RU97484U1

RU97484U1 - VENTILATION AND ROOM HEATING DEVICE

Info

Publication number: RU97484U1
Application number: RU2010118918/06U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Томак; Владимир Викторович Томак; Александр Владимирович Крылов; Юрий Иванович Есин; Анатолий Юрьевич Сивочалов; Виктор Георгиевич Чернышов; Елена Алексеевна Смирнова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Центр высоких технологий в машиностроении при МГТУ имени Н.Э. Баумана"
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2010-09-10

Abstract

Устройство для вентиляции и обогрева помещения, содержащее верхний и нижний теплообменники, один из которых установлен в помещении, а другой - под ним, помещен в скважину на глубину, превышающую глубину промерзания грунта, при этом теплообменники соединены между собой первым и вторым трубопроводами и заполнены незамерзающей жидкостью, отличающееся тем, что оно снабжено расширительным бачком, подключенным к верхней точке верхнего теплообменника, при этом теплообменники выполнены в виде змеевиков, подключенных первым трубопроводом к верхней точке верхнего змеевика и другим концом этого трубопровода к верхней точке нижнего змеевика, а вторым трубопроводом - к нижней точке верхнего змеевика и нижней точке нижнего змеевика, при этом трубопроводы полностью покрыты теплоизоляцией. A device for ventilation and heating of the room, containing the upper and lower heat exchangers, one of which is installed in the room, and the other under it, is placed in the well to a depth exceeding the depth of freezing of the soil, while the heat exchangers are interconnected by the first and second pipelines and filled with frost-free liquid, characterized in that it is equipped with an expansion tank connected to the upper point of the upper heat exchanger, while the heat exchangers are made in the form of coils connected by the first pipeline to it at the top of the coil and the other end of the pipe to the highest point of the lower coil, and second conduit - the lowest point of the upper coil and the lower point of the lower coil, the lines are completely covered with insulation.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в реверсивных кондиционерах воздуха - устройствах, охлаждающих воздух в жилых и иных помещениях в теплый период года и нагревающих эти помещения в холодное время, года. Устройство, например, может быть использовано для обогрева боксов, предназначенных для размещения агрегатов или оборудования, которые не могут работать при пониженных температурах окружающей среды. Это могут быть насосы, регуляторы или редукторы, в которых основными элементами конструкции являются мембраны, манжеты или другие уплотнительные детали, которые по своим техническим характеристикам не могут работать при температурах ниже определенного уровня, (например, ниже -10°С). Такие агрегаты часто устанавливаются на газо- или нефтепроводы на большом удалении от населенных пунктов и от источников тепловой или электрической энергии.The utility model relates to a power system and can be used in reversible air conditioners - devices that cool the air in residential and other rooms in the warm season and heat these rooms in the cold season. The device, for example, can be used to heat boxes designed to accommodate units or equipment that cannot work at low ambient temperatures. These can be pumps, regulators or gearboxes, in which the main structural elements are membranes, cuffs or other sealing parts, which by their technical characteristics cannot work at temperatures below a certain level (for example, below -10 ° C). Such units are often installed on gas or oil pipelines at a great distance from settlements and from sources of thermal or electric energy.

Известно много конструкций геотермальных тепловых насосов, которые предназначены для сбора тепла из почвы или подземных вод и передаче его в систему отопления здания, но во всех конструкциях для перекачивания подземных вод или незамерзающей жидкости в системе отопления используются различного типа насосы с электрическим приводом.There are many designs of geothermal heat pumps that are designed to collect heat from soil or groundwater and transfer it to the heating system of the building, but all designs use different types of electrically driven pumps to pump groundwater or non-freezing liquid in the heating system.

Известно устройство для вентиляции и обогрева помещения, содержащее верхний и нижний теплообменники, один из которых установлен в помещении, а другой - под ним, помещен в скважину на глубину, превышающую глубину промерзания грунта, при этом теплообменники соединены между собой первым и вторым трубопроводами и заполнены незамерзающей жидкостью. (RU 2307290 С2, 27.09.2007).A device for ventilation and space heating is known, comprising upper and lower heat exchangers, one of which is installed in the room, and the other under it, is placed in the well to a depth greater than the freezing depth of the soil, while the heat exchangers are interconnected by the first and second pipelines and filled non-freezing fluid. (RU 2307290 C2, 09/27/2007).

Недостатком известного устройства является то, что вся система термосифона выполнена замкнутой и в ней в процессе работы образуются воздушные пробки, снижающие коэффициент теплопередачи, при снижении общей температуры жидкости и уменьшения ее объема. Другим недостатком является неудовлетворительный отвод конденсата с поверхности теплообменника. Частичное покрытие теплообменных труб теплоизоляцией приводит к нарушению процесса тепломассобмена и возможности замораживания труб.A disadvantage of the known device is that the entire system of the thermosyphon is closed and during operation air plugs are formed in it, which reduce the heat transfer coefficient, while reducing the total temperature of the liquid and reducing its volume. Another disadvantage is the unsatisfactory removal of condensate from the surface of the heat exchanger. Partial coating of heat exchange pipes with thermal insulation leads to disruption of the heat and mass transfer process and the possibility of freezing pipes.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности использования и надежности устройства для вентиляции и обогрева небольших помещений без затраты какого-либо типа энергии, используя тепло земли.The problem the utility model aims to solve is to increase the efficiency and reliability of the device for ventilation and heating of small rooms without the expense of any type of energy, using the heat of the earth.

Технический результат заключается в повышении надежности работы установки во всем диапазоне изменения температуры окружающей среды.The technical result is to increase the reliability of the installation in the entire range of changes in ambient temperature.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для вентиляции и обогрева помещения содержит верхний и нижний теплообменники, один из которых установлен в помещении, а другой - под ним, помещен в скважину на глубину, превышающую глубину промерзания грунта, при этом теплообменники соединены между собой первым и вторым трубопроводами и заполнены незамерзающей жидкостью, причем новым является то, что оно снабжено расширительным бачком, подключенным к верхней точке верхнего теплообменника, при этом теплообменники выполнены в виде змеевиков, подключенных первым трубопроводом к верхней точке верхнего змеевика и другим концом этого трубопровода к верхней точке нижнего змеевика, а вторым трубопроводом - к нижней точке верхнего змеевика, и нижней точке нижнего змеевика, при этом трубопроводы полностью покрыты теплоизоляцией.The specified technical result is achieved by the fact that the device for ventilation and heating of the room contains upper and lower heat exchangers, one of which is installed in the room, and the other under it, is placed in the well to a depth exceeding the depth of freezing of the soil, while the heat exchangers are interconnected first and the second pipelines and are filled with non-freezing liquid, and the new one is that it is equipped with an expansion tank connected to the upper point of the upper heat exchanger, while the heat exchangers are made in the form of coils connected by the first pipeline to the upper point of the upper coil and the other end of this pipeline to the upper point of the lower coil, and the second pipeline to the lower point of the upper coil, and the lower point of the lower coil, while the pipelines are completely covered with thermal insulation.

На чертеже показана принципиальная схема устройство для вентиляции и обогрева помещения использующее тепло земли.The drawing shows a schematic diagram of a device for ventilation and space heating using the heat of the earth.

Устройство для вентиляции и обогрева помещения работает следующим образом.A device for ventilation and space heating works as follows.

Оборудование 1, которое в зимний период необходимо обогревать, помещается в специальный бокс 2, стенки которого изготовлены с применением материалов с низкой теплопроводностью, например, из пенополистирола 3. В этом же боксе размещается теплообменник 5, размеры которого зависят от габаритов обогреваемого оборудования и размеров бокса. Второй теплообменник 8 помещается в скважину на глубину 5-8 м. Глубина зависит от региона, где будет размещено устройство, т.е. от глубины промерзания грунта или в конечном итоге на такую глубину от поверхности земли, где почва или фунтовые воды имеют стабильную температуру независимо от времени года. (Например, на глубине 8 м температура земли +7,2°С). Теплообменники между собой соединяются двумя трубопроводами 6, 7, которые покрыты теплоизоляционным материалом. Причем один трубопровод 6 подключен одним концом к верхней точке верхнего теплообменника 5 и другим концом к верхней точке нижнего теплообменника 8, другой трубопровод 7 подключен одним концом к нижней точке верхнего теплообменника 5, а другим концом к нижней точке нижнего теплообменника 8. При понижении температуры в боксе 2 жидкость (применяется незамерзающая жидкость для систем отопления помещений) в верхнем теплообменнике 5 остывает и т.к. ее удельный вес увеличивается, она перемещается по трубопроводу 7 в нижний теплообменник 8, вытесняя из него теплую жидкость, которая имеет меньший удельный вес и, которая перемещается по трубопроводу 6 в верхний теплообменник 5, где эта жидкость, остывая, обогревает помещение 2.Equipment 1, which must be heated in the winter, is placed in a special box 2, the walls of which are made using materials with low thermal conductivity, for example, from expanded polystyrene 3. In the same box there is a heat exchanger 5, the dimensions of which depend on the dimensions of the heated equipment and the dimensions of the box . The second heat exchanger 8 is placed in the well to a depth of 5-8 m. The depth depends on the region where the device will be placed, i.e. from the depth of freezing of the soil or ultimately to such a depth from the surface of the earth where the soil or pound water has a stable temperature regardless of the time of year. (For example, at a depth of 8 m the temperature of the earth is + 7.2 ° C). The heat exchangers are interconnected by two pipelines 6, 7, which are coated with a heat-insulating material. Moreover, one pipe 6 is connected at one end to the upper point of the upper heat exchanger 5 and the other end to the upper point of the lower heat exchanger 8, the other pipe 7 is connected at one end to the lower point of the upper heat exchanger 5, and the other end to the lower point of the lower heat exchanger 8. When the temperature drops to box 2 liquid (non-freezing liquid is used for space heating systems) in the upper heat exchanger 5 cools down and because its specific gravity increases, it moves through pipeline 7 to the lower heat exchanger 8, displacing warm liquid from it, which has a lower specific gravity, and which moves through pipeline 6 to the upper heat exchanger 5, where this liquid cools down and heats the room 2.

В верхней точке верхнего теплообменника 5 установлен расширительный бачок 4 для подпитки освободившегося объема устройства при снижении общей температуры жидкости и уменьшения ее объема или приема некоторого объема жидкости при увеличении общей температуры жидкости и увеличения ее объема.At the upper point of the upper heat exchanger 5 there is an expansion tank 4 for feeding the freed volume of the device while lowering the total temperature of the liquid and decreasing its volume or receiving a certain volume of liquid while increasing the total temperature of the liquid and increasing its volume.

При повышении температуры в помещении, где расположен верхний теплообменник 5 и, соответственно, повышении температуры в верхнем теплообменнике 5 выше температуры жидкости в нижнем теплообменнике 8, которая практически постоянная, устройство автоматически перестает работать, т.е. движение жидкости останавливается.When the temperature rises in the room where the upper heat exchanger 5 is located and, accordingly, the temperature in the upper heat exchanger 5 rises above the temperature of the liquid in the lower heat exchanger 8, which is almost constant, the device automatically stops working, i.e. fluid movement stops.

Claims

A device for ventilation and heating of the room, containing the upper and lower heat exchangers, one of which is installed in the room, and the other under it, is placed in the well to a depth exceeding the depth of freezing of the soil, while the heat exchangers are interconnected by the first and second pipelines and filled with frost-free liquid, characterized in that it is equipped with an expansion tank connected to the upper point of the upper heat exchanger, while the heat exchangers are made in the form of coils connected to the vert it at the top of the coil and the other end of the pipe to the highest point of the lower coil, and second conduit - the lowest point of the upper coil and the lower point of the lower coil, the lines are completely covered with insulation.