RU2538520C1 - Natural conditioner - Google Patents

Natural conditioner Download PDF

Info

Publication number
RU2538520C1
RU2538520C1 RU2013132630/12A RU2013132630A RU2538520C1 RU 2538520 C1 RU2538520 C1 RU 2538520C1 RU 2013132630/12 A RU2013132630/12 A RU 2013132630/12A RU 2013132630 A RU2013132630 A RU 2013132630A RU 2538520 C1 RU2538520 C1 RU 2538520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cold
air
premises
pump
cooled
Prior art date
Application number
RU2013132630/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013132630A (en
Inventor
Николай Иванович Пахомов
Михаил Григорьевич ТИСТЯХОВ
Ирина Владимировна Гаенкова
Николай Юрьевич Иванов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
Priority to RU2013132630/12A priority Critical patent/RU2538520C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538520C1 publication Critical patent/RU2538520C1/en
Publication of RU2013132630A publication Critical patent/RU2013132630A/en

Links

Abstract

FIELD: ventilation.
SUBSTANCE: natural conditioner using the cold of ever-frozen grounds, comprises a coil located in ever-frozen ground at the depth up to 3-5 m and connected to the air exchange close-loop pipeline, fitted with inlet shutter and arranged along the perimeter of cooled premises. Meanwhile the circulation of cooled air over the pipeline is performed using the pump with the automatic ambient temperature on-off controller, embedded into the integrated cooling system.
EFFECT: present invention ensures efficient air conditioning in premises in summer time at insignificant power costs of cold generation.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха, в частности к оборудованию для кондиционирования воздуха в помещениях в летнее время года в местностях распространения вечномерзлых грунтов.The invention relates to the field of air conditioning, in particular to equipment for air conditioning in the premises in the summertime in areas of permafrost distribution.

В северных районах, отличающихся резкоконтинентальным климатом, характеризующимся значительными годовыми температурными перепадами (до 100-110°C), в летнее время температура воздуха нередко поднимается до +40°C, что приводит к нагреванию от солнца стен здания подобно «каменной печи», которые не успевают остывать за ночь. В этом случае, для обеспечения благоприятных условий проживания актуальными становятся вопросы создания условий для эффективного охлаждения помещений. При этом эффективная работа охлаждающих устройств должна быть обеспечена в бесперебойном режиме.In the northern regions, which have a sharply continental climate, characterized by significant annual temperature differences (up to 100-110 ° C), in summer the air temperature often rises to + 40 ° C, which leads to heating of the walls of the building from the sun like a “stone stove”, which do not have time to cool over night. In this case, to ensure favorable living conditions, issues of creating conditions for effective cooling of the premises become relevant. In this case, the effective operation of cooling devices must be ensured in uninterrupted mode.

Известна установка для охлаждения, функционирующая за счет конвенции жидкости в хладоносителях, где холод наружного воздуха зимой аккумулируется в жидкости, что в целом представляет собой аккумулятор холода с захолаживанием жидкости и переносом тепла от холодной камеры к аккумулятору (см. RU №2073819, F25D 3/00, F25D 7/00, 20.02.1997). Недостатками установки являются высокая стоимость хладоносителя, обеспечивающего аккумулирование холода, и значительные энергозатраты в целом при функционировании устройства.A known installation for cooling, functioning due to the convention of liquids in coolants, where the cold of outdoor air in winter accumulates in liquids, which in general is a cold accumulator with liquid cooling and heat transfer from the cold chamber to the accumulator (see RU No. 2073819, F25D 3 / 00, F25D 7/00, 02.20.1997). The disadvantages of the installation are the high cost of the refrigerant, which provides the accumulation of cold, and significant energy consumption in General when the device is functioning.

Известен кондиционер с улучшенным распределением воздуха в помещении вдоль стенок за счет использования подвесного потолка, распорок между стеной и крепежным фасонным профилем, позволяющих впускать обработанный воздух по всему периметру помещения (см. RU №2272967, F24F 7/10, 10.10.2004). В данном случае способ преобразования кондиционером воздуха из теплого в холодный, который используется для охлаждения помещения, достаточно традиционен и малоэффективен в условиях устойчивой жаркой погоды.Known air conditioning with improved distribution of air in the room along the walls through the use of a suspended ceiling, struts between the wall and the mounting shaped profile, allowing to let in the treated air around the entire perimeter of the room (see RU No. 2272967, F24F 7/10, 10.10.2004). In this case, the method of converting air conditioning from warm to cold, which is used to cool the room, is quite traditional and ineffective in conditions of stable hot weather.

Наиболее близким заявленному техническому решению является устройство для аккумулирования холода, функционирующее за счет интенсивного теплообмена в резервуаре с водой, помещенном в грунт, где искусственным способом осуществляется послойное намораживание льда (см. RU №2191958, F28B 9/06, 27.10.2002). Устройство отличается сложной и энергозатратной конструкцией, создающей условия естественного холода.The closest claimed technical solution is a device for accumulating cold, which functions due to intensive heat exchange in a tank of water placed in the ground, where layer-by-layer freezing of ice is carried out artificially (see RU No. 2191958, F28B 9/06, 10.27.2002). The device has a complex and energy-consuming design, creating conditions of natural cold.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в использовании естественного холода вечномерзлых грунтов для кондиционирования воздуха в помещениях в летний период.The problem to which the claimed invention is directed is expressed in the use of the natural cold of permafrost soils for air conditioning in rooms in the summer.

Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в упрощении устройства для кондиционирования воздуха и уменьшении энергозатрат на выработку холода в летнее время.The technical effect obtained when solving the problem is expressed in simplifying the device for air conditioning and reducing energy consumption for the production of cold in the summer.

Для решения поставленной задачи естественный кондиционер использует холод вечномерзлых грунтов, а его устройство включает змеевик, помещенный в вечномерзлый грунт на глубину до 3-5 м и присоединенный с трубопроводом замкнутого цикла воздухообмена, снабженного впускной заслонкой и размещаемого по периметру охлаждаемых помещений. При этом циркулирование охлажденного воздуха по трубопроводу осуществляется при помощи насоса с автоматическим контроллером включения-выключения по температуре окружающей среды, вмонтированного в общую систему охлаждения. Кроме того, змеевик выполнен с выходными отверстиями наружу и внутрь для подачи воздуха.To solve this problem, a natural air conditioner uses the cold of permafrost soils, and its device includes a coil placed in permafrost soil to a depth of 3-5 m and connected to a closed-loop air exchange pipe equipped with an inlet damper and placed around the perimeter of the refrigerated premises. In this case, the circulation of chilled air through the pipeline is carried out using a pump with an automatic on-off controller for ambient temperature, mounted in a common cooling system. In addition, the coil is made with outlet openings in and out for air supply.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно использование естественного холода вечномерзлых грунтов для кондиционирования воздуха в помещениях в течение всего летнего периода. Известно, что на глубине не менее 3 м в условиях вечномерзлых грунтов круглогодично поддерживается постоянная отрицательная температура минус 6°C.The combination of features of the invention provides a solution to the claimed technical problem, namely the use of the natural cold of permafrost soils for air conditioning in rooms throughout the summer period. It is known that at a depth of at least 3 m in permafrost soils a constant negative temperature of minus 6 ° C is maintained year-round.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежом, где схематически показано устройство естественного кондиционера.The claimed invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the device of a natural air conditioner.

На чертеже показаны змеевик 1, размещенный непосредственно в грунте на глубину не менее 3-5 м и присоединенный к трубопроводу 2, в котором вмонтированы насос 3 и контроллер 4. Контроллер включает насос в автоматическом режиме в зависимости от температуры окружающего воздуха. Охлажденный воздух принудительно циркулирует по замкнутому циклу трубопровода 2 и при необходимости через заслонку 5 распространяется по всему периметру помещения (см. чертеж).The drawing shows a coil 1 placed directly in the ground to a depth of at least 3-5 m and connected to a pipe 2 in which a pump 3 and a controller 4 are mounted. The controller turns on the pump in automatic mode, depending on the ambient temperature. Cooled air is forcedly circulated in a closed cycle of the pipeline 2 and, if necessary, is distributed through the damper 5 around the entire perimeter of the room (see drawing).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В летний период времени, например при температуре выше 20°C, контроллер 4 автоматически включает насос 3 и охлажденный в условиях естественного холода вечномерзлых грунтов воздух из змеевика 1, помещенного на глубину 3-5 м в вечномерзлый грунт, принудительно направляется в трубопроводы замкнутого цикла 2, размещаемые по периметрам охлаждаемых помещений. При этом впуск охлажденного воздуха осуществляется посредством открытия заслонки 5. При температуре окружающей среды ниже 20°C подача охлажденного воздуха прекращается посредством автоматического выключения насоса 3.In the summer period of time, for example, at temperatures above 20 ° C, controller 4 automatically turns on pump 3 and the air cooled from the coil 1, placed to a depth of 3-5 m in the permafrost soil, is cooled into the closed loop pipelines 2 placed around the perimeters of the refrigerated premises. In this case, the intake of chilled air is carried out by opening the shutter 5. At an ambient temperature below 20 ° C, the supply of chilled air is stopped by automatically shutting down the pump 3.

Технико-экономический эффект изобретения определен сравнительным расчетом энергозатрат стандартного электрического кондиционера и заявленного устройства для охлаждения воздуха.The technical and economic effect of the invention is determined by a comparative calculation of the energy consumption of a standard electric air conditioner and the claimed device for cooling air.

Так, при эксплуатации стандартного кондиционера мощностью 3 кВт в летний период времени в условиях Республики Саха (Якутия) (в среднем 333 часа) показатели энергозатрат составляют 999 кВт. В то время как энергозатраты естественного кондиционера, функционирующего с помощью насоса мощностью 350 Вт, за летний период времени составят 115,5 кВт. Устройство по заявляемому изобретению потребляет в 8,6 раз меньше электроэнергии по сравнению с затратами стандартного кондиционера.So, when using a standard air conditioner with a capacity of 3 kW in the summer period in the conditions of the Republic of Sakha (Yakutia) (an average of 333 hours), the energy consumption is 999 kW. While the energy consumption of a natural air conditioner operating with a 350 W pump will be 115.5 kW over the summer period. The device according to the claimed invention consumes 8.6 times less electricity compared to the costs of a standard air conditioner.

Claims (1)

Естественный кондиционер для использования холода вечномерзлых грунтов, включающий змеевик, помещенный в вечномерзлый грунт на глубину до 3-5 м и присоединенный к трубопроводу замкнутого цикла воздухообмена, снабженному впускной заслонкой и размещаемому по периметру охлаждаемых помещений, при этом средство для циркулирования охлажденного воздуха выполнено в виде насоса с автоматическим контроллером включения-выключения по температуре окружающей среды. A natural conditioner for using the cold of permafrost soils, including a coil placed in permafrost soil to a depth of 3-5 m and connected to a closed-loop air exchange pipeline equipped with an inlet damper and placed around the perimeter of the refrigerated premises, while the means for circulating cooled air is made in the form a pump with an automatic on-off controller for ambient temperature.
RU2013132630/12A 2013-07-15 2013-07-15 Natural conditioner RU2538520C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132630/12A RU2538520C1 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Natural conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132630/12A RU2538520C1 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Natural conditioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2538520C1 true RU2538520C1 (en) 2015-01-10
RU2013132630A RU2013132630A (en) 2015-01-20

Family

ID=53280808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013132630/12A RU2538520C1 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Natural conditioner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538520C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732234C1 (en) * 2020-03-27 2020-09-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Apparatus for producing water from air in cryolite zone conditions
RU2785027C1 (en) * 2022-06-15 2022-12-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения им. П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук All-year round cooling unit based on the use of cold outdoor air

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2949570A1 (en) * 1979-12-10 1981-06-11 Herbert Ing.(grad.) 5000 Köln Kaniut Heat pump using underground coil - has coil level with cellar and under insulation layer, and fan at each end
SU909456A1 (en) * 1980-07-17 1982-02-28 Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Unit for air conditioning
JP2007010275A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Kimura Kohki Co Ltd Geothermal heat pump type air-conditioner
CN2893506Y (en) * 2006-04-14 2007-04-25 徐银平 Ground temperature air conditioner
CN201003822Y (en) * 2006-02-03 2008-01-09 李国兴 Well water air conditioner without consuming water
CN201206876Y (en) * 2007-11-22 2009-03-11 邓益保 Natural cooling-heating air conditioner
CN101566376A (en) * 2009-05-21 2009-10-28 赵铭 Domestic central air-conditioning system controlled by centralized heat exchange households
CN201555317U (en) * 2009-12-08 2010-08-18 范雄 Air-conditioning system for gas exchange in ground-source pipe
RU97484U1 (en) * 2010-05-13 2010-09-10 Закрытое акционерное общество "Центр высоких технологий в машиностроении при МГТУ имени Н.Э. Баумана" VENTILATION AND ROOM HEATING DEVICE
CN201811376U (en) * 2010-09-07 2011-04-27 田淑英 Multi-purpose air-conditioning house with solar energy, ground source energy and photovoltaic electricity
JP2011190957A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Takahashi Kanri:Kk Improvement of earth solar system (underground heat recovery pipe system)
JP2012220177A (en) * 2011-04-03 2012-11-12 Shinichi Fujita Automatic adjustment method for natural energy-based ventilation and air conditioning

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2949570A1 (en) * 1979-12-10 1981-06-11 Herbert Ing.(grad.) 5000 Köln Kaniut Heat pump using underground coil - has coil level with cellar and under insulation layer, and fan at each end
SU909456A1 (en) * 1980-07-17 1982-02-28 Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Unit for air conditioning
JP2007010275A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Kimura Kohki Co Ltd Geothermal heat pump type air-conditioner
CN201003822Y (en) * 2006-02-03 2008-01-09 李国兴 Well water air conditioner without consuming water
CN2893506Y (en) * 2006-04-14 2007-04-25 徐银平 Ground temperature air conditioner
CN201206876Y (en) * 2007-11-22 2009-03-11 邓益保 Natural cooling-heating air conditioner
CN101566376A (en) * 2009-05-21 2009-10-28 赵铭 Domestic central air-conditioning system controlled by centralized heat exchange households
CN201555317U (en) * 2009-12-08 2010-08-18 范雄 Air-conditioning system for gas exchange in ground-source pipe
JP2011190957A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Takahashi Kanri:Kk Improvement of earth solar system (underground heat recovery pipe system)
RU97484U1 (en) * 2010-05-13 2010-09-10 Закрытое акционерное общество "Центр высоких технологий в машиностроении при МГТУ имени Н.Э. Баумана" VENTILATION AND ROOM HEATING DEVICE
CN201811376U (en) * 2010-09-07 2011-04-27 田淑英 Multi-purpose air-conditioning house with solar energy, ground source energy and photovoltaic electricity
JP2012220177A (en) * 2011-04-03 2012-11-12 Shinichi Fujita Automatic adjustment method for natural energy-based ventilation and air conditioning

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732234C1 (en) * 2020-03-27 2020-09-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Apparatus for producing water from air in cryolite zone conditions
RU2785027C1 (en) * 2022-06-15 2022-12-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения им. П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук All-year round cooling unit based on the use of cold outdoor air

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013132630A (en) 2015-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107228436B (en) A kind of air-conditioning system cold based on solar energy and ground
JP2015190754A (en) Heat exchange efficiency improvement device of air-cooled air conditioning outdoor heat exchanger
CN104913538A (en) Greenhouse air temperature adjusting system and adjusting method
JP2010038507A (en) Heat pump utilizing underground heat reserve
RU2538520C1 (en) Natural conditioner
CN105650781A (en) Cold and heat energy storage air conditioner system utilizing season transition
CN215175637U (en) Circulating device for refrigerating and heating through heat exchange coil on ground
CN205357202U (en) Low temperature storage grain bin refrigerating system
CN201682861U (en) Automatic temperature control animal inhabiting device
CN2901123Y (en) Cool and warm two-purpose geothermal air conditioner
CN210696569U (en) Meal heat preservation dining car system based on heat pump technology
CN203518099U (en) Outdoor direct anti-freezing cold-taking device used in cold seasons
CN204460706U (en) The fast hot-air energy water heater of a kind of embedding frequency conversion one
RU2725127C1 (en) Building heating and conditioning method and device
KR101547875B1 (en) Cooling-heating system by double pond
CN206269269U (en) Ecological central air-conditioning
RU2658786C1 (en) Livestock premises heating and cooling system
CN204704968U (en) Big-and-middle-sized place cold air conditioner device
CN104729087A (en) Embedded type frequency conversion integrated quick heating air energy water heater
CN205156188U (en) A electric heat water -collecting tray for air source heat pump unit
CN203785317U (en) Heating type air conditioning system applicable to rural families
CN203533763U (en) Energy-saving and environment-friendly refrigeration device
CN203893486U (en) Peltier refrigerating air conditioner
RU75015U1 (en) INSTALLATION FOR HEAT SUPPLY, COOLING AND VENTILATION OF PREMISES
CN208025714U (en) A kind of mobile air conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170716

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190319

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200716