RU2767253C1 - Air conditioning system using natural source cold - Google Patents
Air conditioning system using natural source cold Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767253C1 RU2767253C1 RU2021108312A RU2021108312A RU2767253C1 RU 2767253 C1 RU2767253 C1 RU 2767253C1 RU 2021108312 A RU2021108312 A RU 2021108312A RU 2021108312 A RU2021108312 A RU 2021108312A RU 2767253 C1 RU2767253 C1 RU 2767253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cold
- circuit
- heat exchanger
- air conditioning
- air
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Abstract
Description
Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано для холодоснабжения кондиционеров в бытовых, административных и производственных помещениях.The invention relates to air conditioning and ventilation technology and can be used for refrigeration of air conditioners in domestic, administrative and industrial premises.
Предпосылкой для создания изобретения является то, что эксплуатация систем инженерного оборудования существенно влияет на экологическую обстановку особенно в крупных городах. Кроме того, стоимость энергоресурсов регулярно увеличивается. В последнее время постоянно ведется поиск наиболее эффективных путей сокращения потребления энергоресурсов. Одним из них является использование возобновляемых источников энергии, в том числе, воды рек, для кондиционирования микроклимата зданий, расположенных на берегах рек, с целью сокращения потребления электроэнергии на систему холодоснабжения. Перспективность использования холодной воды в качестве источника холодоснабжения зданий, построенных на побережьях крупных рек, очевидна. В связи с этим техническое решение, основанное на использовании воды "холодных" рек в качестве нетрадиционного возобновляемого источника холода для систем кондиционирования, приведет к существенному повышению энергоэффективности и снижению затрат на кондиционирование. Особенности уникального температурного режима, например, реки Енисей позволяют подойти к решению задачи получения холодоносителя гораздо проще и с меньшими затратами, чем традиционное использование холодильной техники.A prerequisite for the creation of the invention is that the operation of engineering equipment systems significantly affects the environmental situation, especially in large cities. In addition, the cost of energy resources is constantly increasing. Recently, there has been a constant search for the most effective ways to reduce energy consumption. One of them is the use of renewable energy sources, including river water, to condition the microclimate of buildings located on the banks of rivers in order to reduce electricity consumption for the refrigeration system. The prospect of using cold water as a source of cooling for buildings built on the banks of large rivers is obvious. In this regard, a technical solution based on the use of water from "cold" rivers as an unconventional renewable source of cold for air conditioning systems will lead to a significant increase in energy efficiency and reduce air conditioning costs. Features of the unique temperature regime, for example, of the Yenisei River, make it possible to approach the solution of the problem of obtaining a coolant much easier and at a lower cost than the traditional use of refrigeration equipment.
Из уровня техники известен, например, кондиционер, работающий по принципу компрессионной холодильной машины, содержащий корпус с двумя отсеками, испаритель, капиллярную трубку, конденсатор, заполненные хладоном, компрессор и вентиляторы, причем конденсатор и испаритель расположены в разных отсеках, снабженных автономными вентиляторами (Патент РФ №2170886 С1, дата приоритета 05.01.2000, дата публикации 20.07.2001, авторы: Левкин В.В. и др., RU).From the prior art, for example, an air conditioner operating on the principle of a compression refrigeration machine is known, containing a housing with two compartments, an evaporator, a capillary tube, a condenser filled with refrigerant, a compressor and fans, and the condenser and evaporator are located in different compartments equipped with independent fans (Patent RF No. 2170886 C1, priority date 01/05/2000, publication date 07/20/2001, authors: Levkin V.V. et al., RU).
Недостатком известного кондиционера являются большие энергозатраты, снижающие его энергоэффективность, в связи с необходимостью использования электроэнергии для работы компрессора, обеспечивающего сжатие фреона и поддержание его движения по холодильному контуру, а также для работы вентиляторов.A disadvantage of the known air conditioner is high energy consumption, which reduces its energy efficiency, due to the need to use electricity to operate the compressor, which compresses the freon and maintains its movement along the refrigeration circuit, as well as for the operation of the fans.
Известен также естественный кондиционер, использующий холод вечномерзлых грунтов, включающий змеевик, помещенный в вечномерзлый грунт и присоединенный к трубопроводу замкнутого цикла воздухообмена, снабженному впускной заслонкой и размещаемому 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, что способствует эффективному кондиционированию воздуха в помещениях в летнее время при незначительных энергозатратах на выработку холода (Патент РФ №2538520 С1, дата приоритета 15.07.2013, дата публикации 10.01.2015, авторы: Пахомов Н.И. и др., RU).A natural air conditioner is also known that uses the cold of permafrost soils, including a coil placed in permafrost soil and connected to a closed air exchange pipeline equipped with an inlet damper and located along the perimeter of the cooled premises, while the circulation of cooled air through the pipeline is carried out using a pump with an automatic switch-on controller - ambient temperature shutdown, built into the common cooling system, which contributes to efficient air conditioning in rooms in the summer with little energy consumption for cold generation (RF Patent No. 2538520 C1, priority date 07/15/2013, publication date 01/10/2015, authors: Pakhomov N.I. and others, RU).
Недостатками естественного кондиционера являются: область использования -летнее время, ограничение холодопроизводительности габаритными размерами змеевика, а также трудозатраты при установке змеевика в мерзлый грунт.The disadvantages of a natural air conditioner are: the area of use is summer time, the limitation of cooling capacity by the overall dimensions of the coil, as well as labor costs when installing the coil in frozen ground.
В качестве прототипа принята известная система кондиционирования с использованием естественного холода, содержащая емкость, выполняющую функцию аккумулятора ночного холода, воздухоохладитель, камеру орошения, вентилятор, трехходовой клапан, центробежные насосы, задвижку, воздушные заслонки и камеру смешения (Патент РФ №2291355, дата приоритета 05.04.2005, дата публикации 10.01.2007, авторы: Кочетов О.С. и др., RU, прототип).As a prototype, a well-known air conditioning system using natural cold was adopted, containing a container that acts as a night cold accumulator, an air cooler, an irrigation chamber, a fan, a three-way valve, centrifugal pumps, a valve, air dampers and a mixing chamber (RF Patent No. 2291355, priority date 05.04 .2005, publication date 10.01.2007, authors: Kochetov O.S. et al., RU, prototype).
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- низкая энергоэффективность, обусловленная затратами электроэнергии на работу вентилятора и для накопления холода;- low energy efficiency due to the cost of electricity for the operation of the fan and for the accumulation of cold;
- ограничение периода работы и холодопроизводительности габаритными размерами бака аккумулятора;- limiting the period of operation and cooling capacity by the overall dimensions of the accumulator tank;
- низкая эффективность работы в летний период, обусловленная тем, что использование циркуляционной воды в камере орошения способствует образованию микрофлоры (бактерий), что ограничивает возможность использования системы для обслуживания жилых зданий.- low efficiency in summer, due to the fact that the use of circulating water in the irrigation chamber contributes to the formation of microflora (bacteria), which limits the possibility of using the system for servicing residential buildings.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание системы кондиционирования с использованием холода естественного источника путем реализации экологичного способа холодоснабжения для ее круглогодичного функционирования без холодильных машин при использовании в качестве холодоносителя воды «холодных» рек.The technical problem solved by the invention is the creation of an air conditioning system using the cold of a natural source by implementing an environmentally friendly method of refrigeration for its year-round operation without refrigeration machines when using "cold" river water as a coolant.
Для решения технической проблемы предложена система кондиционирования с использованием холода естественного источника, содержащая водозаборное устройство, воздухоохладитель, теплообменники, систему трубопроводов с запорной арматурой и циркуляционными насосами. Новым является то, что система содержит два контура, объединенные расположенным между ними теплообменником, первый контур представляет собой систему холодоснабжения, предназначенную для циркуляции в ней воды холодных рек, второй контур представляет систему потребления холода, при этом первый контур содержит группу погружных насосов, русловой водоприемник с рыбозащитным устройством, фильтр самоочищающийся, теплообменник, манометры, термометры, запорную арматуру, перфорированную дренажную трубу и соединительный трубопровод, а второй контур, представляющий систему потребления холода, содержит теплообменник, воздухоохладитель, циркуляционные насосы с реле давления, фильтр, узел подпитки и защиты оборудования, включающий мембранный расширительный сосуд и предохранительный клапан, контур также содержит датчик температуры, связанный с контроллером, предназначенным для управления системой холодоснабжения, манометры, термометры и соединительный трубопровод, кроме того, оба контура содержат дренажную арматуру и автоматические воздухоотводчики, встроенные в соединительный трубопровод.To solve the technical problem, an air conditioning system using the cold of a natural source is proposed, containing a water intake device, an air cooler, heat exchangers, a piping system with shutoff valves and circulation pumps. What is new is that the system contains two circuits, united by a heat exchanger located between them, the first circuit is a refrigeration supply system designed to circulate cold river water in it, the second circuit is a cold consumption system, while the first circuit contains a group of submersible pumps, a channel water intake with a fish protection device, a self-cleaning filter, a heat exchanger, pressure gauges, thermometers, shutoff valves, a perforated drainage pipe and a connecting pipeline, and the second circuit, representing a cold consumption system, contains a heat exchanger, an air cooler, circulation pumps with a pressure switch, a filter, a feeding and equipment protection unit , including a diaphragm expansion vessel and a safety valve, the circuit also contains a temperature sensor associated with a controller designed to control the refrigeration system, pressure gauges, thermometers and a connecting pipeline, in addition, both circuits contain a drain important fittings and automatic air vents built into the connecting pipeline.
Согласно изобретению, воздухоохладитель входит в состав центрального кондиционера.According to the invention, the air cooler is part of the central air conditioner.
Согласно изобретению, система содержит пластинчатый разборный теплообменник.According to the invention, the system comprises a gasketed plate heat exchanger.
На чертеже приведена принципиальная схема системы кондиционирования с использованием холода естественного источника, где указаны следующие обозначения.The drawing shows a schematic diagram of an air conditioning system using the cold of a natural source, where the following symbols are indicated.
1. Группа погружных насосов1. Group of submersible pumps
2. Русловой водоприемник с рыбозащитным устройством2. Channel water intake with a fish protection device
3. Трубопровод3. Pipeline
4. Фильтр самоочищающийся4. Self-cleaning filter
5. Пластинчатый разборный теплообменник5. Plate heat exchanger
6. Датчик температуры6. Temperature sensor
7. Группа циркуляционных насосов7. Group of circulation pumps
8. Воздухоохладитель8. Air cooler
9. Мембранный расширительный сосуд9. Membrane expansion vessel
10. Предохранительный клапан10. Safety valve
11. Перфорированная дренажная труба11. Perforated drain pipe
12. Контроллер12. Controller
13. Запорная арматура13. Shut-off valves
14. Манометр14. Pressure gauge
15. Термометр15. Thermometer
16. Воздухоотводчик автоматический16. Automatic air vent
17. Фильтр сетчатый17. Mesh filter
18. Реле давления18. Pressure switch
19. Дренажная арматура.19. Drainage fittings.
Приведенная схема системы кондиционирования с использованием холода естественного источника содержит два контура. Первый контур представляет собой систему холодоснабжения, предназначенную для циркуляции в ней воды холодных рек, например реки «Енисей». Второй контур представляет систему потребления холода циркулирующей водопроводной водой. При этом контуры связаны между собой пластинчатым разборным теплообменником 5.The given scheme of the air conditioning system using the cold of a natural source contains two circuits. The first circuit is a refrigeration system designed to circulate the water of cold rivers in it, for example, the Yenisei River. The second circuit is a system for consuming cold with circulating tap water. In this case, the circuits are interconnected by a plate-type collapsible heat exchanger 5.
Система кондиционирования с использованием холода естественного источника функционирует следующим образом.The air conditioning system using the cold of a natural source operates as follows.
Вода из русла реки закачивается в систему холодоснабжения группой погружных насосов 1 через русловой водоприемник с рыбозащитным устройством 2. По трубопроводу 3 вода проходит через самоочищающийся фильтр 4 и поступает в пластинчатый разборный теплообменник 5, где передает холод во второй контур. Производительность насосов 1 регулируется контроллером 12 с помощью датчика температуры 6. Так при повышении температуры во втором контуре насосами 1 увеличивается расход в первом контуре.Water from the river bed is pumped into the cold supply system by a group of submersible pumps 1 through a channel water intake with a
Циркуляция холодоносителя во втором контуре обеспечивается группой циркуляционных насосов 7 с реле давления 18, предназначенным для защиты от сухого хода. Холодоноситель по трубопроводам 3 поступает в воздухоохладитель 8, который может находиться в составе центрального кондиционера. Возвращаясь от потребителя, холодоноситель проходит через сетчатый фильтр 17.Coolant circulation in the secondary circuit is provided by a group of circulation pumps 7 with a
Для поддержания постоянного давления во втором контуре предусмотрена подпитка и мембранный расширительный сосуд 9, а для защиты оборудования от повышения давления предусмотрен предохранительный клапан 10.To maintain a constant pressure in the secondary circuit, make-up and a
Сброс воды в реку осуществляется через перфорированную дренажную трубу 11 для предотвращения размыва почвы.Water is discharged into the river through a
Для удаления воздуха из системы предусмотрены автоматические воздухоотводчики 16, а для опорожнения системы установлена дренажная арматура 19.To remove air from the system,
Для отслеживания контроля работы системы на трубопроводе 3 установлены манометры 14 и термометры 15, а для обслуживания системы - запорная арматура 13.To monitor the control of the system operation, pressure gauges 14 and
Рекомендуемое использование в системе в качестве теплообменника разборного пластинчатого теплообменника обусловлено возможностью его прочистки в случае загрязнения.The recommended use of a gasketed plate heat exchanger in the system as a heat exchanger is due to the possibility of cleaning it in case of contamination.
Предложенная система кондиционирования с использованием холода естественного источника может успешно применяться круглогодично для зданий, расположенных вблизи холодных водоемов. При этом получение холода осуществляется без холодильных машин, при использовании естественного источника холода (холодной реки), который не ограничен по своему ресурсу, причем система, реализующая данный способ холодоснабжения, кроме указанных, имеет следующие преимущества:The proposed air conditioning system using the cold of a natural source can be successfully used year-round for buildings located near cold water bodies. At the same time, cold is obtained without refrigeration machines, using a natural source of cold (cold river), which is not limited in its resource, and the system that implements this method of refrigeration, in addition to those indicated, has the following advantages:
- экономию ресурсов, в частности электроэнергии, необходимой только на работу насосов;- saving resources, in particular, electricity required only for the operation of pumps;
- низкие затраты на капитальные вложения, так как холодильное оборудование аналогичной мощности будет стоить дороже;- low capital investment costs, as refrigeration equipment of similar capacity will cost more;
- уменьшение шума, что особенно важно в жилом строительстве;- noise reduction, which is especially important in residential construction;
- простоту и низкую стоимость обслуживания без потребности в высококлассных специалистах по криогенной технике;- simplicity and low cost of maintenance without the need for highly qualified specialists in cryogenic technology;
- экологичность способа холодоснабжения, так как в качестве холодоносителя в системе используется вода, а не фреоны, хладоны.- environmental friendliness of the refrigeration supply method, since water is used as a coolant in the system, and not freons, freons.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в реализации экологичного способа холодоснабжения для круглогодичного функционирования системы кондиционирования без холодильных машин, при использовании в качестве холодоносителя воды «холодных» рек и в повышении энергоэффективности за счет снижения энергозатрат.The technical result achieved by the invention consists in the implementation of an environmentally friendly method of refrigeration for year-round operation of the air conditioning system without refrigeration machines, using the water of "cold" rivers as a coolant and in increasing energy efficiency by reducing energy costs.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021108312A RU2767253C1 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Air conditioning system using natural source cold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021108312A RU2767253C1 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Air conditioning system using natural source cold |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767253C1 true RU2767253C1 (en) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021108312A RU2767253C1 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Air conditioning system using natural source cold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767253C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1795830A1 (en) * | 2004-09-30 | 2007-06-13 | Shengheng Xu | An energy picking-up system by using water of river, lake and sea as low-grade energy source |
CN1987228A (en) * | 2006-12-13 | 2007-06-27 | 何长江 | Central air conditioning system using syphon principle with river water as cool source |
RU2664271C2 (en) * | 2016-05-24 | 2018-08-15 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Ground heat exchanger of geothermal heat pump system with moistening of ground and method for its application |
CN108954574A (en) * | 2018-09-18 | 2018-12-07 | 广东也节能科技有限公司 | Use river as the central air conditioner system of condenser cooling medium |
-
2021
- 2021-03-26 RU RU2021108312A patent/RU2767253C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1795830A1 (en) * | 2004-09-30 | 2007-06-13 | Shengheng Xu | An energy picking-up system by using water of river, lake and sea as low-grade energy source |
CN1987228A (en) * | 2006-12-13 | 2007-06-27 | 何长江 | Central air conditioning system using syphon principle with river water as cool source |
RU2664271C2 (en) * | 2016-05-24 | 2018-08-15 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Ground heat exchanger of geothermal heat pump system with moistening of ground and method for its application |
CN108954574A (en) * | 2018-09-18 | 2018-12-07 | 广东也节能科技有限公司 | Use river as the central air conditioner system of condenser cooling medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100556200B1 (en) | Heat pump type hot water supply combined use air and water refrirant | |
CN102278836B (en) | Separate hydraulic/geothermal energy cold and hot domestic hotwater integrated central air-conditioning unit | |
KR101548009B1 (en) | Subterranean heat-pump system | |
RU2767253C1 (en) | Air conditioning system using natural source cold | |
KR101150659B1 (en) | Refrigeration and air-conditioning system for ice rink using deep seawater | |
KR101959275B1 (en) | A cooling and a heating integrated piping system using the water source type heat pump | |
JP6060463B2 (en) | Heat pump system | |
CN1253685C (en) | Gas-fired heat pump system of water source | |
US20220412575A1 (en) | Air conditioner | |
CN108444152B (en) | Full-efficiency combined air source heat pump system | |
JP3593480B2 (en) | Seawater cooling system | |
CN102221251B (en) | Split depressurization water/ground energy cold and warm domestic hot water integrated central air conditioning unit | |
Kanog˘ lu et al. | Incorporating a district heating/cooling system into an existing geothermal power plant | |
JP6164537B2 (en) | Cold / heat generator | |
RU2426033C1 (en) | System of heat supply and cold supply | |
Surroop et al. | Technical and economic assessment of seawater air conditioning in hotels | |
CN203432142U (en) | System capable of supplying warm water and heat through waste heat discharged by communication machine room and other rooms | |
KR100743364B1 (en) | Heat Pump System using Water Supply Pipe Line | |
CN202511521U (en) | Refrigerator | |
WO2009125233A2 (en) | Water heating process and method using thermal energy produced by cooling systems. | |
RU2738527C1 (en) | Heat pump system for heating and cooling of rooms | |
CN204629881U (en) | A kind of energy-saving type workshop air conditioner cold-heat source device | |
KR20150029109A (en) | Cooling-heating system by double pond | |
RU42641U1 (en) | HEAT SUPPLY SYSTEM (OPTIONS) | |
RU2809315C1 (en) | Heat pump heating system |