RU93504U1

RU93504U1 - HELIOTECHNICAL SYSTEM FOR BUILDING HEATING

Info

Publication number: RU93504U1
Application number: RU2010100586/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Захарков; Станислав Юрьевич Шевцов; Наталья Сергеевна Захаркова; Вадим Васильевич Новотрясов
Original assignee: Сергей Петрович Захарков
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-04-27

Abstract

1. Система для отопления зданий, включающая воздушный солнечный коллектор и теплоаккумулирующую поверхность, отличающаяся тем, что теплоаккумулирующая поверхность выполнена в виде монолитного пола, массив которого содержит капсулы вещества с фазовым переходом при температуре 30-45°С, снабженного оборудованной вентилятором системой воздушных каналов, соединенных трубопроводом с воздушным солнечным коллектором, образуя с ним замкнутую систему. ! 2. Система для отопления зданий по п.1, отличающаяся тем, что в качестве вещества капсул используют глауберову соль. ! 3. Система для отопления зданий по п.1, отличающаяся тем, что в качестве вещества капсул используют парафин. ! 4. Система для отопления зданий по п.1, отличающаяся тем, что воздушные каналы снабжены отверстиями для их ревизии и прочистки. ! 5. Система для отопления зданий по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена воздушным каналом для отвода тепла в грунт. 1. A system for heating buildings, including an air solar collector and a heat storage surface, characterized in that the heat storage surface is made in the form of a monolithic floor, the array of which contains substance capsules with a phase transition at a temperature of 30-45 ° C, equipped with an air duct system equipped with a fan, connected by a pipeline to the solar air collector, forming a closed system with it. ! 2. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that Glauber's salt is used as the substance of the capsules. ! 3. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that paraffin is used as the substance of the capsules. ! 4. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that the air channels are provided with holes for revision and cleaning. ! 5. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an air channel for removing heat into the ground.

Description

Полезная модель относится к строительству, а именно к зданиям для отопления которых используют воздушный солнечный коллектор и может быть использована во всех здания и сооружениях, в строительных и ограждающих конструкциях, в которых возможно расположение солнечных коллекторов.The utility model relates to construction, namely, buildings for the heating of which an air solar collector is used and can be used in all buildings and structures, in building and enclosing structures in which the location of solar collectors is possible.

Известно здание, в котором установлена дополнительная система отопления на основе воздушного солнечного коллектора. Система включает светопрозрачный участок, выполненный на одной из внешних сторон здания, расположенный напротив него на внутренней стене здания теплоаккумулятор, снабженный со стороны светопрозрачного участка светопоглощающей поверхностью. Тепловой аккумулятор выполнен предпочтительно из бетона, а в его массиве замоноличен теплообменник, выполненный в форме змеевика из металлического трубопровода, с возможностью подключения к источнику тепла или трубопроводу подачи холодной воды (RU №76946, 2008).A building is known in which an additional heating system based on an air solar collector is installed. The system includes a translucent section made on one of the external sides of the building, a heat accumulator located opposite it on the inner wall of the building, equipped with a light-absorbing surface from the side of the translucent section. The heat accumulator is preferably made of concrete, and in its array a heat exchanger made in the form of a coil from a metal pipe is monolithic, with the possibility of connecting to a heat source or cold water supply pipe (RU No. 76946, 2008).

Однако такая система отличается сложностью исполнения. Теплоаккумулятор требует большого расхода материала, а замоноличенный в его массиве теплообменник не подлежит ремонту. Кроме того, технически сложно преобразовать уже существующее здание в указанный проект.However, such a system is notable for its complexity. The heat accumulator requires a large consumption of material, and the heat exchanger monopolized in its array cannot be repaired. In addition, it is technically difficult to transform an existing building into a specified project.

Известна система для нагревания помещения, содержащая воздушный солнечный коллектор, теплоаккумулирующая поверхность, выполненная в виде внутренней стены здания, которая содержит находящееся в стеклянных капсулах вещество со скрытой энергией - хлорид кальция, с точкой плавления приблизительно 27 градусов С, который. Однако для плавления этого вещества требуемая температура воздуха в здании должна быть существенно больше указанной, что делает пребывание людей в таком помещении существенно не комфортным или даже невозможным. Кроме того, вследствие отсутствия надежной теплоизоляции поглощающей системы от окружающей среды, происходит потеря тепла ночью за счет радиации.(СН 688164, 1997)A known system for heating a room, containing an air solar collector, a heat storage surface made in the form of an internal wall of a building, which contains a substance with hidden energy located in glass capsules - calcium chloride, with a melting point of about 27 degrees C, which. However, for the melting of this substance, the required air temperature in the building must be significantly higher than that indicated, which makes people staying in such a room substantially uns comfortable or even impossible. In addition, due to the lack of reliable thermal insulation of the absorbing system from the environment, there is a loss of heat at night due to radiation. (SN 688164, 1997)

Наиболее близкой к заявляемой является система для отопления здания с использованием в качестве рабочего тела воздуха помещения. Система представляет собой воздушный солнечный коллектор, состоящий из двойного стеклянного покрытия, воздушного канала и светопоглощающей поверхности, выполненной из светопрозрачного материала и заполненной фазопереходным теплоаккумулирующим материалом. Светопоглощающая поверхность контактирует с одной стороны с теплоаккумулирующей внутренней стеной, а с другой - с воздушным каналом. Воздух, нагреваемый светопоглощающей поверхностью, поднимается и выходит из выходного отверстия коллектора в помещение, а из помещения на его место поступает холодный воздух через входное отверстие, расположенное на уровне пола. Циркуляция воздуха осуществляется регулированием степени открытости термозаслонок, установленных в отверстиях коллектора. Светопоглощающая поверхность выполняет роль защитного экрана, становясь то прозрачной для солнечных лучей при плавлении, то непрозрачной и уменьшает тепловые потери при кристаллизации (п. РФ №2223451).Closest to the claimed is a system for heating a building using indoor air as a working fluid. The system is an air solar collector consisting of a double glass coating, an air channel and a light-absorbing surface made of a translucent material and filled with phase-transfer heat-accumulating material. The light-absorbing surface contacts on the one hand with the heat-accumulating inner wall, and on the other, with the air channel. Air heated by the light-absorbing surface rises and leaves the collector’s outlet into the room, and cold air enters its place from the room through an inlet located at floor level. Air circulation is carried out by regulating the degree of openness of the thermal shutters installed in the manifold openings. The light-absorbing surface acts as a protective screen, becoming either transparent to sunlight during melting, or opaque and reduces heat loss during crystallization (Cl. RF No. 2223451).

Недостатком этой системы является то, что в силу своих конструктивных особенностей, наиболее сильно нагретая часть светопоглощающей поверхности расположена вблизи наружного стеклянного покрытия, что приводит к большим теплопотерям в ночное время, снижает эффективность работы системы и требует дорогостоящего высококачественного, по крайней мере двойного остекленения. Кроме того, использование воздуха из жилых помещений в качестве рабочего тела в зимнее время может привести к конденсации воды и обмерзанию наружного стеклянного покрытия.The disadvantage of this system is that, due to its design features, the most heated part of the light-absorbing surface is located near the outer glass coating, which leads to large heat losses at night, reduces the efficiency of the system and requires expensive high-quality, at least double glazing. In addition, the use of air from residential premises as a working fluid in winter can lead to condensation and freezing of the outer glass coating.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы системы отопления здания, удешевление стоимости, повышение комфортности обитания и универсальности системы, позволяющей использовать ее как во вновь возводимых зданиях, так и при модернизации уже построенных.The objective of the claimed utility model is to increase the efficiency of the heating system of a building, reduce the cost, increase the comfort of living and the versatility of the system, which allows it to be used both in newly constructed buildings and in the modernization of existing ones.

Технический результат - снижение тепловых потерь, достигается за счет обеспечения циркуляции воздуха по замкнутому циклу отопительной системы, и использованием пола помещения в качестве теплового аккумулятора и нагревателя одновременно.The technical result is a reduction in heat loss, achieved by ensuring air circulation in a closed cycle of the heating system, and using the floor of the room as a heat accumulator and heater at the same time.

Поставленная задача решается системой для отопления здания, состоящей из воздушного солнечного коллектора и теплоаккумулирующей поверхности, выполненной в виде монолитного пола, массив которого содержит капсулы теплоаккумулирующего вещества с фазовым переходом при температуре 30-45°С, снабженного оборудованной вентилятором системой воздушных каналов, соединенных с воздушным солнечным коллектором, образуя с ним замкнутую систему, при этом коллектор снабжен трубопроводом, соединяющим его с воздушными каналами.The problem is solved by a system for heating a building, consisting of an air solar collector and a heat storage surface made in the form of a monolithic floor, the array of which contains capsules of heat storage substance with a phase transition at a temperature of 30-45 ° C, equipped with an air duct system equipped with a fan connected to the air the solar collector, forming a closed system with it, while the collector is equipped with a pipeline connecting it to the air channels.

На фиг. схематически изображена заявляемая система для отопления здания, где 1 - воздушный солнечный коллектор, включающий 2 светопрозрачное покрытие, 3 - воздушный промежуток, 4 - теплоизоляция, 5 - светопоглощающая поверхность, 6, 6 входная/выходная труба; 7 - несущая стена, 8 - монолитный пол, 9 капсулы с веществом фазового перехода, 10 - воздушные каналы находящиеся в полу; 11 - вытяжной вентилятор; 12 - заслонки.In FIG. The claimed system for heating a building is schematically depicted, where 1 is an air solar collector including 2 translucent coatings, 3 is an air gap, 4 is heat insulation, 5 is a light-absorbing surface, 6, 6 is an inlet / outlet pipe; 7 - load-bearing wall, 8 - monolithic floor, 9 capsules with phase transition material, 10 - air channels located in the floor; 11 - exhaust fan; 12 - shutters.

Заявляемая система работает следующим образом.The inventive system operates as follows.

Воздушный солнечный коллектор (1) размещают на стороне здания с максимальной освещенностью. Нагреваемый воздух, находящийся между светопрозрачной (2) и светопоглощающей (5) поверхностями отбирается в верхней части воздушного промежутка (3) и поступает по трубе (6) в систему воздушных каналов (10), находящихся в монолитном полу (8). Пройдя систему каналов (10), воздух вновь попадает через выходную трубу (6') в воздушный промежуток (3). Циркуляция воздуха производится с помощью вентилятора (11), установленного в системе воздушных каналов (10). Регулирование циркуляции воздуха осуществляется заслонками (12). В ночное и пасмурное время суток заслонки (12) закрываются и отопление происходит за счет тепла, выделяющегося при фазовом переходе вещества (9), содержащегося в монолитном полу (8).An air solar collector (1) is placed on the side of the building with maximum illumination. The heated air located between the translucent (2) and light-absorbing (5) surfaces is taken in the upper part of the air gap (3) and enters through the pipe (6) into the system of air channels (10) located in the monolithic floor (8). After passing through the channel system (10), air again enters through the outlet pipe (6 ') into the air gap (3). The air is circulated by a fan (11) installed in the air duct system (10). Regulation of air circulation is carried out by dampers (12). At night and cloudy times, the shutters (12) are closed and heating is due to the heat generated during the phase transition of the substance (9) contained in the monolithic floor (8).

Конструкция воздушного солнечного коллектора (1) является стандартной и, как правило, представляет собой корпус, в котором между светопрозрачным покрытием и теплоизоляционной светопоглощающей поверхностью находится воздушная прослойка, в которой установлена система труб для отбора нагретого воздуха.The design of the air solar collector (1) is standard and, as a rule, is a housing in which there is an air gap between the translucent coating and the heat-insulating light-absorbing surface, in which a pipe system for collecting heated air is installed.

Воздушные каналы (10), находящиеся в полу, выполняют, например, путем установки профнастила на стяжку, выполненную из конструкционного пенобетона, с последующей заливкой на профнастил массы, содержащей капсулы с веществом с фазовым переходом при температуре 30-45°С. В качестве такого вещества используют, например парафин или глауберову соль или другие вещества с подходящим фазовым переходом.Air channels (10) located in the floor are, for example, installed by installing corrugated board on a screed made of structural foam concrete, followed by pouring onto the corrugated board a mass containing capsules with a substance with a phase transition at a temperature of 30-45 ° С. As such a substance, for example, paraffin or Glauber's salt or other substances with a suitable phase transition are used.

Воздушные каналы (10) формируют таким образом, чтобы обеспечить максимальную передачу тепла от теплоносителя - воздуха к массиву пола при минимальном сопротивлении протока воздуха. Отношение объема вещества с фазовым переходом к объему монолита пола выбирается максимальным при заданной прочности пола.Air channels (10) are formed in such a way as to ensure maximum heat transfer from the coolant - air to the floor array with minimal resistance to air flow. The ratio of the volume of the substance with a phase transition to the volume of the monolith of the floor is selected as maximum for a given floor strength.

Воздушные каналы (10) равномерно располагают в заливном монолитном полу и как правило снабжают отверстиями для их ревизии и прочистки (на фиг. не показаны).Air channels (10) are evenly placed in the monolithic floor and are usually provided with holes for their inspection and cleaning (not shown in FIG.).

Работа вентилятора (11) может быть осуществлена любым стандартным способом, в том числе и с помощью солнечной батареи, расположенной над воздушным солнечным коллектором (1).The operation of the fan (11) can be carried out in any standard way, including using a solar battery located above the air solar collector (1).

Управление заслонками (12) осуществляется, например, с помощью электромеханического механизма или любым другим известным способом.The control of the shutters (12) is carried out, for example, using an electromechanical mechanism or in any other known manner.

При избытке солнечного тепла система может быть дополнительно оборудована воздушным каналом, в котором трубы отводят тепло из солнечного коллектора (1) под здание, в грунт, выполняющий роль аккумулятора тепла.With an excess of solar heat, the system can be additionally equipped with an air channel in which pipes remove heat from the solar collector (1) under the building into the soil, which acts as a heat accumulator.

Таким образом, использование замкнутой системы циркуляции воздуха, являющегося одновременно и теплоносителем системы отопления, а также использование такого важного конструктивного элемента здания как пол в качестве безопасного теплового аккумулятора и нагревателя одновременно, обеспечивает снижение тепловых потерь и безопасность системы, повышение эффективности работы и удешевление стоимости системы, повышает комфортность обитания. Заявляемую полезную модель экономически целесообразно применять как во вновь возводимых зданиях, так и при модернизации уже построенных.Thus, the use of a closed system of air circulation, which is also the heat carrier of the heating system, as well as the use of such an important structural element of the building as the floor as a safe heat accumulator and heater at the same time, reduces heat loss and system security, improves work efficiency and reduces the cost of the system , increases the comfort of living. The inventive utility model is economically feasible to apply both in newly constructed buildings, and in the modernization of existing ones.

Claims

1. A system for heating buildings, including an air solar collector and a heat storage surface, characterized in that the heat storage surface is made in the form of a monolithic floor, the array of which contains substance capsules with a phase transition at a temperature of 30-45 ° C, equipped with an air duct system equipped with a fan, connected by a pipeline to the solar air collector, forming a closed system with it.

2. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that Glauber's salt is used as the substance of the capsules.

3. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that paraffin is used as the substance of the capsules.

4. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that the air channels are provided with holes for revision and cleaning.

5. The system for heating buildings according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an air channel for removing heat into the ground.