RU2583603C1 - Method for heat preparation of air - Google Patents

Method for heat preparation of air Download PDF

Info

Publication number
RU2583603C1
RU2583603C1 RU2015112814/12A RU2015112814A RU2583603C1 RU 2583603 C1 RU2583603 C1 RU 2583603C1 RU 2015112814/12 A RU2015112814/12 A RU 2015112814/12A RU 2015112814 A RU2015112814 A RU 2015112814A RU 2583603 C1 RU2583603 C1 RU 2583603C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
heat
water
river
temperature
Prior art date
Application number
RU2015112814/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Степанович Морин
Елена Николаевна Касьянова
Игорь Васильевич Корзухин
Константин Валерьевич Митин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
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 образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2015112814/12A priority Critical patent/RU2583603C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583603C1 publication Critical patent/RU2583603C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Central Air Conditioning (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention relates to heat and cold supply of buildings and structures for various purposes and can be used for energy-saving and environmentally friendly large volumes of air conditioning. To achieve this result in known method of heat preparation of air, which involves placing in river water of heat exchange channels and withdrawal of water or release of low-potential heat energy by arranging movement of atmospheric air into channels in presence of temperature gradient between air and water, removal or reduction of heat energy of natural vibrations of river water temperature and atmospheric air is accompanied by power regulation of heat flow by changing air flow in heat exchange channels and temperature gradient between air and water is provided by control of temperature mode of river flow.
EFFECT: proposed solution improves energy efficiency of heat and cold supply.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения и может быть использовано для энергосберегающего и экологичного кондиционирования больших объемов воздуха.The invention relates to the field of heat and cold supply of buildings and structures for various purposes and can be used for energy-saving and environmentally friendly conditioning of large volumes of air.

Известен способ тепловой подготовки воздуха, включающий устройство в грунтовом массиве теплообменных каналов, организацию движения по ним теплоносителя и извлечение из грунта или сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии (патент РФ №2499197, опубл. 20.11.2013, бюл. №32).A known method of heat treatment of air, including the device in the soil array of heat transfer channels, the organization of movement of heat carrier through them and the extraction of soil from the soil or discharge into the soil of low potential thermal energy (RF patent No. 2499197, publ. 20.11.2013, bull. No. 32).

Недостатками данного способа являются значительные затраты на размещение в грунте теплообменных каналов большого сечения и низкая энергетическая эффективность из-за малой величины теплосъема или теплосброса с единицы длины теплообменных каналов.The disadvantages of this method are the significant cost of placing heat transfer channels of large cross section in the soil and low energy efficiency due to the small amount of heat removal or heat loss per unit length of heat transfer channels.

Известен способ тепловой подготовки воздуха, включающий размещение в речной воде теплообменных каналов и извлечение из воды или сброс в нее низкопотенциальной тепловой энергии путем организации движения атмосферного воздуха в каналах при наличии температурного градиента между воздухом и водой (авторское свидетельство СССР №1321906, опубл. 07.07.1987, бюл. №25).A known method of heat treatment of air, including placing heat transfer channels in river water and extracting low-potential heat energy from the water or discharging into it by organizing the movement of atmospheric air in the channels in the presence of a temperature gradient between air and water (USSR author's certificate No. 1321906, published 07.07. 1987, bull. No. 25).

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является низкая энергетическая эффективность тепловой подготовки воздуха в связи с отсутствием регулирования процесса теплообмена при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха.The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the low energy efficiency of heat treatment of air due to the lack of regulation of the heat transfer process with natural temperature fluctuations of river water and atmospheric air.

Задачей изобретения является повышение энергетической эффективности тепловой подготовки больших объемов воздуха.The objective of the invention is to increase the energy efficiency of heat treatment of large volumes of air.

Достигается это тем, что в способе тепловой подготовки воздуха, включающем размещение в речной воде теплообменных каналов и извлечение из воды или сброс в нее низкопотенциальной тепловой энергии путем организации движения атмосферного воздуха в каналах при наличии температурного градиента между воздухом и водой, извлечение или сброс тепловой энергии при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха сопровождают регулированием мощности теплового потока за счет изменения расхода воздуха в теплообменных каналах, а температурный градиент между воздухом и водой обеспечивают путем регулирования температурного режима речного стока.This is achieved by the fact that in the method of heat treatment of air, which includes placing heat exchange channels in river water and extracting low potential heat energy from the water by organizing the movement of atmospheric air in the channels in the presence of a temperature gradient between air and water, recovering or dumping heat energy with natural fluctuations in the temperature of river water and atmospheric air, they are accompanied by regulation of the heat flow rate due to a change in air flow into the heat exchange channel x, a temperature gradient between the air and water is provided by adjusting temperature river flow.

Отличительные признаки - регулирование мощности теплового потока при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха за счет изменения расхода воздуха в теплообменных каналах, а также обеспечение температурного градиента между воздухом и водой путем регулирования температурного режима речного стока. Эти признаки дают возможность передавать максимальное количество тепловой энергии от воды к воздуху или наоборот при минимальных затратах энергии на перемещение воздуха.Distinctive features are the regulation of the heat flux power during natural fluctuations in the temperature of river water and atmospheric air by changing the air flow in the heat exchange channels, as well as providing a temperature gradient between air and water by regulating the temperature regime of the river flow. These features make it possible to transfer the maximum amount of thermal energy from water to air or vice versa with minimal energy consumption for air movement.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение энергетической эффективности тепловой подготовки воздуха.The technical result of the proposed solution is to increase the energy efficiency of heat treatment of air.

Заявляемый способ поясняется чертежом, где 1 - река; 2 - вентиляторная станция; 3 - нагнетательный воздухопроводный канал вентиляторной станции; 4 - впускной коллектор; 5 - теплообменные воздухопроводные каналы; 6 - выпускной коллектор; 7 - теплоизолированный воздухопроводный канал; 8 - объект теплохладоснабжения, например комплекс спортивных сооружений; 9 - плотина; 10 - водохранилище.The inventive method is illustrated in the drawing, where 1 is a river; 2 - fan station; 3 - discharge air duct of the fan station; 4 - an inlet collector; 5 - heat exchange air ducts; 6 - exhaust manifold; 7 - thermally insulated air duct; 8 - an object of heat and cold supply, for example, a complex of sports facilities; 9 - dam; 10 - reservoir.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На берегу реки 1 устанавливают вентиляторную станцию 2. Нагнетательный канал 3 вентиляторной станции сопрягают с впускным коллектором 4, к которому присоединяют несколько выполненных из металлических труб теплообменных воздуховодов 5, проложенных через русло реки на другой берег к выпускному коллектору 6, откуда прошедший тепловую подготовку воздух доставляется по теплоизолированному каналу 7 к потребителю холода или тепла 8. Для регулирования температурного режима речной воды теплообменную установку размещают на участке реки с зарегулированным стоком, прилегающем, например, к нижнему бьефу плотины 9.A fan station 2 is installed on the bank of the river 1. The discharge channel 3 of the fan station is mated to the inlet manifold 4, to which several heat exchange air ducts 5 made of metal pipes are connected, laid through the river channel to the other bank to the exhaust manifold 6, from where the heat-treated air is delivered through a heat-insulated channel 7 to the consumer of cold or heat 8. To regulate the temperature regime of river water, a heat exchange installation is placed on a section of the river with a zaregul siered drain adjacent, for example, to the lower pool of the dam 9.

В жаркое время года атмосферный воздух, перемещаемый вентилятором 2 по воздуховодам 5, отдает свое тепло речной воде, в результате чего к потребителю поступает охлажденный воздух. В холодное время года подаваемый в теплообменные каналы воздух забирает тепло от речной воды и поставляется потребителю нагретый до положительных температур. Важнейшим условием энергетической эффективности описываемых теплообменных процессов является обеспечение оптимальной скорости выравнивания температур воздуха и воды по длине теплообменных каналов. Для выполнения этого условия при естественных колебаниях температур атмосферного воздуха и речной воды соответствующим образом регулируют мощность теплового потока через стенки погруженных в реку каналов. Если выравнивание температур при текущем температурном напоре между водой в реке и атмосферным воздухом происходит ближе конца теплообменных участков, увеличивают расход воздуха в воздуховодах. И наоборот, если длина теплообменных участков оказывается недостаточной для выравнивания температур - уменьшают расход воздуха.In the hot season, atmospheric air moved by the fan 2 through the ducts 5 gives off its heat to river water, as a result of which cooled air enters the consumer. In the cold season, the air supplied to the heat exchange channels draws heat from the river water and is supplied to the consumer heated to positive temperatures. The most important condition for the energy efficiency of the described heat transfer processes is to ensure the optimal speed of equalization of air and water temperatures along the length of the heat transfer channels. To fulfill this condition, with natural temperature fluctuations in atmospheric air and river water, the power of the heat flow through the walls of the channels immersed in the river is adjusted accordingly. If the temperature equalization at the current temperature pressure between the water in the river and the atmospheric air occurs closer to the end of the heat exchange sections, increase the air flow in the ducts. Conversely, if the length of the heat exchange sections is insufficient to equalize the temperatures, they reduce the air flow.

Для увеличения текущих значений температурного градиента между атмосферным воздухом и речной водой регулируют температуру воды в реке путем изменения глубины водозабора в водохранилище 10 или за счет перераспределения во времени объемов речного стока в нижний бьеф плотины 9.To increase the current values of the temperature gradient between atmospheric air and river water, regulate the temperature of the water in the river by changing the depth of water intake in the reservoir 10 or by redistributing the volume of river runoff into the lower pool of the dam 9 over time.

Реализация способа наиболее эффективна в нижних бьефах плотин высоконапорных гидроэлектростанций (ГЭС), где круглогодично регистрируются высокие градиенты температур между атмосферным воздухом и речной водой. Например, температура воды в реке Енисей в районе города Красноярска, расположенного в 40 км ниже плотины Красноярской ГЭС, в летние месяцы не превышает 6÷12°С, а зимой река сохраняет положительную температуру, не замерзая даже в пятидесятиградусные морозы.The implementation of the method is most effective in the lower pools of dams of high-pressure hydroelectric power plants (HPS), where high temperature gradients between atmospheric air and river water are recorded year-round. For example, the water temperature in the Yenisei River in the area of the city of Krasnoyarsk, located 40 km below the dam of the Krasnoyarsk Hydroelectric Power Station, in the summer months does not exceed 6 ÷ 12 ° C, and in winter the river maintains a positive temperature without freezing even in fifty-degree frosts.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить энергетическую эффективность кондиционирования больших объемов воздуха в связи с возможностью регулирования процесса его тепловой подготовки в погруженных в реку теплообменных каналах.The application of the proposed method allows to increase the energy efficiency of conditioning large volumes of air in connection with the possibility of regulating the process of its thermal preparation in heat-exchange channels immersed in the river.

Claims (1)

Способ тепловой подготовки воздуха, включающий размещение в речной воде теплообменных каналов и извлечение из воды или сброс в нее низкопотенциальной тепловой энергии путем организации движения атмосферного воздуха в каналах при наличии температурного градиента между воздухом и водой, отличающийся тем, что извлечение или сброс тепловой энергии при естественных колебаниях температур речной воды и атмосферного воздуха сопровождают регулированием мощности теплового потока за счет изменения расхода воздуха в теплообменных каналах, а температурный градиент между воздухом и водой обеспечивают путем регулирования температурного режима речного стока. The method of heat treatment of air, including placing heat transfer channels in river water and extracting low-potential heat energy from the water or discharging into it by organizing the movement of atmospheric air in the channels in the presence of a temperature gradient between air and water, characterized in that the extraction or discharge of heat energy with natural temperature fluctuations of river water and atmospheric air are accompanied by regulation of the heat flow rate due to changes in air flow in heat exchange channels, and t The temperature gradient between air and water is provided by regulating the temperature regime of the river flow.
RU2015112814/12A 2015-04-07 2015-04-07 Method for heat preparation of air RU2583603C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112814/12A RU2583603C1 (en) 2015-04-07 2015-04-07 Method for heat preparation of air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112814/12A RU2583603C1 (en) 2015-04-07 2015-04-07 Method for heat preparation of air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2583603C1 true RU2583603C1 (en) 2016-05-10

Family

ID=55960060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112814/12A RU2583603C1 (en) 2015-04-07 2015-04-07 Method for heat preparation of air

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583603C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1321906A1 (en) * 1985-12-03 1987-07-07 Vejngardt Aleksandr G Air-driven power plant
RU2116578C1 (en) * 1996-05-30 1998-07-27 Сергей Игнатьевич Слук Air flow producing device
RU2499197C1 (en) * 2012-06-05 2013-11-20 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" Method for using soil heat accumulation properties

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1321906A1 (en) * 1985-12-03 1987-07-07 Vejngardt Aleksandr G Air-driven power plant
RU2116578C1 (en) * 1996-05-30 1998-07-27 Сергей Игнатьевич Слук Air flow producing device
RU2499197C1 (en) * 2012-06-05 2013-11-20 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" Method for using soil heat accumulation properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106440404B (en) A kind of solar water heat pump system
CN110396895B (en) Energy circulation system for road surface heat collection and snow melting heat release and control method thereof
CN102155818A (en) Low-temperature floor radiation heating and refrigerating system device
CN203633259U (en) Plant frost-proof system
CN101398263A (en) Coke oven raw gas three-segment cooling method for supply hot water for heating and bathing
RU2583603C1 (en) Method for heat preparation of air
RU92378U1 (en) DEVICE FOR HEATING CONCRETE AND SOIL
CN201621979U (en) Brine cooling tower with natural ventilation
CN212253579U (en) High-temperature geothermal drying system based on heat conduction oil
CN106439991A (en) Greenhouse compound heating system for integrating hot air, floor heating and warm water irrigation
CN207589654U (en) The drencher system and planting greenhouse that can be used alternatingly in summer in winter
CN107327896A (en) Paddy electricity heats solid heat storage heat-exchange system
CN205546847U (en) Controllable temperature pig house
CN103688809B (en) A kind of plant frost prevention method and system
CN203758047U (en) Solar heat storage system
CN202119160U (en) Low-temperature floor radiation heating and refrigerating system device
RU2683199C1 (en) Centralized heat supply of building and adjacent territory
RU2007119765A (en) HEAT ELECTRIC STATION
CN203083165U (en) Solar heating device used for swimming pool
RU2455574C1 (en) Self-sustained heat and cold supply plant of buildings and facilities
CN205825500U (en) A kind of sea-farming constant-temperature heat pump
CN110528355A (en) A kind of through-type fluid heating road snow-melting system of same journey and method
CN204705161U (en) Heat energy recycle device in the pretreatment of a kind of low temperature dregs of rice
CN204574892U (en) A kind of heat exchange unit of fin structure
CN204535161U (en) Circulating anti-freezing economical splits solar water heater pipe device

Legal Events

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

Effective date: 20180408