способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта
Классы МПК: | F24D11/00 Системы центрального отопления с использованием тепла, аккумулируемого в теплоемких массах |
Автор(ы): | Васильев Григорий Петрович (RU), Горнов Виктор Федорович (RU), Бурмистров Алексей Александрович (RU), Лесков Виталий Александрович (RU), Шапкин Павел Владимирович (RU), Колесова Марина Владимировна (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-06-05 публикация патента:
20.11.2013 |
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте герметичных теплообменников или термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии. Предусматривает увлажнение окружающего теплообменники или термоскважины капиллярно-пористого грунтового массива, вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов содержащейся в грунте поровой влаги. Увлажнение грунта производят циклично. В режиме теплоснабжения температура теплоносителя на «входе» в теплообменник или термоскважину автоматически поддерживается на уровне, не превышающем температуру замерзания воды в капиллярно-пористой структуре грунтового массива. В режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
![способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта, патент № 2499197](/images/patents/496/2499197/2499197.jpg)
Формула изобретения
1. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта, включающий устройство в грунте герметичных теплообменников или термоскважин, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии и предусматривающий увлажнение окружающего теплообменники или термоскважины капиллярно-пористого грунтового массива и вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов содержащейся в грунте поровой влаги, отличающийся тем, что увлажнение грунта производят циклично, при этом в режиме теплоснабжения температура теплоносителя на «входе» в теплообменник или термоскважину автоматически поддерживается на уровне, не превышающем температуру замерзания воды в капиллярно-пористой структуре грунтового массива, а в режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что циклы увлажнения прилегающего к теплообменникам или термоскважинам грунта совпадают с циклами включения/выключения теплонасосного оборудования, таким образом увлажнение производят только во время работы теплонасосного оборудования и извлечения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта, причем увлажнение грунта осуществляют при включении теплонасосного оборудования, а после выключения прекращают.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.
Известен способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта, заключающийся в охлаждении грунтового массива и использовании извлеченной тепловой энергии с помощью тепловых насосов для целей теплоснабжения. Способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте системы сбора низкопотенциального тепла грунта из термоскважин, по которым циркулирует предварительно охлажденный в тепловых насосах теплоноситель, обеспечивающий отбор тепловой энергии от грунта. (Статья «Энергоэффективный жилой дом в Москве», журнал "Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика" (АВОК), № 4 за 1999 год).
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта (патент РФ № 2351850, F24D 11/02, F28D 1/00, 2007 г.), включающий устройство в грунтовом массиве системы сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли, состоящей из термоскважин, сброс в грунт утилизируемой тепловой энергии вентвыбросов здания, ее аккумулирование в грунте - суточное и сезонное - и отбор тепловой энергии или холода из грунта для целей теплохладоснабжения (прототип). Данный способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта обладает низкой энергетической эффективностью из-за низкого удельного теплосъема и теплосброса с единицы длины термоскважины, особенно в летнее время года при сбросе тепловой энергии в грунт. Кроме того, данный способ не позволяет активно влиять на интенсивность теплообмена между грунтом и термоскважиной.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения энергетической эффективности использования теплоаккумуляционных свойств грунта.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что способ использования теплоаккумуляционных свойств грунта включает устройство в грунте герметичных теплообменников, организацию циркуляции по ним теплоносителя и извлечение из грунта, или/и сброс в грунт низкопотенциальной тепловой энергии, а также предусматривающий увлажнение окружающего теплообменники или термоскважины капиллярно-пористого грунтового массива и вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов поровой влаги, содержащейся в грунтовом массиве. В предлагаемом способе увлажнение грунта производят циклично, при этом в режиме теплоснабжения температура теплоносителя на «входе» в теплообменник или термоскважину автоматически поддерживается на уровне, не превышающем температуру замерзания воды в капиллярно-пористой структуре грунтового массива, а в режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду. При этом предлагаемый способ предусматривает возможность совпадения циклов увлажнения прилегающего к теплообменникам или термоскважинам грунта с циклами включения/выключения теплонасосного оборудования, в этом случае увлажнение производят только во время работы теплонасосного оборудования и извлечения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта, причем увлажнение грунта осуществляют при включении теплонасосного оборудования, а после выключения - прекращают.
Предлагаемое устройство позволяет активно влиять на интенсивность теплообмена между грунтом и термоскважиной и обеспечивает более эффективное вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов поровой влаги, содержащейся в грунтовом массиве.
Сущность предлагаемого способа поясняется схемой, показанной на Фиг.1. В грунтовом массиве 1 расположен грунтовый теплообменник (термоскважина) 2, оснащенный трубопроводом-спутником 3. По грунтовому теплообменнику 2 обеспечена циркуляция теплоносителя 4, температурный режим которого обеспечивает вовлечение в процесс теплообмена скрытой теплоты фазовых переходов влаги, содержащейся в поровом пространстве грунтового массива 1 в жидком и парообразном состоянии.
Принцип действия предлагаемого способа состоит в следующем.
Увлажнение грунтового массива 1 через трубопровод-спутник 3 производят циклично, при этом в режиме теплоснабжения температура теплоносителя 4 на «входе» в теплообменник (термоскважину) 2 автоматически поддерживается на уровне, не превышающем температуру замерзания воды в капиллярно-пористой структуре грунтового массива 1, а в режиме кондиционирования и сброса тепловой энергии в грунт для увлажнения грунтового массива используют конденсат и/или дождевую воду. При этом предлагаемый способ предусматривает возможность совпадения циклов увлажнения прилегающего к теплообменникам или термоскважинам грунта с циклами включения/выключения теплонасосного оборудования, в этом случае увлажнение производят только во время работы теплонасосного оборудования и извлечения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта, причем увлажнение грунта осуществляют при включении теплонасосного оборудования, а после выключения - прекращают.
Предлагаемое техническое решение позволяет решить задачу использования теплоаккумуляционных свойств грунта эффективнее прототипа, так как предлагаемый способ позволяет активно влиять на интенсивность теплообмена между грунтом и термоскважиной.
Класс F24D11/00 Системы центрального отопления с использованием тепла, аккумулируемого в теплоемких массах