Спосіб підігрівання повітря теплотою замерзання води та акумулювання льоду на водоймах

Реферат: Спосіб підігрівання повітря теплотою замерзання води та акумулювання льоду на водоймах включає розміщення теплообмінних труб у воді і подачу в них холодного атмосферного повітря та використання підігрітого в трубах повітря. Труби укладають на попередньо замерзлу ділянку водойми вище неї, а ділянку огороджують вище рівня льоду герметичними боковими стінками по всьому периметру. Внутрішній об'єм огородженої ділянки заповнюють водою вище верхівки труб, причому після замерзання води над трубами ділянку теплоізолюють. Герметичні бокові стінки виготовляють із льоду шляхом формування їх в герметичній опалубці, заповненої водою, або приморожуванням окремо виготовлених льодяних блоків, герметизованих водою під час морозів. Перед заповненням внутрішнього об'єму ділянки водою, лід на водоймі обрізають по периметру ділянки за її огорожею, а ділянка опускається вниз при заповненні водою. UA 118764 U (54) СПОСІБ ПІДІГРІВАННЯ ПОВІТРЯ ТЕПЛОТОЮ ЗАМЕРЗАННЯ ВОДИ ТА АКУМУЛЮВАННЯ ЛЬОДУ НА ВОДОЙМАХ UA 118764 U UA 118764 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб належить до систем тепло- і холодопостачання, в першу чергу до підігрівання повітря в системах вентиляції і для теплових насосів, а також для сезонного акумулювання льоду і літнього холодопостачання. Спосіб може бути використаний і для наморожування льоду на переправах чи злітних смугах. Відомий спосіб використання водойм для теплових насосів [Безродний М.К. Пуховий І.І., Нутра Д.С. Теплові насоси та їх використання// Навч. пос. - Київ. - Політехніка. - НТУУ КПІ – 2013], коли теплообмінник, що зв'язаний з випарником поміщують у водойму. В теплообміннику циркулює холодоагент теплового насоса або проміжний теплоносій (розсол чи етиленгліколь). Відомий спосіб інтенсивного заморожування льоду на водоймах [пат. України на корисну модель № 101894, МПК F23C 3/00. Е01Н 4/00, оп. 12.10.2015 р. бюл. 19], в якому труби, виготовлені з льоду, використовують для оребрення льодяної поверхні, при цьому по трубахребрах подають холодне повітря. Труби можуть періодично чи постійно зрошуватись водою. Підігріте повітря, що виходить з труб може використовуватись для теплопостачання, наприклад для вентиляції. Недоліком способу є необхідність встановлення багатьох розпилювальних пристроїв для води та зменшений периметр труби, що контактує з водою, через прикріплення її до льоду. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є спосіб підігрівання повітря природним середовищем [Патент України на корисну модель № 103185 опубл. 10.12.2015 р.], в якому труби теплообмінника занурюють під поверхню води, яка взимку замерзає на зовнішній поверхні труб при подачі в них холодного повітря з атмосфери. Труби кріплять нерухомо до дна або до льоду. Труби можуть бути з традиційних матеріалів або льоду. Недоліком способу є складність кріплення труб до дна чи знизу льоду на поверхні водойм. Для цього при відсутності льоду потрібен човен, а при його наявності слід вирізати канали в поверхні льоду для встановлення труб. Задачею корисної моделі є спрощення процесів кріплення труб та компактного акумулювання льоду з метою його кращого зберігання влітку. Поставлена задача вирішується тим, що труби укладають на попередньо замерзлу ділянку водойми вище неї, а ділянка огороджується вище рівня льоду, герметичними боковими стінками по всьому периметру і внутрішній об'єм огородженої ділянки заповнюють водою вище верхівки труб, а після замерзання води над трубами ділянку зверху теплоізолюють. Труби укладають на поверхню льоду горизонтально вище неї для забезпечення замерзання льоду по всьому периметру труб. Висота підняття труб над поверхнею льоду залежить від часу експлуатації теплообмінника та температури атмосфери і може бути до 200-40000 мм. Установка теплообмінника і приєднання його до споживачів є зручною; не потрібно робити, канали в льоду на поверхні і затоплення труби. Перед установкою теплообмінника або паралельно з його установкою вибрану ділянку льоду огороджують і герметизують з наступним заповненням цього об'єму водою вище рівня труб, а пізніше замерзання води над трубами, ділянку теплоізолюють. Новим також є те, що герметичні бокові стінки виготовляють із льоду шляхом формування їх в герметичній опалубці, заповненій водою, або приморожуванням окремо виготовлених льодяних блоків, герметизованих водою під час морозів. Така конструкція бокових стін є простою і недорогою. Новизна також полягає в тому, що перед заповненням внутрішнього об'єму ділянки водою, лід на водоймі обрізають по периметру ділянкиза її огорожею, яка опускається вниз при заповненні водою. Така операція потрібна для того, щоб при заповненні ділянки водою не зламався лід під ділянкою, що її може розгерметизувати. Особливо це потрібно при тонкому початковому шарі льоду, на який укладають труби. Установка бокових стін, труб і заповнення водою можуть повторюватися багаторазово. Зазначимо, що шар води під і над трубами не повинен бути великим для швидшого замерзання і кращого підігрівання повітря. Якщо акумулювання льоду є пріоритетним, між циклами заповнення водою замерзлу поверхню не теплоізолюють. Ділянку з льодом весною транспортують по водоймі до споруд, де потрібне холодопостачання, лід повністю чи частинами вивантажують на берег, теплоізолюють від повітря і забирають холод при пропусканні холодоносіїв через труби або іншим способом. Транспортування отриманого льодяного масиву (айсберга) по воді можливе при достатній глибині водойми і воно доцільне, якщо споруди з тепло- чи холодопостачанням розташовані не поряд. В іншому випадку лід вивантажують на берег поряд з ділянкою льоду. Такий спосіб можна використовувати також для укріплення льодяних переправ і злітних смуг літаків на водоймах. 60 1 UA 118764 U 5 Джерела інформації: 1. Безродний М.К. Пуховий І.І., Кутра Д.С. Теплові насоси та їх використання //Навч. пос. Київ. - Політехніка. - НТУУ КПІ - 2013), 2. Спосіб інтенсивного заморожування льоду на водоймах (пат. України на корисну модель № 101894, МПК F23C 3/00. Е01Н 4/00, оп. 12.10.2015 р. бюл. 19) 3. Спосіб підігрівання повітря природним середовищем (Патент України на корисну модель № 103185 МПК F25C 1/00, F24D 15/00 опубл. 10.12.2015 p.) ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 1. Спосіб підігрівання повітря теплотою замерзання води та акумулювання льоду на водоймах, що включає розміщення теплообмінних труб у воді і подачу в них холодного атмосферного повітря та використання підігрітого в трубах повітря, який відрізняється тим, що труби укладають на попередньо замерзлу ділянку водойми вище неї, а ділянку огороджують вище рівня льоду герметичними боковими стінками по всьому периметру, а внутрішній об'єм огородженої ділянки заповнюють водою вище верхівки труб, причому після замерзання води над трубами ділянку теплоізолюють. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що герметичні бокові стінки виготовляють із льоду шляхом формування їх в герметичній опалубці, заповненої водою, або приморожуванням окремо виготовлених льодяних блоків, герметизованих водою під час морозів. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перед заповненням внутрішнього об'єму ділянки водою, лід на водоймі обрізають по периметру ділянки за її огорожею, а ділянка опускається вниз при заповненні водою. Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2