchanger according to claim 21, characterized in that a part of the heat accumulator is located on the outside of the foundation under the transparent cap of the base part of the solar-heat heat exchanger tightly connected to the heat shield, it is combined with heat accumulator with pipes of cold isothermal areas, the lower rows of pipes with a developed surface are buried to a depth of more than 2 m, providing them with thermal contact with the ground, and the upper one is covered with a loose breathable material, for example, ke ramzit, from the ends of the basement of the solar-thermal heat exchanger provide air intake, its passage through the bulk material is provided by one or more partitions, tightly connected to the cap of the basement of the solar-thermal heat exchanger.