Спосіб енергозбереження у перекритті та пристрій для його реалізації

Изобретение относится к строительным конструкциям зданий, связанных с проблемой энергосбережения. Известен способ энергосбережения реализуемый на панели для регулирования теплом внутри помещения [1]. Панель содержит обшивку, теплозвукоизолирующий слой, внутри трубопроводы, соединенные с обшивкой. Теплоноситель (горячая вода, пар, масло), проходя по трубопроводам осуществляет через обшивку теплообмен с окружающим пространством. Утеплитель обуславливает процесс теплообмена между средой и панелью на поверхности трубопроводов и обшивки, причем как конвективно, так и отражением от обшивки. Способ энергосбережения состоит в подводе к панели тепловой энергии, прогреву панели и отводу тепла от панели в обогреваемое помещение. Недостатками способа являются: необходимость непрерывного подвода тепла к панели, вместе с тем отвод его возможен только через ограниченные участки - "просечки" в обшивке, без прогрева высоты помещения в целом, с большими трансмиссионными потерями тепла, невозможность регулирования процессом теплопередачи, невозможность утилизации обогреваемого воздуха из помещения. В основу изобретения способа поставлена задача - создания способа энергосбережения в перекрытии, в котором путем внедрения принудительной циркуляции воздуха из помещения через камеры и пустоты панели достигается снижение расхода тепла и регулирования теплопередачи от источника теплоизлучателя к обогреваемому помещению. Поставленная задача решается тем, что в способе, включающем подвод энергии к панели, равномерному ее прогреву, отвод тепла, согласно изобретения, подвод энергии к панели осуществляют локально, периодическим подключением в электросеть, а равномерный прогрев панели осуществляют за счет принудительной циркуляции нагретого воздуха из помещения через камеры, пустоты панели обратно в зону помещения, причем за счет подачи потоков воздуха в пустотах навстречу друг другу, на выходе в помещение дополнительно увеличивают температуру наружного воздуха. Аккумулирующая способность массы пола и периодический подвод тепла к панели с ее рациональным расходом позволяют экономить электроэнергию, а принудительная циркуляция нагретого воздуха, с подачей воздушны х масс вдоль пустот навстречу друг др угу, создает "теплый пол" и повышает температуру на вы ходе в помещение воздуха, что приводит к экономии тепловых ресурсов и к достижению поставленной задачи. Известно устройство, размещенное внутри двух слоев наружной стеновой панели здания в виде энергосберегающего пневмотермовкладыша. Вкладыш содержит оболочки из эластичного газоводонепроницаемого материала, штуцеры с заглушками и систему трубопроводов для подвода горячего воздуха [2]. Оболочка вкладыша выполнена в виде раздвижной складчатой конструкции (для создания воздушной прослойки), на ребрах которой размещены анкерующие элементы, а по плоскостям, складок, обращенных во внутрь здания размещены эластичные резистивные элементы, соединенные с токопереходниками. Недостатки устройства заключаются в том, что оно не обеспечивает условий теплообмена у поверхности перекрытия ввиду отсутствия продольных пусто т, имеет большие тепловые потери в окружающую среду, ввиду непосредственной взаимосвязи с атмосферной средой, не снабжено камерамираспределителями воздуха, вентрешетками, вентиляторами, циркуляционной системой. В основу изобретения устройстве поставлена задача - создания устройстве доя реализации способа энергосбережения на основе строительной многопустотной панели, путем внедрения в ее конструкцию дополнительных элементов и образования единой циркуляционной системы в пустотах панели сообщающихся с воздушным пространством обогреваемого помещения, чем достигается аккумуляция тепла в массе конструкции и равномерный отбор тепла от поверхности панели. Поставленная задача достигается тем, что устройство для реализации способа энергосбережения, содержащее электронагреватели, токопереходники, воздушные прослойки, согласно изобретения, воздушные прослойки выполнены в виде продольных пустот, устройство дополнительно содержит вентиляционные решетки, вентиляторы, камеры с поперечными перегородками, служащими распределителями воздуха, с образованием единой циркуляционной системы, а электронагреватели выполнены в виде спиралей, размещенных в части п усто т и изолированных огнеупорными трубками. Кроме того, устройство снабжено теплоизоляцией. В устройстве для реализации способа энергосбережения весьма эффективно используется предлагаемой конструкции панель перекрытия, по концам пустот которой размещены камеры, а внутри пусто т-спирали, с созданием единой циркуляционной системы. Наличие вентиляционной решетки и вентилятора позволяет производить забор воздуха из помещения, прогревать его на спиралях и выводить его наружу в помещение с увеличенной температурой, тем самым - реализовать способ энергосбережения. На фиг.1 изображено описываемое устройство в плане по разрезу Б - Б; на фиг.2 продольный разрез по сечению А - А фиг.1; на фиг.3 - поперечный разрез по сечению В - В фиг.1; на фиг.4 - камера - распределитель с одной поперечной стенкой; на фиг.5 - план-схема в аксонометрии с циркуляционной системой. Устройство содержит нижние 1 и верхние 2 стены, имеющие ниши 11 для установки решетки 3 принудительной вентиляции, вентилятор 4 типа ВН 10-У4 на 220 вольт, мощностью 33,5 ватт, производительностью 10м 3/мин (ГОСТ 7402 - 74). Вентилятор соединен с люком воздухозабора посредством кожуха. Устройство содержит плиту пола (перекрытия) 5, трубчатостержневой нагреватель 6 (нихромовая спираль), второй нагреватель 7, камеру - распределитель воздуха 8 с одной поперечной, камеру 9 - с двумя поперечными перегородками 10, пустоты в камерах 12, люки 13 для забора воздуха; стрелками 14 показаны пути движения воздушных масс в теплообменнике. Теплообменник (фиг.1, 2) может работать как в автономном, так и в составе центрального отопления при низкой температуре в сети. Сборку теплообменника производят отдельно до монтажа панели в проектное положение. Изолированные вводы в виде готовых участков с трубками пропускают в пусто ты, подключают к энергии, последовательно. Удельная электрическая мощность спиралей равна 0,2 0,6кВт/м. Концы вводов пропускают в отверстия через стенки камер и выводят их на реостат, счетчик, розетку, выключатель. Устройство работает следующим образом. Из помещения воздух поступает через решетку 3 в люк 13 в полость со спиралью 6 (фиг.3, 4). Происходит нагрев спирали, воздуха и одновременный теплообмен с внутренней поверхностью плиты. Далее горячий воздух проходит через соседнюю, а затем и вторую свободные полости (фиг.5) и через отверстие в камере попадает на вторую нагретую спираль 7. Здесь температура воздуха с учетом потерь нагревается до 60°C. При помощи вентилятора 4, расположенного в нише под люком 13 горячий воздух снова возвращается в зону помещения. Так происходит через теплообменник конвекция воздуха зоны помещения. Превышение температурьте помещении со скоростью более 5°C/ч не рекомендуется. Общий цикл прогрева помещения подразделяется на периоды: термопрогрев + выдерживание + остывание + термопрогрев. В зависимости от времени года режим прогрева может быть выражен: 2 + 2 + 18 + 2 = 24ч. Прогрев помещения площадью 20кв.м, объемом 60м 3 при температуре наружной среды - 25°C можно осуществить в течение 0,3кВт/ч. Проведены расчеты моделей жилых комнат (3 ´ 3 ´ 3м) со стенами из керамзитобетона (в = 35см). Одна стена имела пневмотермовкладыш. Пол и перекрытие содержали многопустотные железобетонные панели. При этом имелось ввиду следующее. Количество тепла, выделяющегося при пропускании через среду электрического тока определялось по формуле где соответственно известные обозначения: I сила тока, U - напряжение, R - омическое сопротивление в спиралях. Ориентировочные потери тепла через ограждающие конструкции были приняты, в %: подвальная, чердачная части 18, станы 42, окна 32, двери 8, удельный расход тепла на отопление жилых зданий q = 78,9Вт/(м 2°C) при температуре - 20°C. Расчетный параметр воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий принята 3м 3/ч на кв.м. В процессе анализа определялись характеристики: t - температура воздуха в помещении; t - температура на внутренней поверхности ограждения; q - тепловой поток (теплопередача) через конструкцию; a коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения: где R - сопротивление теплопередаче на внутренней поверхности ограждения. В таблице приведены результаты расчетов. Результаты показывают, что в предлагаемом изобретении с увеличением температуры нагрева теплообменника сопротивление теплопередаче наружных ограждений возрастает. Основная причина низкой температуры пола заключается не в теплозащитных качества х конструкции, а в условиях теплообмена у его поверхности. Наиболее надежным средством обеспечения требуемых температур является искусственный обогрев пола, т.е. при реализации предлагаемого способа и устройства. По сравнению с прототипом предлагаемый способ примерно в 10, раз повышает эффективность прогрева воздушных масс помещений. Кроме того, по сравнению с прототипом и базовыми решениями предлагаемый способ позволяет: - повысить кпд теплообменника в 6 раз; снизить расход электроэнергии на 40%, за счет учета и контроля, регулирования за ее расходованием; - уменьшить амортизационные расходы 1м 2 жилой площади до 50% за счет ремонта и обслуживания системы центрального отопления; - предусмотреть подачу звуковых и световы х сигналов; производить учет расходуемой электроэнергии непосредственно в каждой квартире. Особенно эффективно предлагаемый теплообменник применять в одно, двухэтажных домах-коттеджах, расположенных далеко от сетей центрального отопления. Кроме того, на таких зданиях можно произвести замену спиралей в панелях перекрытий без особых трудозатрат.