Устройство регулирования температуры помещений

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ05 0 0 УСТРОИСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЬТ ПОМЕЩЕНИЙ 0200 Номерзаявки 0 2000005000 0 0 Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет 003 0 000 2 0 Автор Северянин Виталий Степанович 003 0 000 0 0 Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет 003 0 0УСТРОЙСТВО регулирования температуры ПОМСЩСНИЙ. СОСТОЯЩСС ИЗ теплопровода В ВИДС коаксиальныхзаполненных ЖИДКОСТЬЮ. раСПОЛОЖСННЫХ В ГруНТС. ТСрМОЭЛСКТрИЧССКОГО ТСПЛОВОГО насоса. нагревательного прибора В ПОМСЩСНИИ. источника ПОСТОЯННОГО тока. автоМата. ОТЛИЧЯЮЩЕЕСЯ ТСМ. ЧТО спаи термопар ТСрМОЭЛСКТрИЧССКОГО ТСПЛОВОГО насоса расположены на ВНуТрСННИХ ПОВСрХНОСТЯХ ВНуТрСННСЙ И наружной коаксиальных теплопровода И ВЫПОЛНСНЫ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПСрСКЛЮЧСНИЯ И замены ДруГ друга. а ПрОТИВОПОЛОЖНЫС СПаИ термопар СМОНТИрОВаНЫ В нагревателЬноМ ПрИбОрС ПОМСЩСНИЯ. ПрИЧСМ ТСрМОПарЫ ЧСрСЗ автомат ПОДКЛЮЧСНЫ К ИСТОЧНИКу ПОСТОЯННОГО тока75 6 7 Северянин В.С Основа энергосбережения - Новые технологии 77 Вестник Брестского политехнического института - Л 92 . - 2 77 77 77 . - С 6 77 -6 7 .Изобретение относится К теплоэнергетике и может быть использовано в технологии теплохладоснабжения зданий и сооружений с Минимальным потреблением электроэнергии.Известны сооружения 7 7. отапливаемые низкопотенциальной теплотой грунтового массива. Они состоят из системы труб в грунте. в трубах движется теплоноситель. переносящий теплоту в нагревательные приборы помещений Недостаток таких систем - низкий температурный уровень источника теплотыИзвестны также устройства 27 прототип. использующие более вь 1 сокотемпературный источник. т.е. глубоколежащие геотермальные слои. В прототипе задача рещается путем применения вертикальных теплопроводов. в которых циркулирует под действием естественного напора жидкость Теплопроводы представляют собой коаксиальные одна в другой) трубы по внутренней трубе жидкость поднимается. в зазоре между внутренней трубой и наружной - опускается. отдавая тепло в ограждающие конструкции или непосредственно в помещение Недостаток прототипа - необходимость глубокого погружения теплопроводов. невозможность в случае потребности охлаждать помещениеЗадача. на рещение которой направлено изобретение. состоит в том. чтобы при помощи теплового насоса передать тепло грунтового массива в помещение при необходимости повь 1 щения температуры в помещении и отбирая тепло помещения. ввести его в грунтовой массив при необходимости снижения температуры в помещении. аккумулируя таким образом тепло или холод в грунтовом массиве Особенно актуальна эта задача для метеоусловий Беларуси. когда из-за действия циклонов и антициклонов часто изменяется температура окружающей среды. что усложняет работу систем отопления. приводит к перерасходу энергии и топлива. Технический результат при этом заключается в повыщении температуры в нагревательных приборах помещения по сравнению с температурой в теплопроводе. использовании нагревательных приборов в качестве охладителей в жаркое время года уменьшении расхода электроэнергии для поддержания необходимой температуры.Это достигается тем. что устройство регулирования температуры помещений. состоит из теплопровода в виде коаксиальных труб. заполненных жидкостью. расположенных в грунте. термоэлектрического теплового насоса нагревательного прибора в помещении. источника постоянного тока. автомата. спаи термопар термоэлектрического теплового насоса расположены на внутренних поверхностях внутренней и наружной коаксиальных труб теплопровода и выполнены с возможностью переключения и замены друг друга. а противоположные спаи термопар смонтированы в нагревательном приборе помещения. причем термопары через автомат подключены к источнику постоянного токаНа чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства регулирования температуры помещений Обозначения теплопровод - 7 . коаксиальные трубы - 2 . жидкость - 7 . грунт - 7 . термоэлектрический тепловой насос - 5 . нагревательный прибор 6 . помещение - 7 . источник постоянного тока- 7 . автомат- 9 . датчик- 7 77 . спаи термопар 7 7 . термопары- 7 2 . внутренние поверхности- 7 7 . внутренняя коаксиальная труба- 7 7 . наружная коаксиальная труба- 7 5 . переключатель- 7 6 .Тепловые потоки при отоплении- сплошные стрелки. охлаждении- пунктирные О Т тепловой поток в помещении при обогреве его. Т Т - температура в помещении при этом. О дТ - тепловой поток в теплопроводе при обогреве помещения. Т 3 Т - температура в теплопроводе при этом. О ТТ - тепловой поток из помещения при охлаждении его. ТТТ - температура в помещении при этом. О Т - тепловой поток в теплопровод при охлаждении помещения. Т ТТ - температура в теплопроводе при этом. Т - температура наружного воздуха. Е - потребляемая внещняя электроэнергия.Устройство регулирования температуры помещений состоит из вертикально установленного теплопровода Т . скомпонованного из двух коаксиальных труб 2 . между которыми залита жидкость Т например вода). Теплопровод Т находится в массиве грунта Т. он электрически связан с термодинамическим тепловым насосомТ . который. в свою очередь.- с нагревательным прибором 6 в обслуживаемом помещении Т . Термоэлектрический тепловой насос 5 имеет источник питания постоянного тока Т . подключение к которому осуществляется автоматом 9 . Последний управляется датчиком Т Т температуры и состоит из электронного усилителя и исполнительного механизма соленоид).Спаи термопар Т Т . являющиеся элементом термопар Т 2 термоэлектрического теплового насоса 5 . закреплены на внутренних поверхностях Т Т внутренней коаксиальной трубы Т Т и наружной коаксиальной трубы Т Т . Полярность постоянного тока в спаях Т Т термопар Т 2 термоэлектрического теплового насоса 5 устанавливается переключателем Т 6 . действующим под воздействием соленоида автомата 9 .Работает устройство регулирования температуры помещений следующим образомТ . Отопление Условия низкая температура- внещний воздух Т требуемая температура в помещении например Т Т С в грунте - между этими уровнями Чем ближе температура в теплопроводе Т т.е - в грунте Т Т к температуре в помещении. тем меньще требуется электроэнергии Е . Из источника постоянного тока Т электроток поступает на термопары Т 2 термоэлектрического теплового насоса 5 щток переключателя Т 6 автоматом 9 . например. поднят и контакты повернуты по часовой стрелке). спаи Т Т в нагревательном прибореб нагреваются. в помещениеТ поступает теплотаТТ Т. устанавливается температура Т Спаи Т Т в теплопроводе Т на внутренней поверхности Т Т наружной коаксиальной трубы Т 5 охлаждаются. жидкость Т в зазоре между внутренней коаксиальной трубой Т Т и наружной коаксиальной трубой Т 5 опускается вниз пунктирная стрелка). отбирая тепло из массива грунта Т в количестве О Тд с температурой Т Тд Таким образом. в помещение Т подается теплоО Т О Т Е . устанавливается заданная автоматом 9 температураТ Т При ее превыщении устройство отключается переключатель Т 6 . например. устанавливается в среднем положении). так как импульс от датчика Т Т автомата 9 . поступивщий в усилитель автомата 9 . превыщает значение. установленное тумблером задатчиком) этого автомата 9 .2 . Охлаждение. Условия самая высокая температура внещний воздух. Т о. самая низкая - в помещении задается автоматом). грунт - некоторая величина между ними. Шток переключателя Т 6 опущен вниз. контакты повернуты против часовой стрелки. направление тока в термопарах Т 2 меняется. спаи Т Т в теплопроводе Т на внутренней поверхности Т Т внутренней коаксиальной трубы Т Т нагреваются. спаи Т Т в нагревательном приборе Т охлаждаются Из помещения Т отбирается тепло О д. устанавливается температура Т 2 . В теплопровод Т подается тепло О Н. в нем температура Т ТЫ Таким образом. из помещения Т тепло выводится в грунтТ . Циркуляция жидкости Т в системе коаксиальных труб 2 та жеЭкономическая эффективность изобретения заключается в обеспечении нагрева помещения зимой и охлаждения летом. а также при смене метеоусловий при минимальных затратах электроэнергии. за счет работы теплового насоса. температуры горячего и холодного источников которого сближены благодаря использованию аккумулирующей способ НОСТИ грунта ДСЙСТВИСМ ТВПЛОПРОВОДЗТ1 . В.С Беляев. Л.П Хохлова Проектирование энергоэконоМиЧнЬ 1 х и энергоактивнЬ 1 хгражданских зданий - М г Высшая Школа. 1 9 9 1 . - С 2 3 7 -2 4 0 . рис 7 А . 2. В С . Северянин Основа энергосбережения- новые технологии Н Вестник Брестского политехнического института Серия теплоэнергетика. - Л 92 . - 2 0 0 0 . - С 6 0 -6 3 . рис 3 .Национальный центр интеллектуальной собственности. 2 2 0 0 3 4 . г Минск. ул Козлова. 2 0 .