Система кондиционирования с использованием холода естественного источника

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано для холодоснабжения кондиционеров в бытовых, административных и производственных помещениях. 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. Для достижения технического результата 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 (5). 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 (1), русловой водоприемник с рыбозащитным устройством (2), фильтр самоочищающийся (4), теплообменник (5), манометры (14), термометры (15), запорную арматуру (13), перфорированную дренажную трубу (11) и соединительный трубопровод (3). Второй контур, представляющий систему потребления холода, содержит теплообменник (5), воздухоохладитель (8), циркуляционные насосы (7) с реле давления (18), фильтр (17), узел подпитки и защиты оборудования, включающий мембранный расширительный сосуд (9) и предохранительный клапан (10). Контур также содержит датчик температуры (6), связанный с контроллером (12), предназначенным для управления системой холодоснабжения, манометры (14), термометры (15) и соединительный трубопровод (3). Кроме того, оба контура содержат дренажную арматуру (19) и автоматические воздухоотводчики (16), встроенные в соединительный трубопровод. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано для холодоснабжения кондиционеров в бытовых, административных и производственных помещениях.

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.

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).

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.

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).

Недостатками естественного кондиционера являются: область использования -летнее время, ограничение холодопроизводительности габаритными размерами змеевика, а также трудозатраты при установке змеевика в мерзлый грунт.

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).

Недостатками прототипа являются:

- низкая энергоэффективность, обусловленная затратами электроэнергии на работу вентилятора и для накопления холода;

- ограничение периода работы и холодопроизводительности габаритными размерами бака аккумулятора;

- 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.

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.

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.

Согласно изобретению, воздухоохладитель входит в состав центрального кондиционера.

Согласно изобретению, система содержит пластинчатый разборный теплообменник.

На чертеже приведена принципиальная схема системы кондиционирования с использованием холода естественного источника, где указаны следующие обозначения.

1. Группа погружных насосов

2. Русловой водоприемник с рыбозащитным устройством

3. Трубопровод

4. Фильтр самоочищающийся

5. Пластинчатый разборный теплообменник

6. Датчик температуры

7. Группа циркуляционных насосов

8. Воздухоохладитель

9. Мембранный расширительный сосуд

10. Предохранительный клапан

11. Перфорированная дренажная труба

12. Контроллер

13. Запорная арматура

14. Манометр

15. Термометр

16. Воздухоотводчик автоматический

17. Фильтр сетчатый

18. Реле давления

19. Дренажная арматура.

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.

Система кондиционирования с использованием холода естественного источника функционирует следующим образом.

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.

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.

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.

Сброс воды в реку осуществляется через перфорированную дренажную трубу 11 для предотвращения размыва почвы.

Для удаления воздуха из системы предусмотрены автоматические воздухоотводчики 16, а для опорожнения системы установлена дренажная арматура 19.

Для отслеживания контроля работы системы на трубопроводе 3 установлены манометры 14 и термометры 15, а для обслуживания системы - запорная арматура 13.

Рекомендуемое использование в системе в качестве теплообменника разборного пластинчатого теплообменника обусловлено возможностью его прочистки в случае загрязнения.

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:

- экономию ресурсов, в частности электроэнергии, необходимой только на работу насосов;

- низкие затраты на капитальные вложения, так как холодильное оборудование аналогичной мощности будет стоить дороже;

- уменьшение шума, что особенно важно в жилом строительстве;

- простоту и низкую стоимость обслуживания без потребности в высококлассных специалистах по криогенной технике;

- экологичность способа холодоснабжения, так как в качестве холодоносителя в системе используется вода, а не фреоны, хладоны.

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.

1. Система кондиционирования с использованием холода естественного источника, содержащая водозаборное устройство, воздухоохладитель, теплообменники, систему трубопроводов с запорной арматурой и циркуляционными насосами, отличающаяся тем, что 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.

2. Система кондиционирования с использованием холода естественного источника по п. 1, отличающаяся тем, что воздухоохладитель входит в состав центрального кондиционера.

3. Система кондиционирования с использованием холода естественного источника по п. 1, отличающаяся тем, что содержит пластинчатый разборный теплообменник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных устройствах воздушного охлаждения. Сухоадиабатическое охлаждающее устройство содержит: раму; два пучка труб, расположенных в указанной раме в вертикально ориентированной V-образной конфигурации; каждый из указанных двух пучков труб содержит множество горизонтально расположенных оребренных труб, множество верхних и нижних адиабатических панелей, установленных на указанной раме рядом со стороной забора воздуха указанных пучков труб; механизм позиционирования адиабатических панелей, механизмы позиционирования опорных элементов адиабатических панелей и механизм позиционирования водораспределительных труб, соединенные с системой управления позиционированием.

Изобретение относится к области строительства, в частности к системам теплоснабжения и кондиционирования зданий и сооружений. Система теплонасосного теплохладоснабжения здания включает тепловой насос (1) с системой утилизации низкопотенциальной теплоты, циркуляционный гидравлический контур (3) хладоносителя.

Изобретение относится к климатическим системам обеспечения комфортных условий в помещениях, не подключенных к централизованной системе вентиляции. Предлагается система управления климатом в помещении, которая состоит из главного контролирующего модуля, предназначенного для анализа климатических факторов в помещении, установленного внутри него и состоящего из блока питания, блока связи, измерительно-вычислительного блока и датчиков температуры, влажности, качества воздуха, пыли; ведомого выносного модуля, предназначенного для анализа климатических факторов за пределами помещения, установленного снаружи него и состоящего из блока питания, блока связи, измерительно-вычислительного блока и датчиков температуры, дождя, шума, пыли, потока; и ведомого исполнительного модуля, установленного на окне, обеспечивающего открытие, закрытие и отслеживание положения створки окна и состоящего из блока питания, блока связи, измерительно-управляющего блока, исполнительного привода, датчиков усилия и положения.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и может быть использовано в холодильной технике и системах кондиционирования. Солнечный кондиционер содержит испаритель, циркуляционный насос, конденсатор, терморегулирующий вентиль, соединенные последовательно циркуляционным контуром, заполненным хладагентом.

Изобретение относится к способам и устройствам энергосберегающих систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха в жилых зданиях. Система кондиционирования воздуха в многоквартирных домах, включающая районные и квартальные тепловые станции, контуры рециркуляции теплоносителя в домах, батареи отопления в квартирах, регуляторы температуры теплоносителя и вытяжную вентиляцию в домах, при этом в районных тепловых станциях установлены градирни для охлаждения теплоносителя в жаркий период года, в квартальные тепловые станции в холодное время года подается теплоноситель с температурой, достаточной для обогрева наименее теплоизолированных зданий при минимальной суточной температуре, а в жаркий период года - минимальной температурой, обеспечиваемой градирнями, в квартальных тепловых станциях обеспечивается рециркуляция теплоносителя, подаваемого в группы зданий с температурой, управляемой регуляторами температур в зависимости от температуры окружающей среды для круглосуточного поддержания комфортной температуры в помещениях, в чердачных помещениях многоэтажных зданий установлены вентиляторы, подключенные к магистральным коробам вытяжной вентиляции, с наружной стороны окон на фрамугах или форточках вентиляции установлены короба с фильтрами тонкой очистки воздуха.

Изобретение относится к способу вентиляции птицеводческих ферм и может быть использовано для обеспечения циркуляции охлажденного воздуха в закрытых птицефабриках. Способ предназначен для возведения системы увлажнения и охлаждения вентиляционных панелей птичников, включающий увлажняющие трубы, вентиляционные панели приточных окон из полимерного материала, водосборники внизу.

Изобретение относится к системам вентиляции птицеводческих ферм и может быть использовано для обеспечения циркуляции охлажденного воздуха в закрытых птицефабриках. Система увлажнения и охлаждения приточных вентиляционных панелей приточных окон птичников включает трубу с отверстиями для подачи воды сверху панели и водосборники внизу.

Изобретение относится к системам вентиляции птицеводческих ферм и может быть использовано для обеспечения циркуляции охлажденного воздуха в закрытых птицефабриках. Система увлажнения и охлаждения пристенных вентиляционных панелей закрытых птичников включает трубу с отверстиями для подачи воды сверху панели и водосборники внизу.

Технической задачей предлагаемого изобретения является энергосберегающее обеспечение комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях при длительной эксплуатации в изменяющихся погодно-климатических, в том числе и суточных, воздействиях окружающей среды, путем снижения тепловых потерь наружными поверхностями помещений, преимущественно животноводческих ферм, за счет покрытия их тонковолокнистым базальтовым материалом из витых пучков, продольно вытянутых по высоте от основания до верха здания.

Изобретение относится к системам вентиляции птицеводческих ферм и может быть использовано для обеспечения циркуляции охлажденного воздуха в закрытых птицефабриках. Способ возведения системы увлажнения и охлаждения вентиляционных панелей приточных окон птичников, включающей увлажняющие трубы, вентиляционные панели приточных окон и водосборники внизу, заключается в том, что сверху вентиляционных панелей горизонтально проводят напорную полимерную или стеклопластиковую трубу с кольцами жесткости, устроенными вокруг трубы по ширине панелей.

Изобретение относится к области животноводства и может быть использовано для обеспечения высокого качества воздушной среды в помещениях животноводческих ферм круглогодично. Устройство побуждения воздухообмена и кондиционирования для животноводческих ферм включает установленные в ряд над зонами содержания животных на заданном расстоянии один от другого осевые вентиляторы с электроприводом, водопровод высокого давления, форсунки для мелкодисперсного распыления воды, насосную установку, фильтр для очистки и деминерализации воды, датчики температуры и влажности и блок управления.
Наверх