RU2652586C1

RU2652586C1 - Environment friendly energy saving unit of air conditioning system

Info

Publication number: RU2652586C1
Application number: RU2017107118A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Ежов; Наталья Евгеньевна Семичева; Алексей Петрович Бурцев
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2018-04-26

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction and can be used for preheating and cooling of supply air in ventilation and air conditioning systems in winter and summer periods, respectively. Ecologically friendly energy-saving complex of an air-conditioning system contains a heat exchanger, placed below the freezing level of the ground, consisting of vertical finned slotted heat exchange channels, with a slope in the direction of air movement and connected by their edges to the distribution and receiving air ducts, the junction box is connected to the hood, in the lower part of which an air filter equipped with a filter is arranged, it is also filled with granulated blast furnace slag and has perforated side walls, the air box is connected to an air cap, on the central vertical axis of which there is a vertical pipe filled with a transport wick, the lower edge of which is in the pyramidal bottom of the receiving air box, and the upper edge is connected to a moisture-removing hood provided with a wicket grid connected to the transport wick, the dewatering and air hoods are connected through an inlet duct with a valve, air heater, fan, central air conditioning and main duct, wherein the heater is plate-shaped and is equipped with thermionic converters for generating electricity.

EFFECT: invention makes it possible to improve the effectiveness of the claimed solution.

1 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано для предварительного подогрева и охлаждения приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования в зимний и летний периоды, соответственно.The present invention relates to construction and can be used for preheating and cooling the supply air in ventilation and air conditioning systems in the winter and summer periods, respectively.

Известна энергоресурсосберегающая система кондиционирования, содержащая приточную (вентиляционную камеру), в которой помещены клапан, вентилятор, калорифер, камера орошения (центральный кондиционер), перед которой устроены каплеуловитель и теплообменник, соединенный с источником энергии из системы вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) [Патент РФ № 2302588 МПК F24 F5/00, 2007].Known energy-saving air conditioning system containing a supply (ventilation chamber) in which a valve, fan, air heater, an irrigation chamber (central air conditioning) are placed, in front of which a droplet eliminator and a heat exchanger connected to an energy source from a secondary energy resources (VER) system are arranged [RF Patent] No. 2302588 IPC F24 F5 / 00, 2007].

Недостатками известной системы кондиционирования являются необходимость наличия поблизости источника ВЭР и подводящих теплопроводов, невозможность использования существующей ВЭР в летнее время для охлаждения приточного воздуха и использования возобновляемых ресурсов, что снижает ее экологическую и экономическую эффективность. The disadvantages of the known air conditioning system are the need for a nearby VER source and supply heat pipes, the inability to use the existing VER in the summer to cool the supply air and use renewable resources, which reduces its environmental and economic efficiency.

Более близким к предлагаемому изобретению является энергосберегающая система регулирования параметров приточного воздуха, включающая помещенный ниже уровня промерзания грунта пластинчатый теплообменник, состоящий из щелевых каналов, размещенных на некотором расстоянии друг от друга в грунте, с уклоном в сторону движения воздуха и соединенных своими кромками с одной стороны через щелевые отверстия с распределительным воздушным коробом, отверстие которого на уровне поверхности земли соединено с заборным колпаком, боковые стенки которого перфорированы вертикальными щелями, а с другой стороны кромки щелевых каналов соединены через щелевые отверстия с приемным воздушным коробом, отверстие которого на уровне поверхности земли соединено с воздушным колпаком, по центральной вертикальной оси которых установлена вертикальная труба, заполненная транспортным фитилем, нижняя кромка которой находится ниже уровня конденсата в пирамидальном днище воздушного короба, а верхняя кромка пропущена через отверстие крышки воздушного колпака и соединена с отверстием в пирамидальном днище влагоудаляющего колпака, причем на внутренней поверхности пирамидального днища влагоудаляющего колпака уложена решетка из полос фитиля, соединенных с транспортным фитилем, боковые стенки влагоудаляющего колпака перфорированы щелями, а боковая стенка воздушного колпака соединена через входной воздуховод с клапаном, калорифером, вентилятором, центральным кондиционером и магистральным воздуховодом, расположенными в вентиляционной камере здания [Патент РФ № 2552093 МПК F24 F5/00, 2015]. Closer to the proposed invention is an energy-saving control system for the supply air parameters, including a plate heat exchanger located below the freezing level, consisting of slotted channels placed at some distance from each other in the soil, with a slope in the direction of air movement and connected by their edges on one side through slotted openings with an air distribution box, the opening of which at the level of the earth’s surface is connected to the intake hood, the side walls of the cat They are perforated with vertical slots, and on the other hand, the edges of the slotted channels are connected through slotted holes to a receiving air box, the opening of which is connected to the air cap at the level of the earth’s surface, along the central vertical axis of which there is a vertical pipe filled with a transport wick, the lower edge of which is lower condensate level in the pyramidal bottom of the air box, and the upper edge is passed through the hole in the cover of the air cap and connected to the hole in the pyramidal m bottom of the dehumidification cap, and on the inner surface of the pyramidal bottom of the dehumidification cap a grid of wick strips connected to the transport wick is laid, the side walls of the dehumidification cap are perforated with slots, and the side wall of the air cap is connected through the inlet duct to the valve, air heater, fan, central air conditioner the main duct located in the ventilation chamber of the building [RF Patent No. 2552093 IPC F24 F5 / 00, 2015].

Основными недостатками известной энергосберегающей системы регулирования параметров приточного воздуха являются использование в качестве приточного воздуха уличного воздуха, загрязненного выхлопами автомобильного транспорта и выбросами промышленных предприятий, выбросы полученного из воздуха конденсата в атмосферу и невозможность использования горячей воды, поступающей в калорифер, для генерации электричества, что снижает экологическую и экономическую эффективность известного изобретения.The main disadvantages of the well-known energy-saving control system for supply air parameters are the use of street air contaminated by automobile exhausts and industrial emissions, supply of condensate from the air into the atmosphere and the inability to use hot water entering the air heater to generate electricity, which reduces electricity environmental and economic efficiency of the known invention.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности экологичного энергосберегающего комплекса системы кондиционирования.The technical result of the invention is to increase the environmental and economic efficiency of an environmentally friendly energy-saving complex air conditioning system.

Технический результат достигается экологичным энергосберегающим комплексом системы кондиционирования, содержащим помещенный ниже уровня промерзания грунта теплообменник, состоящий из вертикальных щелевых, снабженных вертикальными ребрами теплообменных каналов, размещенных на некотором расстоянии друг от друга в грунте, с уклоном в сторону движения воздуха и соединенных своими кромками с одной стороны через прямоугольные щели с распределительным воздушным коробом, отверстие которого на уровне поверхности земли соединено с заборным колпаком, в нижней части которого устроен воздушный фильтр, заполненный адсорбентом – гранулированным доменным шлаком, а верхняя часть боковых стенок которого перфорирована щелями, с другой стороны кромки щелевых теплообменных каналов соединены через щелевые отверстия с приемным воздушным коробом, отверстие которого на уровне поверхности земли соединено с воздушным колпаком, по центральной вертикальной оси которого и приемного воздушного короба установлена вертикальная труба, заполненная транспортным фитилем, нижняя кромка которой находится ниже уровня конденсата в пирамидальном днище приемного воздушного короба, а верхняя кромка пропущена через отверстие крышки воздушного колпака и соединена с отверстием в пирамидальном днище влагоудаляющего колпака, а на внутренней поверхности вышеупомянутого пирамидального днища уложена решетка из полос фитиля, соединенного с транспортным фитилем, тыльная стенка влагоудаляющего колпака и боковая стенка воздушного колпака соединены через патрубок и входной воздуховод с клапаном, калорифером, вентилятором, центральным кондиционером и магистральным воздуховодом, расположенными в вентиляционной камере здания, причем калорифер выполнен пластинчатым, его вертикальные перегородки выполнены с зубчатыми пазами, обращенными в горячую (водную) сторону, в которые вставлены зубчатые ребра, состоящие из последовательно соединенных термоэмиссионных преобразователей, покрытых слоем диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, каждый термоэмиссионный преобразователь состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых соединены между собой контактными спаями, которые расположены вдоль длины зубчатых ребер в их зубьях в зонах нагрева и охлаждения (в зубчатых пазах и наружной кромки зубчатых ребер), контактные спаи каждого зубчатого ребра с торцов последовательно соединены между собой перемычками, образуя теплоэлектрические секции, размещенные на каждой вертикальной перегородке, которые, в свою очередь, через конденсаторы последовательно соединены между, образуя теплоэлектрический блок, размещенный на всех вертикальных перегородках, а свободные концы с клеммами теплоэлектрических секций теплоэлектрического блока соединены с токовыводами.The technical result is achieved by an environmentally friendly energy-saving complex of the air conditioning system, comprising a heat exchanger placed below the freezing level, consisting of vertical slit channels equipped with vertical fins of heat exchange channels placed at a certain distance from each other in the soil, with a slope in the direction of air movement and connected by their edges with one side through rectangular slots with a distribution air box, the opening of which at the level of the earth's surface is connected to the fence m cap, in the lower part of which an air filter is arranged, filled with adsorbent - granulated blast furnace slag, and the upper part of the side walls of which is perforated with slots, on the other side of the edges of slotted heat-exchange channels are connected through slotted holes to a receiving air box, whose hole at the level of the earth’s surface is connected with an air cap, along the central vertical axis of which and the receiving air duct there is a vertical pipe filled with a transport wick, the lower edge of which the lower one is located below the condensate level in the pyramidal bottom of the receiving air box, and the upper edge is passed through the hole of the air cap cover and connected to the hole in the pyramidal bottom of the moisture removing cap, and on the inner surface of the aforementioned pyramidal bottom there is a grid of strips of the wick connected to the transport wick, the back the wall of the dehumidification cap and the side wall of the air cap are connected through the pipe and the inlet duct with a valve, air heater, fan, central an air conditioner and a main duct located in the ventilation chamber of the building, moreover, the air heater is plate-shaped, its vertical partitions are made with serrated grooves facing the hot (water) side, into which serrated ribs consisting of series-connected thermionic converters coated with a layer of dielectric material with high thermal conductivity, each thermionic converter consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are connected they are interconnected by contact junctions, which are located along the length of the tooth ribs in their teeth in the heating and cooling zones (in the tooth grooves and the outer edge of the tooth ribs), the contact junctions of each tooth rib from the ends are connected in series by jumpers, forming thermoelectric sections placed on each vertical partition, which, in turn, through the capacitors are connected in series between, forming a thermoelectric block located on all vertical partitions, and the free ends with Lemmas thermoelectric power sections thermoelectric power block are connected with current.

Предлагаемый экологичный энергосберегающий комплекс системы кондиционирования (ЭЭСКК) представлен на фиг. 1–10 (на фиг. 1–3 – общий вид ЭЭСКК и его разрезы, на фиг. 4, 5 – влагоудаляющий колпак, на фиг.6–8 – разрезы калорифера, на фиг.9–10 – электрогенерирующие узлы калорифера).The proposed environmentally friendly energy-saving complex air conditioning system (EESCC) is presented in FIG. 1–10 (in Figs. 1–3 is a general view of the EESCC and its sections, in FIGS. 4 and 5 are a moisture-removing hood, in FIGS. 6–8 are sections of a heater, and FIGS. 9–10 are power generating units of a heater).

ЭЭСКК содержит помещенный ниже уровня промерзания грунта 1 теплообменник 2, состоящий из вертикальных щелевых, снабженных вертикальными ребрами 3 теплообменных каналов 4, размещенных на некотором расстоянии друг от друга в грунте 1, с уклоном в сторону движения воздуха и соединенных своими кромками с одной стороны через прямоугольные щели (на фиг. 1–10 не показаны) с распределительным воздушным коробом 5, представляющим собой прямоугольную вертикальную коробку 6 с пирамидальной крышкой 7, отверстие которой на уровне поверхности земли (на фиг. 1–10 не показано) соединено с заборным колпаком 8, в нижней части которого устроен воздушный фильтр 9, заполненный адсорбентом – гранулированным доменным шлаком 10, а верхняя часть боковых стенок которого перфорирована щелями 11, с другой стороны кромки щелевых теплообменных каналов 5 соединены через щелевые отверстия (на фиг. 1–10 не показаны) с приемным воздушным коробом 12, представляющим собой прямоугольную вертикальную коробку 13 с пирамидальной крышкой 14 и пирамидальным днищем 15, отверстие которой на уровне поверхности земли (на фиг. 1–10 не показано) соединено с воздушным колпаком 16, по центральной вертикальной оси которого и приемного воздушного короба 12 установлена вертикальная труба 17, заполненная транспортным фитилем 18, нижняя кромка которой находится ниже уровня конденсата в пирамидальном днище 15, а верхняя кромка пропущена через отверстие (на фиг. 1–10 не показано) крышки воздушного колпака 16 и соединена с отверстием (на фиг. 1–10 не показано) в пирамидальном днище влагоудаляющего колпака 19. На внутренней поверхности вышеупомянутого пирамидального днища уложена решетка из полос фитиля 20, соединенного с транспортным фитилем 18, тыльная стенки влагоудаляющего колпака 19 и боковая стенка воздушного колпака 16 соединены через патрубок 21 и входной воздуховод 22 с клапаном 23, калорифером 24, вентилятором 25, центральным кондиционером 26 и магистральным воздуховодом 27, расположенными в вентиляционной камере 28 здания 29, причем калорифер 24 выполнен пластинчатым, его вертикальные перегородки 30 выполнены с зубчатыми пазами 31, обращенными в горячую (водную) сторону, в которые вставлены зубчатые ребра 32, состояшие из последовательно соединенных термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 33, покрытых слоем диэлектрического материала с высокой теплопроводностью 34, причем каждый ТЭП 33 состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых соединены между собой контактными спаями 35, которые расположены вдоль длины зубчатых ребер 32 в их зубьях 36 в зонах нагрева и охлаждения (в зубчатых пазах 31 и наружной кромки зубчатых ребер 32), контактные спаи 35 каждого зубчатого ребра 32 с торцов последовательно соединены между собой перемычками 37, образуя теплоэлектрические секции (ТЭС) 38, размещенные на каждой вертикальной перегородке 30, которые, в свою очередь, через конденсаторы 39 последовательно соединены между, образуя теплоэлектрический блок (ТЭБ) 40, размещенный на всех вертикальных перегородках 30, а свободные концы с клеммами 41 и 42 последовательно соединенных ТЭС 38 ТЭБ 40 присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенными с токовыводами (на фиг. 1–10 не показаны).EESCK contains a heat exchanger 2 located below the level of freezing of soil 1, consisting of vertical slotted holes equipped with vertical ribs 3 of heat exchange channels 4 placed at a certain distance from each other in soil 1, with a slope in the direction of air movement and connected by their edges on one side through rectangular slots (not shown in FIGS. 1–10) with an air distribution box 5, which is a rectangular vertical box 6 with a pyramidal cover 7, the opening of which is at the level of the earth’s surface (in FIG. 1–10) is connected to the intake cap 8, in the lower part of which an air filter 9 is arranged, filled with adsorbent - granulated blast furnace slag 10, and the upper part of the side walls of which is perforated with slots 11, on the other side of the edges of the slotted heat-exchange channels 5 are connected through slotted holes (not shown in FIGS. 1–10) with a receiving air box 12, which is a rectangular vertical box 13 with a pyramidal cover 14 and a pyramidal bottom 15, the opening of which is at the level of the earth’s surface (in FIG. 1–10) is connected to the air cap 16, along the central vertical axis of which and the receiving air box 12 a vertical pipe 17 is installed, filled with a transport wick 18, the lower edge of which is below the level of condensate in the pyramidal bottom 15, and the upper edge is passed through the hole (not shown in FIGS. 1–10) of the cover of the air cap 16 and connected to an opening (not shown in FIGS. 1–10) in the pyramidal bottom of the dehumidification cap 19. On the inner surface of the above-mentioned pyramidal bottom a purse made of strips of the wick 20 connected to the transport wick 18, the rear wall of the dehumidification cap 19 and the side wall of the air cap 16 are connected through a pipe 21 and an inlet duct 22 with a valve 23, an air heater 24, a fan 25, a central air conditioner 26 and a main air duct 27 located in the ventilation chamber 28 of the building 29, and the air heater 24 is plate-shaped, its vertical partitions 30 are made with serrated grooves 31 facing the hot (water) side, into which the serrated ribs 32 are inserted, consisting h series-connected thermionic converters (TEC) 33, coated with a layer of dielectric material with high thermal conductivity 34, and each TEP 33 consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are interconnected by contact junctions 35, which are located along the length of the gear ribs 32 in their teeth 36 in the zones of heating and cooling (in the serrated grooves 31 and the outer edges of the serrated ribs 32), the contact junctions 35 of each serrated rib 32 from the ends are connected in series by jumpers 37, forming thermoelectric sections (TPPs) 38 located on each vertical partition 30, which, in turn, are connected in series through capacitors 39, forming a thermoelectric block (TEB) 40 located on all vertical partitions 30, and the free ends with terminals 41 and 42 series-connected TPPs 38 TEB 40 are connected to collectors with the same charges connected to current leads (in FIG. 1–10 are not shown).

В основу работы предлагаемой ЭЭСКК положены: особенности температурного профиля по глубине грунта (в зимнее время на большей части территории России температура грунта ниже уровня промерзания и выше нуля, летом – температура грунта значительно ниже температуры наружного воздуха), использование в конструкции системы принципов пластинчатого теплообменника, возможность транспортировки жидкости фитилем под воздействием капиллярных сил [В.В. Харитонов и др. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды. – Минск: Высш. школа, 1988, с. 106] и интенсификация процесса испарения жидкости с поверхности, покрытой решеткой из полос фитиля, которая предотвращает образование паровой пленки на теплообменной поверхности и, таким образом, интенсифицирует процесс испарения [Тепловые трубы и теплообменники: от науки к практике. Сборник научн. тр. – М.: 1990, с. 22]. В основу работы предлагаемого фильтра (поз. 8,9) положено высокое значение модуля основности гранул металлургической пемзы, которое придает им основные свойства [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А.С. и др. – М.: Стройизд.,1989, с. 423; Домокеев А.К. Строительные материалы. – М.: Высш. школа, 1989, с. 163], позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся подавляющее число вредных компонентов уличного воздуха (СО₂, СО, NO_х, SO_хи др.), а работа калорифера 24 основана на использовании эффекта термоэлектричества. Так как ТЭС 38 изготовлена в виде зигзагообразных рядов, состоящих из ТЭП 33, изготовленных из парных проволочных отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, спаянных (сваренных) на концах между собой, то при нагреве одних спаянных концов 35 горячей водой и охлаждении противоположных им спаянных концов 35, нагреваемым воздухом, на противоположных спаях 35 устанавливаются разные температуры, в зоне контакта (спае) металлов М1 и М2 происходит термическая эмиссия электронов, в результате чего в зигзагообразных рядах ТЭС 33 появляется термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. – М.: «Наука», 1970, с. 502–506]. The work of the proposed EESCC is based on: features of the temperature profile along the soil depth (in winter time in most of the territory of Russia, the soil temperature is below freezing and above zero, in summer - the soil temperature is much lower than the outdoor temperature), the use of a plate heat exchanger principles system, the possibility of transporting liquid with a wick under the influence of capillary forces [V.V. Kharitonov et al. Secondary heat and energy resources and environmental protection. - Minsk: Higher. School, 1988, p. 106] and the intensification of the process of evaporation of the liquid from the surface covered with a grid of wick strips, which prevents the formation of a vapor film on the heat exchange surface and, thus, intensifies the evaporation process [Heat pipes and heat exchangers: from science to practice. Collection of scientific tr - M .: 1990, p. 22]. The proposed filter (pos. 8.9) is based on the high value of the basicity modulus of metallurgical pumice granules, which gives them the basic properties [Building materials. Directory. Ed. Boldyreva A.S. et al. - M.: Stroyizd., 1989, p. 423; Domokeev A.K. Construction Materials. - M .: Higher. School, 1989, p. 163], which allow sorbing on their surface substances with acidic properties, which include the overwhelming number of harmful components of street air (СО ₂ , СО, NO _х , SO _х , etc.), and the operation of heater 24 is based on the use of the effect of thermoelectricity. Since TES 38 is made in the form of zigzag rows consisting of TEP 33, made of paired wire segments made of different metals M1 and M2, brazed (welded) at the ends between each other, when heating one brazed ends 35 with hot water and cooling the opposite they have soldered ends 35, heated by air, different temperatures are set on opposite junctions 35, thermal emission of electrons occurs in the contact (junction) zone of metals M1 and M2, as a result of which a thermoelectric appears in the zigzag rows of TPP 33 Richestvo [S.G. Kalashnikov. Electricity. - M .: "Science", 1970, p. 502-506].

Предлагаемая ЭЭСКК работает в двух режимах: летнем и зимнем. В летний период наружный воздух с температурой t_Л1 поступает через щели 11 в заборный колпак 8, в котором создается некоторое разрежение за счет работы вентилятора 25, проходит фильтр 9, заполненный гранулированным доменным шлаком, поглощающим вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся подавляющее число вредных компонентов уличного воздуха (СО₂, СО, NO_х, SO_хи др.), откуда, очищенный от вредных примесей, поступает в распределительный воздушный короб 5, из которого распределяется по щелевым, оребренным с наружной стороны, каналам 4 теплообменника 2 и перемещается по ним в приемный воздушный короб 12. В процессе движения воздуха по щелевым каналам 3 между ним и грунтом 1, имеющим более низкую температуру t_ГЛ, через стенки каналов 4 происходит теплообмен (скорость теплопередачи по сравнению с гладкими стенками при этом значительно увеличивается за счет наличия на стенках каналов 4 ребер 3), в результате чего температура воздуха уменьшается до t_Л2, а образующийся при этом водный конденсат стекает за счет уклона щелевых каналов 4 в поддон 15. Охлажденный и осушенный воздух собирается в приемном воздушном коробе 12 и через воздушный колпак 16, входной воздуховод 22 и клапан 23 поступает в вентиляционную камеру 28, где вентилятор 25 подает его в центральный кондиционер 26, минуя калорифер 24 (воздушный байпас на фиг. 1-10 не показан). В то же время осуществляется удаление водного конденсата из поддона 15 за счет капиллярных сил транспортным фитилем 18, откуда конденсат поступает в решетку из полос фитиль 20, размещенных на поверхности пирамидального днища влагоудаляющего колпака 19, с поверхности которого происходит испарение влаги за счет тепла наружного воздуха, обогревающего вышеупомянутое пирамидальное днище и за счет тяги, создаваемой вентилятором 25, уносящей пары влаги через патрубок 21 во входной воздуховод 22, где он смешивается с осушенным и охлажденным воздухом, в связи с чем предотвращается затопление конденсатом пирамидального поддона 15 и обеспечивается увлажнение приточного воздуха, поступающего в кондиционер 26 (при этом сокращается расход воды в камере орошения кондиционера 26). В центральном кондиционере 26 осуществляется доводка воздуха до требуемых параметров, после чего кондиционированный воздух поступает в магистральный воздуховод 27, по которому направляется к потребителям (на фиг. 1-10 не показаны). The proposed EESCC works in two modes: summer and winter. In the summer period, outside air with a temperature t _L1 enters through the slots 11 into the intake hood 8, in which a certain vacuum is created due to the operation of the fan 25, a filter 9 passes, filled with granulated blast furnace slag, absorbing substances with acidic properties, which include the vast majority harmful components outside air (CO _2, CO, NO _x, SO _x, etc.)., where, purified of contaminants, air enters into the distribution duct 5, from which it is distributed over the slot, the outer side of the finned, Kan 4 am exchanger 2 and is moved thereon in the receiving air duct 12. During the movement of air along the slotted channels 3 between it and the ground 1, having a lower temperature _GL t, heat is exchanged through the channel walls 4 (heat transfer rate compared with smooth walls at this increases significantly due to the presence of 4 ribs 3) on the channel walls, as a result of which the air temperature decreases to t _Л2 , and the water condensate formed in this case flows off due to the slope of the slotted channels 4 into the tray 15. The cooled and drained air x is collected in the intake air box 12 and through the air cap 16, the inlet duct 22 and the valve 23 enters the ventilation chamber 28, where the fan 25 feeds it into the central air conditioner 26, bypassing the air heater 24 (air bypass in FIG. 1-10 not shown). At the same time, water condensate is removed from the pallet 15 due to capillary forces with the transport wick 18, from where the condensate enters the grating from the strips of the wick 20 located on the surface of the pyramidal bottom of the dehumidification cap 19, from the surface of which moisture evaporates due to the heat of the outside air, heating the aforementioned pyramidal bottom and due to the traction created by the fan 25, blowing moisture vapor through the pipe 21 into the inlet duct 22, where it is mixed with dried and cooled air, in this connection, the condensate is not flooded with the pyramidal sump 15 and the supply air entering the air conditioner 26 is moistened (while the water consumption in the irrigation chamber of the air conditioner 26 is reduced). In the central air conditioner 26, the air is adjusted to the required parameters, after which the conditioned air enters the main duct 27, which is directed to consumers (not shown in Figs. 1-10).

В зимний период работы ЭСЭКК наружный воздух с низкой температурой t_З1 поступает через щели 11 в заборный колпак 8, в котором создается некоторое разрежение за счет работы вентилятора 21, проходит фильтр 9, заполненный гранулированным шлаком 10 (в зимнее время желательно осуществлять подогрев гранул шлака 10), поглощающим вещества, обладающими кислыми свойствами, к которым относятся подавляющее число вредных компонентов уличного воздуха (СО₂, СО, NO_х, SO_хи др.), откуда, очищенный от вредных примесей, поступает в распределительный воздушный короб 5 теплообменника 2, расположенного в своей рабочей части ниже глубины промерзания, из которого распределяется по его оребренным щелевым каналам 4 и перемещается по ним в приемный воздушный короб 12. В процессе движения воздуха по щелевым каналам 4 между ним и грунтом 1, имеющим более высокую температуру t_ГЗ, через стенки каналов 3 происходит теплообмен (скорость теплопередачи по сравнению с гладкими стенками при этом значительно увеличивается за счет наличия на стенках каналов 4 ребер 3 с гладкими стенками), в результате чего температура воздуха увеличивается до t_З2. Далее воздух собирается в приемном воздушном коробе 12 и через воздушный колпак 16, входной воздуховод 22 и клапан 23 поступает в калорифер 24, обогреваемый горячей водой с температурой 90°С, откуда вентилятор 25 подает его в кондиционер 26, где осуществляется доводка воздуха до требуемых параметров, после чего воздух поступает в магистральный воздуховод 27, по которому направляется к потребителям (на фиг. 1-10 не показаны). В зимний период работы ЭЭСКК, при нагревании наружного воздуха в щелевых каналах 4 водный конденсат не образуется и не скапливается в поддоне 15 приемного воздушного короба 12. Поэтому в зимний период работы ЭЭСКК предусматривается перекрытие патрубка 21 шибером (на фиг. 1-10 не показан).In the winter period of operation of ESECC, outside air with a low temperature t _З1 enters through the slots 11 into the intake hood 8, in which a certain vacuum is created due to the operation of the fan 21, a filter 9 is filled with granulated slag 10 (in winter, it is desirable to heat the slag granules 10 ), absorbing substances with acidic properties, which include the overwhelming number of harmful components of street air (СО ₂ , СО, NO _х , SO _х , etc.), from where, purified from harmful impurities, it enters the distribution air b 5 heat exchanger 2, located in its working part below the freezing depth, from which it is distributed along its finned slotted channels 4 and moves through them into the intake air box 12. In the process of air movement through the slotted channels 4 between it and the soil 1 having a higher temperature t _GZ , heat exchange occurs through the walls of channels 3 (the heat transfer rate in comparison with smooth walls increases significantly due to the presence of fins 3 with smooth walls on the walls of channels 4), as a result of which the temperature spirit increases to t _З2 . Next, air is collected in the intake air box 12 and through the air cap 16, the inlet duct 22 and the valve 23 enters the air heater 24, heated by hot water with a temperature of 90 ° C, from where the fan 25 delivers it to the air conditioner 26, where the air is adjusted to the required parameters , after which the air enters the main duct 27, through which it is directed to consumers (not shown in FIGS. 1-10). In the winter period of operation of the EESCC, when outside air is heated in the slotted channels 4, water condensate does not form and does not accumulate in the pallet 15 of the intake air box 12. Therefore, in the winter period of the operation of the EESCC, the nozzle 21 is to be blocked by a gate (not shown in Fig. 1-10) .

Одновременно в калорифере 24 в результате процесса конвективной теплопередачи от горячей воды нагревается зона нагрева, состоящая из зубчатых пазов 31 в вертикальных перегородках 30 и помещенных туда кромок зубчатых ребер 32, покрытых из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью 34, от которого основной поток тепла передается за счет теплопроводности двухслойным контактным спаям 35, выполненным из металлов М1и М2, плотно прижатых друг к другу, расположенных в зубьях 36 зубчатых ребер 32, конструкция которых позволяет увеличить количество воспринимаемого тепла за счет повышенной площади их контакта с зоной нагрева и высокой площади контакта слоев самих металлов М1 и М2, которые нагреваются при этом. Кроме того, процесс теплообмена от материала 34 к спаям металлов М1 и М2 ТЭП 33 интенсифицируется за счет передачи его теплопроводностью, скорость которой при высоком значении коэффициента теплопроводности значительно выше, чем скорость передачи тепла за счет конвекции [И.Н. Сушкин. Теплотехника. – М.: «Металлургия», 1973, с. 195–1981]. Одновременно осуществляется охлаждение контактных спаев 35, расположенных параллельно у кромки вертикальных зубчатых ребер 32 в холодной зоне, выполненных также из металлов М1и М2, за счет передачи тепла теплопроводностью через слой материала 35, а от него конвекцией к ядру потока нагреваемого воздуха. В результате этих процессов происходит нагрев контактных спаев 35, расположенных в зонах нагрева, охлаждение противоположных спаев 35 в холодной зоне нагреваемым воздухом и возникает значительная разность температур на противоположных спаях 35 каждого ТЭП 33, что создает эмиссию электронов во всех ТЭП 33 и, соответственно, возникновение в них термоэлектричества. Термоэлектричество каждой ТЭС 38 движется через последовательно соединенные конденсаторы 39, что существенно снижает потери мощности на преодоление сопротивлений электричеству при прохождении по многочисленным ТЭП 33. Полученное электричество блока 40 через клеммы 41 и 42 и токовыводы (на фиг. 1–10 не показаны) поступает в преобразователь, где создается требуемое напряжение и сила тока (на фиг. 1–10 не показаны) и подается потребителю (например, для привода оросительного насоса (на фиг. 1–10 не показан), освещения вентиляционной камеры 28, подогрева фильтра 9 и пр.).At the same time, in the heater 24, as a result of the convective heat transfer process from hot water, a heating zone is heated consisting of toothed grooves 31 in the vertical partitions 30 and the edges of the toothed ribs 32 placed therein, coated with a dielectric material with high thermal conductivity 34, from which the main heat flux is transferred due to thermal conductivity of two-layer contact junctions 35 made of metals M1 and M2, tightly pressed against each other, located in the teeth 36 of the tooth ribs 32, the design of which allows to increase the number the quality of the perceived heat due to the increased area of their contact with the heating zone and the high contact area of the layers of the metals M1 and M2 themselves, which are heated in this case. In addition, the heat transfer process from material 34 to the junctions of metals M1 and M2 of TEC 33 is intensified due to its transfer of thermal conductivity, the rate of which at a high value of the coefficient of thermal conductivity is much higher than the rate of heat transfer due to convection [I.N. Sushkin. Heat engineering. - M.: Metallurgy, 1973, p. 195-1981]. At the same time, the contact junctions 35 located parallel to the edge of the vertical gear ribs 32 in the cold zone, also made of M1 and M2 metals, are cooled due to heat transfer through the material through the material layer 35 and convection to the core of the heated air stream from it. As a result of these processes, the contact junctions 35 located in the heating zones are heated, the opposite junctions 35 are cooled in the cold zone with heated air and a significant temperature difference occurs on the opposite junctions 35 of each TEC 33, which creates electron emission in all TEC 33 and, accordingly, they have thermoelectricity. The thermoelectricity of each TPP 38 moves through series-connected capacitors 39, which significantly reduces the power loss to overcome the resistance to electricity when passing through multiple TEC 33. The received electricity of block 40 through terminals 41 and 42 and current leads (not shown in Figs. 1–10) goes to a converter where the required voltage and current are created (not shown in FIGS. 1–10) and supplied to the consumer (for example, to drive an irrigation pump (not shown in FIGS. 1–10), lighting the ventilation chamber 28, heating filter 9 and so forth.).

Таким образом, предлагаемый экологичный энергосберегающий комплекс системы кондиционирования позволяет утилизовать низкопотенциальное тепло (возобновляемую энергию) грунта ниже уровня промерзания для предварительного подогрева приточного воздуха в зимний период и его охлаждения в летний период, использует в системе фильтр с новым типом адсорбента для очистки уличного воздуха от вредных компонентов (СО₂, СО, NO_х, SO_хи др.), оребренный пластинчатый теплообменник, интенсифицирующий процесс теплопередачи от грунта к воздуху, транспортировку конденсата фитилем за счет капиллярных сил, полученный из воздуха конденсат для увлажнения и охлаждения воздуха в камере орошения кондиционера, предотвращая его выбросы в атмосферу, тепло горячей воды, проступающей в калорифер для попутной генерации электричества, что увеличивает экологическую и экономическую эффективность изобретения,Thus, the proposed environmentally friendly energy-saving complex of the air conditioning system allows the low potential heat (renewable energy) of the soil to be utilized below the freezing level for preheating the supply air in the winter and cooling it in the summer, using a filter with a new type of adsorbent in the system to clean the street air from harmful components (СО ₂ , СО, NO _х , SO _х , etc.), finned plate heat exchanger, intensifying the process of heat transfer from soil to air, transport leveling the condensate with a wick due to capillary forces, condensate obtained from air to humidify and cool the air in the irrigation chamber of the air conditioner, preventing its emission into the atmosphere, heat of hot water flowing into the heater for the associated generation of electricity, which increases the environmental and economic efficiency of the invention,

Claims

An environmentally friendly energy-saving complex of an air conditioning system containing a ventilation chamber in which a valve, a fan, a heater, a central air conditioner are placed, in front of which there is a heat exchanger placed below the freezing level with slotted heat exchangers placed at a certain distance from each other in the soil, with a bias to the side air movement and connected at its edges with the distribution and receiving air ducts, the opening of the air distribution duct at a level above of the ground is connected to the intake hood with perforated side walls, the intake air duct through the hole at the surface of the earth is connected to the air hood, along the central vertical axis of which and the intake air duct there is a vertical pipe filled with a transport wick, the lower edge of which is below the condensate level in the pyramidal bottom of the receiving air box, and the upper edge is passed through the hole in the cover of the air cap and connected to the hole in the pyramidal bottom more than a moisture-removing hood, and on the inner surface of which a grid of strips of a wick connected to a transport wick is laid, the air hood is connected to the side wall of the duct, characterized in that the side walls of the heat-exchange slotted channels of the heat exchanger are provided with vertical fins, an air filter is arranged at the bottom of the intake hood filled with adsorbent - granulated blast furnace slag, the back wall of the dehumidifying cap is connected through a pipe to the inlet duct, the air heater is made it is vertical, its vertical partitions are made with serrated grooves facing the hot (water) side, in which serrated ribs are inserted, consisting of series-connected thermionic transducers coated with a layer of dielectric material with high thermal conductivity, each thermionic transducer consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are interconnected by contact junctions, which are located along the length of the gear ribs in their teeth in the heating and cooling zones The contact junctions of each toothed rib from the ends are connected in series by jumpers, forming thermoelectric sections located on each vertical partition, which, in turn, are connected in series through capacitors, forming a thermoelectric block located on all vertical partitions, and free the ends with the terminals of the thermoelectric sections of the thermoelectric block are connected to the current leads.