RU2538347C1

RU2538347C1 - Solar heat and cold supply system

Info

Publication number: RU2538347C1
Application number: RU2013128183/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Сергей Геннадьевич Емельянов; Леонид Михайлович Червяков; Кристина Николаевна Завалишина; Владимир Николаевич Кобелев; Пётр Алексеевич Ряполов; Валерий Николаевич Аллилуев
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2015-01-10
Also published as: RU2013128183A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention is intended to maintain comfortable air parameters in low buildings, mainly in cattle farms. Solar heat and cold supply system includes south air duct made of material absorbing solar radiation and north air duct, located at respective building sides, heat collector, together with the building floor forming a subfloor air duct connected to the south air duct, and heat exchange and underground air ducts positioned one over the other below the heat collector, where heat exchange air duct is connected to the north air duct, and underground air duct is equipped with underground heat transfer pipes; the system features a vortex tube in the heat collector, vortex tube input connected to subfloor air duct, cold channel connected to transfer piece, and hot channel connected via heat collector to underground air duct; subfloor and underground air duct outputs are connected to cold channel of vortex tube where a filter is installed downstream of air duct connection point; south and north air ducts are opened to ambient air, and heat exchange air duct is opened to indoor space; special feature of the system is the underground air duct made of composite material including metal base, heat insulation and heat accumulation thin-fibre basalt and waterproof layer, where thin-fibre basalt is stretched lengthwise along underground air duct and attached between metal base and waterproof layer.

EFFECT: prevention of heat loss during long-term operation in variable temperature and humidity conditions of ground, affecting elements of solar heat and cold supply system by implementation of underground pipeline out of composite material with fixated thin-fibre basalt stretched lengthwise between metal base and waterproof layer.

2 dwg

Description

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах.The invention is intended to maintain comfortable air parameters in low-rise buildings, mainly on livestock farms.

Известна система гелиотеплохладоснабжения (см. авторское свидетельство СССР №1322038, кл. F24J 2/42, 1987), содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовой воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами.A known solar heating and cooling system (see USSR author's certificate No. 1322038, class F24J 2/42, 1987), comprising a southern, made of absorbing solar radiation material, and northern air ducts located on the respective sides of the building a heat accumulator, forming an underground air duct with the floor of the building communicated with the south, as well as heat exchange and ground air ducts located one above the other under the heat accumulator, the first of which is connected with the north, and the second is equipped with ground heat conducting pipes ami.

Недостатком данной системы является невозможность поддержания микроклимата внутри здания, как по температуре, так и по степени очистки атмосферного воздуха от загрязнений в виде твердых и каплеобразных частиц, имеющих разнообразный состав при изменяющихся погодно-климатических условиях.The disadvantage of this system is the inability to maintain a microclimate inside the building, both in temperature and in the degree of purification of atmospheric air from pollution in the form of solid and droplet-like particles having a diverse composition under changing weather and climate conditions.

Известна система гелиотеплохладоснабжения (см. авторское свидетельство СССР №1733871, кл. F24J 2/42, 1992, бюл. №18), содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, при этом система снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухопроводом, «холодным» каналом - с помещением, а «горячим» - через тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к «холодному» каналу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный - с помещением.A known solar thermal cooling system (see USSR author's certificate No. 1733871, class F24J 2/42, 1992, bull. No. 18), comprising a southern, made of absorbing solar radiation material, and northern air ducts located on the respective sides of the building, a heat accumulator, forming an underground air duct connected to the south with the floor of the building, and also heat exchange and ground air ducts located one above the other under the heat accumulator, the first of which is connected to the north, and the second is equipped with ground heat conductors pipes, the system is equipped with a vortex tube located in the heat accumulator, the inlet communicates with the underground air duct, the “cold” channel with the room, and “hot” - through the heat accumulator with the ground air duct, the outlets of the underground and ground air ducts are connected to the “cold” channel of the vortex tube, and a filter is installed behind the place of their connection, while the southern and northern air ducts are in communication with the atmosphere, and the heat exchange in communication with the room.

Недостатками технического решения являются дополнительные затраты, обусловленные длительной эксплуатацией в различных температурно-влажностных режимах грунта, когда в широких пределах изменяется не только температура грунта, но и его влажность, что приводит к интенсивному окислению металлического трубопровода и, соответственно, его демонтажу, кроме того, при температурных воздействиях наблюдаются значительные теплопотери транспортируемого воздуха.The disadvantages of the technical solution are the additional costs associated with long-term operation in various temperature and humidity conditions of the soil, when not only the temperature of the soil, but also its moisture varies over a wide range, which leads to intense oxidation of the metal pipeline and, accordingly, its dismantling, in addition, when exposed to temperature, significant heat loss of the transported air is observed.

Технической задачей предлагаемого изобретения является поддержание нормированных сроков эксплуатации грунтового трубопровода и устранение тепловых потерь при длительной работе в условиях изменяющегося температурно-влажностного режима грунта, воздействующего на элементы системы гелиотеплохладоснабжения путем выполнения слоем грунтового трубопровода из композиционного материала с закрепленным тонковолокнистым базальтом, продольно растянутым по длине между металлическим основанием гидроизоляцией.The technical task of the invention is to maintain the normalized life of the soil pipeline and eliminate heat loss during prolonged operation in conditions of changing temperature and humidity conditions of the soil, affecting the elements of the solar heating and cooling system by making a layer of the soil pipeline of a composite material with fixed fine-grained basalt, longitudinally stretched along the length between metal base waterproofing.

Технический результат достигается тем, что система гелиотеплохладоснабжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, при этом система снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухопроводом, «холодным» каналом - с помещением, а «горячим» - через тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к «холодному» каналу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный - с помещением, при этом грунтовой воздухопровод (трубопровод) выполнен из композиционного материала, который включает металлическое основание, теплоизоляционный и теплоаккумулирующий тонковолокнистый базальт и гидроизоляцию, причем тонковолокнистый базальт продольно расположен в растянутом положении по длине грунтового трубопровода и закреплен в воде между металлическим основанием и гидроизоляцией.The technical result is achieved by the fact that the solar heating and cooling system, comprising a southern one made of material that absorbs solar radiation, and a northern air ducts located on the respective sides of the building, a heat accumulator forming an underground air duct connected to the south with the floor of the building, and one located under the heat accumulator above the other, heat exchange and ground air ducts, the first of which is connected to the north, and the second is equipped with ground heat-conducting pipes, while the system The ma is equipped with a vortex tube placed in the heat accumulator, the inlet communicating with the underground air duct, the “cold” channel with the room, and the “hot” one through the heat accumulator with the ground air duct, the outlets of the underground and ground air ducts are connected to the “cold” vortex tube channel, and a filter is installed behind the connection point, while the southern and northern air ducts are in communication with the atmosphere, and the heat exchange air duct is connected to the room, while the ground air duct (pipeline) is made of composite material iala which comprises a metal base, insulating and retaining fine fibers and basalt waterproofing, wherein fine fiber basalt longitudinally located in a stretched position along the length of the pipeline and ground is secured in the water between the metal base and waterproofing.

На фигуре 1 представлена схема системы гелиотеплохладоснабжения, на фигуре 2 - разрез элемента грунтового трубопровода.The figure 1 presents a diagram of a solar heating system, in figure 2 is a section of an element of a soil pipeline.

Система содержит воздухопроводы: южный 1, подпольный 2, северный 3, теплообменный 4 и грунтовый 5 с грунтовыми теплопроводящими трубами 6, помещение 7, под которым расположен тепловой аккумулятор 8, вихревую трубу 9 с входом 10 для обрабатываемого воздуха, каналом «холодного» потока 11, соединенным с входом 12 фильтра 13, и каналом «горячего» потока 14, соединенным с грунтовым воздухопроводом 5, фильтр 13 своим выходом 15 соединен с внутренним объемом помещения 7, нагнетательный вентилятор 16, установленный в вентиляционной камере 17 и соединенный подпольным воздухопроводом 2 через воздушные заслонки 18 и 19 с входом 10 вихревой трубы 9 и с выходом 12 фильтра 13, вытяжной вентилятор 20, установленный в вентиляционной камере 21 и соединенный теплообменным воздухопроводом с северным воздухопроводом, осуществляющим выброс воздуха из помещения 7 в атмосферу.The system contains air ducts: south 1, underground 2, north 3, heat exchange 4 and soil 5 with ground heat-conducting pipes 6, room 7, under which there is a heat accumulator 8, a vortex tube 9 with an input 10 for the processed air, a cold flow channel 11 connected to the inlet 12 of the filter 13 and the channel of the "hot" stream 14 connected to the ground air duct 5, the filter 13 is connected with the outlet 15 to the internal volume of the room 7, a blower fan 16 installed in the ventilation chamber 17 and connected to the underfloor air duct 2 through the air dampers 18 and 19 with the inlet 10 of the vortex tube 9 and the outlet 12 of the filter 13, an exhaust fan 20 installed in the ventilation chamber 21 and connected by a heat exchange air duct to the northern air duct, emitting air from the room 7 into the atmosphere.

Грунтовой трубопровод 5 выполнен из композиционного материала и включает металлическое основание 22, теплоизолирующий и теплоаккумулирующий слой 23 тонковолокнистого базальта 24, продольно расположенного по длине грунтового трубопровода 5, и гидроизоляцию 25.The soil pipe 5 is made of composite material and includes a metal base 22, a heat insulating and heat storage layer 23 of fine-fiber basalt 24, longitudinally located along the length of the soil pipe 5, and waterproofing 25.

Система гелиотеплохладоснабжения работает следующим образом.The solar heating system works as follows.

Особенно в осенне-зимний и зимне-весенний периоды года температурно-влажностые режимы грунтов существенно изменяются не только ежесуточно, но и в течение суток (см., например, Справочник по климату СССР, Выпуск 28. Влажный воздух, атмосферные осадки, снежный покров. Гидрометиоиздат. Ленинград, 1968 г. - 259 с. ил.), что способствует интенсификации процесса окисления металлического грунтового трубопровода 5 и возрастанию теплопотерь движущегося в нем потока «горячего» воздуха из вихревой трубы 9 со значениями температуры, отличающимися от нормированных для помещения 7 (см., например, СНиП II-3-79. Строительная теплофизика, М.: 1998 г. - 12 с.). При этом поступающий в помещение 7 после фильтра 13 воздух не обеспечивает заданных параметров микроклимата, а металлический грунтовой трубопровод 5 покрывается снаружи ржавчиной и окалиной, т.е. интенсивно изнашивается, что требует выполнения демонтажных работ по его замене, а это приводит к дополнительным энергозатратам при эксплуатации системы гелиотеплохладоснабжения.Especially in the autumn-winter and winter-spring periods of the year, the temperature and humidity regimes of soils change significantly not only daily, but also throughout the day (see, for example, the USSR Climate Guide, Issue 28. Humid air, precipitation, snow cover. Gidromethioizd., Leningrad, 1968 - 259 pp. Sludge), which contributes to the intensification of the oxidation of the metal soil pipe 5 and to the increase in heat loss of the flow of “hot” air moving in it from the vortex pipe 9 with temperature values different from normal bathrooms for room 7 (see, for example, SNiP II-3-79. Construction Thermophysics, M .: 1998 - 12 pp.). At the same time, the air entering the room 7 after the filter 13 does not provide the specified microclimate parameters, and the metal soil pipe 5 is covered on the outside with rust and scale, i.e. wear out intensively, which requires dismantling to replace it, and this leads to additional energy consumption during the operation of the solar heating and cooling system.

Выполнение грунтового трубопровода 5 из композиционного материала с расположением по его длине тонковолокнистого базальта 24 и последующего размещения между металлической основой 22 и гидроизоляцией 25 приводит к тому, что в процессе передачи тепла от «горячего» потока из вихревой трубы 9 теплопроводностью через металлическую основу 22, она аккумулируется по толщине слоя 23 тонковолокнистого базальта 24 (см., например, Волокнистые материалы из базальтов Украины. Издательство «Техника». Киев. 1971 г. - 76 с., ил.). В результате оборота тепла в аккумулирующий слой 23 тонковолокнистого базальта 24 от «горячего» потока, он охлаждается и направляется через фильтр 13 в помещение 7, поддерживается заданный микроклимат.The implementation of the soil pipe 5 of composite material with the location along its length of fine-fiber basalt 24 and subsequent placement between the metal base 22 and the waterproofing 25 leads to the fact that during the transfer of heat from the "hot" stream from the vortex tube 9 through the thermal conductivity of the metal base 22, it accumulates over the thickness of the layer 23 of fine fibrous basalt 24 (see, for example, Fibrous materials from basalts of Ukraine. Publishing house "Technique". Kiev. 1971 - 76 p., ill.). As a result of heat turnover in the storage layer 23 of fine-fiber basalt 24 from the "hot" flow, it is cooled and sent through the filter 13 to room 7, the specified microclimate is maintained.

При поступлении из вихревой трубы 9 «горячего» потока воздуха с температурой ниже нормированной для помещения 7 в грунтовом трубопроводе 5 осуществляется отбор тепла от тонковолокнистого базальта 24 ко всей длине теплоаккумулирующего слоя 23, который также, выполняя функции теплоизоляции, предотвращает тепловые потери в грунт. Подогретый за счет аккумулированного тепла тонковолокнистого базальта 24, продольно расположенного на теплоаккумулирующем слое 23 грунтового трубопровода 5, «горячий» поток из вихревой трубы 9 через фильтр 13 поступает в помещение 7, поддерживая заданный микроклимат. Следовательно, наличие теплоизолирующего и теплоаккумулирующего слоя 23 обеспечивает поддержание заданного микроклимата в помещении 7 при изменениях температуры атмосферного воздуха, поступающего в вихревую трубу 9 для термодинамического расслоения на «горячий» и «холодный» потоки без дополнительных энергозатрат на регулирование температурного режима воздуха, поступающего в помещение 7, а наличие гидроизоляции продлевает срок службы грунтового трубопровода 5 и поддерживает процесс аккумулирования тепла слоем 22.Upon receipt of a “hot” air stream from a vortex tube 9 with a temperature lower than normalized for room 7 in the soil pipe 5, heat is taken from fine-fiber basalt 24 to the entire length of the heat-accumulating layer 23, which also, performing the function of thermal insulation, prevents heat loss to the soil. Heated due to the accumulated heat of fine-fiber basalt 24, longitudinally located on the heat-accumulating layer 23 of the soil pipe 5, the "hot" stream from the vortex pipe 9 through the filter 13 enters the room 7, maintaining a given microclimate. Therefore, the presence of a heat-insulating and heat-accumulating layer 23 ensures the maintenance of a given microclimate in the room 7 with changes in the temperature of the atmospheric air entering the vortex tube 9 for thermodynamic separation into “hot” and “cold” flows without additional energy consumption for regulating the temperature of the air entering the room 7, and the presence of waterproofing extends the life of the soil pipeline 5 and supports the process of heat storage by layer 22.

В теплое время года при температурах атмосферного воздуха выше значений температуры, предусмотренных параметрами микроклимата внутри помещения 7, например, 25°С (воздушная заслонка 19 закрыта), атмосферный воздух по южному воздухопроводу 1 нагнетается в подпольный воздухопровод 2 вентилятором 16, установленным в вентиляционной камере 17. Из подпольного воздухопровода 2 по открытой воздушной заслонке 18 атмосферный воздух под избыточным давлением поступает на вход 10 вихревой трубы 9, в которой происходит расслоение на «холодный» (температура несколько ниже входящего в вихревую трубу атмосферного воздуха) и «горячий» (температура несколько выше входящего в вихревую трубу атмосферного воздуха) потоки воздуха. Холодный поток разделенного в вихревой трубе 9 атмосферного воздуха с заданной по условиям микроклимата внутри здания 7 температурой, например, 18°С по холодному каналу 11 вихревой трубы 9 поступает на вход 12 и в фильтр 13, где очищается от твердых частиц загрязнений, а также от жидких частиц сконденсировавшейся в процессе охлаждения парообразной влаги атмосферного воздуха, а, как известно, чем выше температура атмосферного воздуха, тем больше в нем влаги, при этом отделенные загрязнения в фильтре 13 удаляются из него через установку удаления загрязнений, например конденсатоотводчик поплавкового типа. «Горячий» поток атмосферного воздуха по горячему каналу 14 вихревой трубы 9 направляется в грунтовый воздухопровод 5, где охлаждается, отдавая тепло грунту, а сконденсировавшаяся в процессе охлаждения воздуха влага удаляется через теплопроводящие трубы 6 и дренируется в грунте. Охлажденный в грунтовом воздухопроводе 5 воздух поступает к входу 12 фильтра 13, где окончательно очищается от капельнообразных загрязнений и твердых частиц загрязнений, т.е. доводится до параметров, определяемых заданным микроклиматом в помещении 7. Из фильтра 13 обработанный воздух с заданными параметрами по температуре, влажности и степени очистки от твердых частиц поступает внутрь помещения 7.In the warmer months, at atmospheric temperatures above the temperature specified by the indoor microclimate 7, for example, 25 ° C (air damper 19 is closed), atmospheric air is pumped into the underfloor duct 2 into the underfloor duct 2 by a fan 16 installed in the ventilation chamber 17 . From the underfloor air duct 2 through the open air damper 18, atmospheric air under excessive pressure enters the inlet 10 of the vortex tube 9, in which there is separation into “cold” (temperature slightly lower atmospheric air entering the vortex tube) and “hot” (temperature slightly higher atmospheric air entering the vortex tube) air flows. The cold stream of atmospheric air separated in the vortex tube 9 with a temperature set according to the microclimate inside the building 7, for example, 18 ° C, flows through the cold channel 11 of the vortex tube 9 to the inlet 12 and to the filter 13, where it is cleaned of solid particles of impurities, as well as liquid particles of vaporized atmospheric air condensed during cooling, and, as you know, the higher the temperature of the atmospheric air, the more moisture therein, while the separated impurities in the filter 13 are removed from it through a removal unit contaminants, such as a steam trap. A "hot" stream of atmospheric air through the hot channel 14 of the vortex tube 9 is sent to the ground air duct 5, where it is cooled, giving off heat to the soil, and the moisture condensed during cooling of the air is removed through heat-conducting pipes 6 and drained in the soil. The air cooled in the soil air duct 5 enters the inlet 12 of the filter 13, where it is finally cleaned of droplet-like contaminants and particulate contaminants, i.e. adjusted to the parameters determined by the specified microclimate in the room 7. From the filter 13, the treated air with the given parameters in terms of temperature, humidity and the degree of purification from solid particles enters the room 7.

Воздух из помещения 7 вентилятором 20, установленным в вентиляционной камере 21, направляется в теплообменный воздухопровод 4, где отдает тепло аккумулятору 8, и по северному воздухопроводу 3 выбрасывается в атмосферу.The air from the room 7 with the fan 20 installed in the ventilation chamber 21 is directed to the heat exchange air duct 4, where it transfers heat to the accumulator 8, and is discharged into the atmosphere through the northern air duct 3.

Размещение вихревой трубы 9 в тепловом аккумуляторе 8 обеспечивает дополнительное накопление тепла, выделяемого через корпус вихревой трубы 9, в процессе расслоения обрабатываемого атмосферного воздуха на «холодный» и «горячий» потоки.The placement of the vortex tube 9 in the heat accumulator 8 provides additional accumulation of heat released through the casing of the vortex tube 9, in the process of separation of the processed atmospheric air into "cold" and "hot" flows.

В результате тепловой аккумулятор 8 накапливает тепловую энергию, поступающую как от теплообменного воздухопровода 4, так и от корпуса вихревой трубы 9.As a result, the heat accumulator 8 accumulates thermal energy from both the heat exchange air duct 4 and the vortex tube body 9.

При снижении температуры нагнетаемого вентилятором 16 атмосферного воздуха ниже гостированной для заданных условий микроклимата здания 7, например в ночное время температура около 15°С, открывается воздушная заслонка 19 (воздушная заслонка 18 закрыта). Атмосферный воздух по южному воздухопроводу 1 вентилятором 16 через открытую воздушную заслонку 19 подается в фильтр 13, где очищается до заданных условиями микроклимата в помещении 7 параметров. Тепловой аккумулятор 8 отдает тепло всасываемому атмосферному воздуху в подпольном воздухопроводе 2, нагревая его до необходимой температуры. Если тепловой энергии, отдаваемой тепловым аккумулятором 8 атмосферному воздуху, движущемуся по подпольному воздухопроводу 2, недостаточно, то осуществляется подогрев отопительной системой (не указано), затраты которой будут снижены, так как значительная часть тепла поступает от теплового аккумулятора 8 и грунта.When the temperature of the atmospheric air pumped by the fan 16 decreases below the guest climate for the given microclimate of building 7, for example, at night the temperature is about 15 ° C, the air damper 19 opens (the air damper 18 is closed). Atmospheric air through the southern air duct 1 by the fan 16 through the open air damper 19 is supplied to the filter 13, where it is cleaned to the specified 7 microclimate conditions in the room. The heat accumulator 8 gives off heat to the aspirated air in the underground air duct 2, heating it to the required temperature. If the thermal energy given by the heat accumulator 8 to the atmospheric air moving through the underground air duct 2 is insufficient, then heating is carried out by the heating system (not indicated), the costs of which will be reduced, since a significant part of the heat comes from the heat accumulator 8 and soil.

Размещение фильтра 13 после вихревой трубы 9 в тепловом аккумуляторе 8 обеспечивает снижение энергоемкости очистки нагнетаемого вентилятором 16 через южный 1 воздухопровод атмосферного воздуха вовнутрь помещения 7 за счет частичной очистки в процессе расслоения обрабатываемого воздуха (часть твердых загрязнений перемещается в горячий поток и дренируется в грунт по теплообменным трубам 6). А также полученное тепло от аккумулятора 8 при низких температурах атмосферного воздуха устраняет возможность обмерзания фильтрующих элементов, приводящего к возрастанию гидравлического сопротивления при температурах атмосферного воздуха, имеющих значение, существенно более низкое, чем предусмотрено параметрами микроклимата внутри помещения 7, вихревая труба 9 воздушной заслонкой 18 отключается от подпольного воздухопровода 2. Всасывающий атмосферный воздух нагревается как в южном воздухопроводе 1 за счет использования тепла солнечной радиации (южный воздухопровод выполнен из поглощающего солнечную радиацию материала), так и от теплового аккумулятора 8 в подпольном воздухопроводе 2. В случае недостатка данного тепла для получения заданной температуры воздуха, нагнетаемого вовнутрь помещения 7, применяется отопительная система (не показана) незначительной мощности.Placing the filter 13 after the vortex tube 9 in the heat accumulator 8 reduces the energy consumption of cleaning the blower blowed by the fan 16 through the southern 1 air duct into the room 7 due to partial cleaning in the process of separation of the treated air (part of the solid contaminants moves into the hot stream and is drained into the soil by heat exchange pipes 6). And also the heat received from the battery 8 at low ambient temperatures eliminates the possibility of freezing of the filter elements, which leads to an increase in hydraulic resistance at atmospheric temperatures, which have a value significantly lower than that provided by the microclimate parameters indoors 7, the vortex tube 9 is shut off by the air damper 18 from an underground air duct 2. The suction atmospheric air is heated as in the southern air duct 1 due to the use of solar heat oh radiation (southern air pipe is made of a solar radiation absorbent material), and from the heat accumulator 8 in an underground air duct 2. In case of lack of heat for a given outside temperature, inside the discharge space 7 applies heating system (not shown) low power.

В результате предлагаемое изобретение позволяет использовать солнечную энергию и аккумулирующие свойства грунта, как при положительных, так и при отрицательных температурах атмосферного воздуха, обеспечивая снижение энергозатрат процесса получения заданных параметров микроклимата внутри помещения, как по температуре, так и по степени очистки вентилируемого воздуха от загрязнений в виде твердых и каплеобразных загрязнений.As a result, the present invention allows the use of solar energy and the accumulating properties of the soil, both at positive and negative temperatures of atmospheric air, providing a reduction in the energy consumption of the process of obtaining the specified microclimate parameters indoors, both in temperature and in the degree of purification of ventilated air from pollution in solid and droplet-like contaminants.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что снижение энергозатрат при длительной работе системы гелиотеплохладоснабжения, достигается как обеспечением нормированных сроков эксплуатации грунтового трубопровода без выполнения дополнительных демонтажных работ при изменяющихся температурно-влажностых режимах грунта, так и поддержанием заданного микроклимата в помещении, путем выполнения грунтового трубопровода из композиционного материала, включающего тонковолокнистый базальт, заключенный между металлической основой и гидроизоляцией. При этом выполнение тонковолокнистого базальта в виде слоя с продольно растянутыми волокнами по длине грунтового трубопровода позволяет не только осуществлять функцию теплоизоляции, но и аккумулировать тепло, передаваемое теплопроводностью через металлическую основу от движущегося «горячего» потока воздуха, а это помимо устранения теплопотерь через гидроизоляцию в аккумулирующую среду-грунт позволяет поддерживать постоянство заданного микроклимата в помещении без дополнительных энергозатрат при изменении температуры атмосферного воздуха, поступающего в вихревую трубу.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the reduction in energy consumption during the long-term operation of the solar heating and cooling system is achieved both by ensuring normalized life of the soil pipeline without performing additional dismantling operations with changing temperature and humidity conditions of the soil, and by maintaining the specified microclimate in the room, by performing the soil pipeline from a composite material including fine-fiber basalt enclosed between meta netocrystalline foundation and waterproofing. At the same time, the implementation of fine-fiber basalt in the form of a layer with longitudinally stretched fibers along the length of the soil pipeline allows not only to perform the heat insulation function, but also to accumulate heat transferred by the heat conduction through the metal base from the moving “hot” air stream, and this, in addition to eliminating heat loss through waterproofing to the storage environment-soil allows you to maintain the constancy of a given microclimate in the room without additional energy consumption when the temperature of the atmosphere of air entering the vortex tube.

Claims

A solar heating and cooling system, comprising a southern one made of a material that absorbs solar radiation and a northern air duct located on the respective sides of the building, a heat accumulator forming an underground air duct connected to the southern one with the floor of the building, and heat exchange and ground air ducts located one above the other under the heat accumulator , the first of which is connected with the north, and the second is equipped with soil heat-conducting pipes, while the system is equipped with a heat accumulator a vortex tube connected with an underground air duct, a “cold” channel with a room, and a “hot” one through a heat accumulator with an air duct, the outputs of the underground and ground air ducts are connected to the “cold” vortex tube, and installed behind the connection point filter, while the southern and northern air ducts are in communication with the atmosphere, and the heat exchange air duct is connected to the room, characterized in that the ground air duct is made of composite material, which includes a metal base of heat-insulating and retaining fine fibers and basalt waterproofing, wherein fine fiber basalt longitudinally located in a stretched position along the length of the pipeline and ground is fixed as a layer between the metal base and waterproofing.