Автономная система отопления круглого здания и очистки его стекол

 

Изобретение относится к отоплению, в частности к системам обогрева сельскохозяйственных сооружений. Сущностью изобретения является то, что в автономной системе отопления круглого здания и очистки его стекол, содержащей ветроагрегат, связанный с компрессором, сообщающимся на выходе с пневмоаккумулятором, систему трубопроводов и теплоаккумулятор, ветроагрегат выполнен в виде ажурной вращающейся кровли-турбины с установленными на ней стеклоочистителями и расположенной на куполе круглого здания, а компрессор выполнен в виде шестеренчатого насоса с пневмоаккумулятором, снабженным регулируемым клапаном, при этом шестеренчатый насос связан с вращающейся кровлей непосредственно через редуктор. Система трубопроводов выполнена замкнутой. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к отоплению, в частности к системам обогрева сельскохозяйственных сооружений.

Известна энергоаккумулирующая установка для обогрева теплиц, принятая за прототип.

Энергоаккумулирующая установка включает солнечные батареи и ветроагрегат, связанные через инвертор и преобразователь напряжения с компрессором атмосферного воздуха. Компрессор сообщается посредством воздуховода с пневмоаккумулятором и теплообменником, расположенным внутри теплового гидроаккумулятора. На выходе пневмоаккумулятора установлен редуктор, а на выходе гидроаккумулятора обратный клапан. При работе установки энергия солнечного излучения и ветра преобразуется в тепло и энергию сжатого воздуха, аккумулируемые в емкостях пневмоаккумулятора и теплообменника. Пар, образуемый при инжекции нагретой воды из гидроаккумулятора, конденсируется в нагревателях теплицы. Конденсат через сливной трубопровод поступает обратно в емкость гидроаккумулятора.

Данная установка имеет существенный недостаток низкую надежность, обусловленную сложностью конструкции.

В известной установке процесс преобразования двух видов энергий световой и ветра в электроэнергию, которая далее преобразуется в тепло, реализуется промежуточными элементами установки: инвертором, преобразователем напряжения, электромотором, что снижает надежность работы установки и ее КПД. Все элементы установки расположены вне зоны потребления тепла, в следствие чего возникает потребность в дополнительных коммуникациях и защитных строениях. С целью получения высокого КПД преобразования света в электричество светочувствительные элементы батарей должны располагаться на минимальном расстоянии от статического преобразователя, на открытой, хорошо освещаемой площадке, что не всегда возможно при определенных рельефах местности (горы, высокоствольные леса и т. д.). Для оптимальной работы солнечной электростанции необходима следящая система, которая по сложности превосходит первую. Ночью солнечная электростанция бесполезна. Особенности рельефа местности отражаются и на работе ветроагрегата, который обычно устанавливают на вершинах холмов.

Второй недостаток системы это ее ограниченные функциональные возможности: она применяется только для отопления строений.

В данной установке может быть использован только воздух, что обуславливает отсутствие универсальности в использовании теплоносителя.

Техническая задача изобретения повышение надежности путем упрощения конструкции, расширение функциональных возможностей.

Поставленная задача решена таким образом, что в автономной системе отопления круглого здания, содержащей ветроагрегат, связанный с компрессором, сообщающимся на выходе с пневмоаккумулятором, систему трубопроводов и теплоаккумулятор, ветроагрегат выполнен в виде ажурной вращающейся кровли-турбины с установленными на ней стеклоочистителями и расположенной на куполе круглого здания, а компрессор выполнен в виде шестеренчатого насоса с пневмоаккумулятором, снабженным регулируемым клапаном, при этом шестеренчатый насос связан с вращающейся кровлей непосредственно через редуктор. Система трубопроводов выполнена замкнутой.

Ветроагрегат системы выполнен вращающимся для преобразования энергии ветра в механическую энергию, подаваемую на элементы системы.

Ветроагрегат расположен на куполе здания с целью помещения его в зону более сильных ветровых потоков и отказа от установки специальных высотных мачт.

Ветроагрегат выполнен в виде кровли-турбины для защиты стеклянного купола здания и для органического слияния с ним, конструкция кровли в виде турбины позволяет ей вращаться под воздействием ветра.

Кровля выполнена ажурной с целью доступа лучей света через нее и стекла купола здания внутрь помещения и для уменьшения ее массы при сохранении достаточной инерционности.

На вращающейся кровле установлены стеклоочистители с целью очистки стекол купола круглого здания от атмосферных загрязнений в процессе вращения.

Компрессор системы выполнен в виде шестеренчатого насоса с целью возможности подвода к нему разных видов теплоносителей (воздух, вода, масло), что делает систему универсальной.

Пневмоаккумулятор снабжен регулируемым (перепускным) клапаном для автоматического пуска нагретого до нужной температуры при соответствующем сжатии теплоносителя в систему.

Шестеренчатый насос связан непосредственно с кровлей для прямого преобразования механической энергии вращающейся кровли в тепловую, что упрощает конструкцию по сравнению с прототипом и повышает надежность работы всей системы за счет устранения промежуточных элементов: электрогенератора, инвертора, преобразователя напряжения, электромотора, которые требуют постоянного технического обслуживания и, вследствие расположения вне системы отопления, подвергаются разрушительным природным воздействиям.

Система трубопроводов выполнена замкнутой для предотвращения потерь тепла из системы и обеспечения полной и постоянной готовности ее к пуску.

На чертеже представлена схема автономной системы отопления круглого здания и очистки его стекол.

Система включает в себя ажурную вращающуюся кровлю-турбину 1, расположенную на куполе 2 круглого здания 3, с установленными на ее ребрах 4 стеклоочистителями 5, соприкасающимися со стеклами 6 купола 2 круглого здания 3. Посредством вала 7 вращающаяся кровля 1 соединена с редуктором 8, на выходном валу которого расположен шестеренчатый насос 9 с пневмоаккумулятором 10. Пневмоаккумулятор 10 снабжен регулируемым клапаном 11. Система трубопроводов 12 выполнена замкнутой и проходит в виде змеевика 13 через расположенный ниже уровня земли термоаккумулятор 14.

Работает система следующим образом.

В систему трубопроводов 12 здания 3 закачивается определенное количество теплоносителя (в данном случае масла). Ветер, воздействуя на лопасти кровли-турбины 1, вращает ее, вследствие чего передается крутящий момент от вращающейся кровли 1 через вал 7 на редуктор 8. Выходной вал редуктора 8 передает усиленный крутящий момент на шестеренчатый насос 9. Вращаясь, шестеренчатый насос 9 перекачивает масло из системы трубопроводов 12 в пневмоаккумулятор 10, где масло под давлением сжимается и нагревается. Когда давление и, соответственно, температура сжатого масла достигнет необходимой величины, срабатывает регулируемый клапан 11, ранее настроенный на эти параметры, и масло подается в систему трубопроводов 12 для обогрева здания. Проходя через змеевидную часть 13 системы трубопроводов 12, расположенную в термоаккумуляторе 14, масло подзаряжает термоаккумулятор 14, который благодаря расположению ниже уровня земли надолго задерживает полученное тепло и отдает его системе 12 в безветренную погоду. Вращаясь, кровля-турбина 1 с помощью установленных на ее ребрах 4 стеклоочистителей 5, например щеток, обтирает поверхность купола 2 здания 3, очищая его от атмосферных загрязнений.

Конструкция ветроагрегата в виде ажурной вращающейся кровли позволяет устанавливать данную систему отопления в обычных прямоугольных строениях (ветроагрегат ставится на крыше или в любом другом удобном месте в перевернутом виде).

Применение предлагаемого технического решения позволяет: повысить надежность работы системы отопления, сделать ее универсальной за счет применения теплоносителей различных видов; обеспечить полную и постоянную готовность к пуску при любых температурах наружного воздуха; сохранять тепло в системе в безветренную погоду.

Формула изобретения

1. Автономная система отопления круглого здания и очистки его стекол, содержащая ветроагрегат, связанный с компрессором, сообщающимся на выходе с пневмоаккумулятором, систему трубопроводов и теплоаккумулятор, отличающаяся тем, что ветроагрегат выполнен в виде ажурной вращающейся кровли-турбины с установленными на ней стеклоочистителями, расположенной на куполе круглого здания, а компрессор выполнен в виде шестеренчатого насоса с пневмоаккумулятором, снабженным регулируемым клапаном, при этом шестеренчатый насос связан с вращающейся кровлей непосредственно через редуктор.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что система трубопроводов выполнена замкнутой.

РИСУНКИ

Рисунок 1