Пристрій для накопичування і витрати тепла

1. Пристрій для накопичування і витрати тепла, який відрізняється тим, що елементом конструкції побутового предмета і меблів є ємність, що містить теплоакумулюючу речовину. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ємність з'єднана з теплопостачальною мережею. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ємність має автономний електронагрівник, з'єднаний з електричною мережею. 4. Пристрій по кожному з пунктів 1 і 2, який відрізняється тим, що теплоакумулюючою речовиною є вода з теплопостачальної мережі. U 2 (19) 1 3 18104 4 стороні теплоізольованої холодильної камери і Відомий «Акумулятор тепла» [Авт.св. СРСР з'єднаний зливальним патрубком з нижньою час№1539475, МПК-5 F06Н7/00, бюл. №4, 1990р.], що тиною акумулятора холоду, а сам акумулятор хомістить обичайки, установлені коаксиально з утволоду виконаний у вигляді герметичної ємності, що ренням центральної, проміжної і периферійної має загальну теплопровідну стінку з випарником. камер, остання з який постачена патрубками підНедоліком відомого пристрою є обмежена фуведення чи відводу теплоносія, а дві перших запонкціональність і неможливість використання його внені теплоакумулюючими речовинами, причому для охолодження приміщень. центральна обичайка виконана полою і заповнена Відомі судини для підтримки температури уседігидроортофосфатом натрію, а в якості теплоаредині них - термоси, наприклад, кумулюючих речовин проміжної і центральної ка- «Пристрій для збереження температури об'ємер застосований відповідно тіосульфат натрію й кта, використання якого вимагає підтримки темпеортофосфат натрію. ратурного режиму тіла, що знаходиться усередині Недоліком відомого пристрою є його централійого» [Патент України №52456 А, МПК-6 зованість, що не дозволяє одержати комфортний А47J41/02, Е04В1/74, С04В26/00, 38/00, температурний режим у зоні переважного перебуF17С1/12,бюл.№12, 2002р.]; вання людини протягом доби. те ж, [Патент України №51525 А, МПК-6 Відома «Електронагрівальна панель» [Авт.св. А47J41/02, Е04В1/74, 38/00, F17С1/12, бюл. №11, СРСР №1513637, МПК-4 Н05В3/28, бюл. №37, 2002р.]; 1989р.], що містить корпус, у якому розміщений «Термос Султанова» [Авт. св. СРСР нагрівач, виконаний з легкоплавкого матеріалу, №1695877, МПК-5 А47J41/02, бюл. №45, 1991р.]; капілярно-пористий діелектричний елемент, що «Электротермос Султанова» [Авт. св. СРСР примикає до теплопровідної підстави, причому №1824183, МПК-5 А47J41/00, бюл. №24, 1993р.]; легкоплавкий матеріал виконаний у вигляді наси«Пристрій для збереження температури харченого розчину солі, а капілярно-пористий елечових продуктів» [Авт.св. СРСР №1644895, МПК-5 мент установлений із зазором від стінок корпуса. А47J39/02, бюл.№16, 1991р.]; Недоліками відомого пристрою є конструктив«Термос» [Авт.св. СРСР №1824182, МПК-5 не виконання цього пристрою, що обмежує сферу А47J39/02, 41/00, бюл. №24, 1993р.]; його застосування. «Пристрій для готування їжі і збереження її в Відомо «Економічний нагрівальний пристрій» гарячому стані» [Авт.св. СРСР №1783979, МПК-5 [Патент України №50060 А, МПК-6 F24Н3/08, бюл. А47J39/02, бюл. №47, 1992р.]; №10, 2002р.], що містить ізольований каркас з «Пристрій для готування їжі і збереження Ті в нанесеним на нього провідним струморезистивним гарячому стані» [Авт.св. СРСР №1835252, МПК-5 шаром, за рахунок чого електрична енергія перетА47J39/02, бюл. №31, 1993р.]. вориться в тепло теплових нагрівальних елеменУсі перераховані вище пристрої, а також ще тів, а також пристрій містить діелектричне середобагато інших аналогічних пристроїв, призначені вище, що накопичує тепло і передає його в для збереження температури продуктів, що знахоповітря, що нагрівається, причому конструктивно дяться усередині них, і напоїв без додаткового ізольований каркас виконаний у вигляді трубок, на енергоспоживання на підтримку цієї температури, поверхню яких нанесений провідний струморезисоднак ці всі пристрої спеціально призначені для тивний шар сумарної максимальної площі, що петого, щоб не віддавати тепло чи холод у навколиретворить електричну енергію в теплову і який шній простір. також безпосередньо контактує з діелектричним Таким чином, усі вищенаведені пристрої є середовищем необхідного обсягу, який акумулює енергозберігаючими теплоакумулюючими побутота безпосередньо передає тепло в діелектричний вими приладами, але вони не призначені для ефекорпус якої-небудь конфігурації економічного нактивного обігріву чи охолодження навколишнього грівального пристрою. простору. Недоліками відомого пристрою є досить склаВідома «Радіаційна панель» [Патент України дна технологія виготовлення і невисока ефектив№51096 А, МПК-6 F24D5/08, бюл. №11, 2002р.], ність його роботи вследствии невеликої потужності що містить каркас, до якого прикріплений металепристрою. вий екран з нагрівальними елементами і шаром Відомий «Електронагрівник» [Авт.св. СРСР теплової ізоляції, що розміщений із внутрішньої №1688071, МПК-5 F05Н7/00, 1/20, бюл. №40, сторони екрана, причому робоча поверхня екрана 1991p.], що містить корпус, розділений поперечвиконана опуклої з радіусом кривизни R з жорстко ною перфорованою перегородкою на верхню і прикріпленої в його верхньому торці, перпендикунижню камери, перша з який постачена патрубком лярно до каркаса, що направляє променистого підведення теплоносія, що нагрівається, а остання теплового потоку, а нагрівальні елементи виконані заповнена теплоакумулюючою речовиною з фазоу вигляді каналів, що мають у поперечному перевим переходом у зоні робочих температур і постарізі трапецеїдальну форму, при цьому більше з чена електронагрівальним елементом, при цьому основ кожного каналу поверненої убік тепловіпропристрій постачений додатковою поперечною пемінюючої поверхні екрана. регородкою, розміщеної у верхній камері з утвоНедоліком відомого пристрою є обмежена фуренням між додатковою і перфорованою перегонкціональність і неможливість використання його родками порожнини, обсяг якої дорівнює різниці для акумулювання тепла чи холоду при обігріві чи обсягів теплоакумулюючої речовини у твердому і охолодженні приміщень. рідкому станах при температурі плавлення цієї речовини, крім того, електронагрівальний елемент 5 18104 6 одним своїм кінцем електрично підключений до Недоліками відомого пристрою є складність і згаданої поперечної перфорованої перегородки, залежність від сонячної радіації, а також тверда що виконана металевої, а бічні стінки корпуса і «прив'язка» до відкритого простору, доступному теплоакумулююча речовина виконані з електроідля прямого сонячного випромінювання. золяційного матеріалу. Відома «Система кондиціонування повітря» Недоліком відомого пристрою є низька функ[Авт.св. СРСР №1511541, МПК-4 F24F7/04, 3/147, ціональність пристрою, що не дозволяє розширити бюл. №36, 1989p.], що містить теплообмінникобласть його застосування у виробах різноманітутилізатор з розподільними і колекторами, що ного дизайну і функціонального призначення. збирають, приточного і витяжного повітря, вентиВідомий «Теплообмінний пристрій для динамілятори, приточні та витяжні канали, причому утичних акумуляторів схованого тепла» [Авт.св. СРСР лізатор виконаний у вигляді багатопустотних плит №1657891, МПК-5 F24Н7/00, бюл. №23, 1991р.], стельового перекриття, канали яких у порядку, що що містить корпус з теплоакумулюючою речовичергується, з'єднані з відповідними розподільними ною, що перетерплює фазове перетворення в діаі колекторами, що збирають, приточного і витяжнопазоні робочих температур, і знаходиться з ним у го повітря, при цьому канали для подачі приточнопрямому контакті проміжним теплоносієм, занурего повітря з одного торця з'єднані попарно за дону в останній теплообмінну поверхню, що гріє, а помогою коробів, у нижній частині каналів теплообмінна поверхня, що нагрівається також, і пустотних плит виконані приточні та витяжні отвододатковий теплообмінник з однієї чи декількох ри, розташовані в шаховому порядку, при цьому труб, причому з метою збільшення потужності теприточні отвори постачені сопловими насадками. плопередачі і зниження матеріалоємності шляхом Недоліками відомої системи є низька функціоінтенсифікації теплообміну між теплоакумулююнальність і занадто конкретне конструктивне викочою речовиною і проміжним теплоносієм, одна чи нання системи, що не дозволяють розширити обкілька труб додаткового теплообмінника розташоласть застосування її у виробах різноманітного вані уздовж конічної поверхні з кутом нахилу 50дизайну і побутового функціонального призначен85° до горизонталі, крім того, труби додаткового ня. теплообмінника постачені нижнім і/чи верхнім кіВідомий «Тепловиділяючий модуль» [Патент льцевими колекторами, причому останній розтаРосійської Федерації №2001359, МПК-5 F24Н3/06, шований у зоні теплоакумулюючої речовини, а бюл. №37-38, 1993р.], встановлений у стіни, що труби додаткового теплообмінника виконані з петмістить горизонтальні теплообмінні труби, посталеподібними ділянками, при цьому труба додаткочені поперечними ребрами, підключені до системи вого теплообмінника виконана спіральної і цілком опалення, причому теплообмінні труби до системи занурена в теплоакумулюючу речовину, а труби опалення за допомогою гнучких шлангів, модуль додаткового теплообмінника постачені нижнім додатково постачений принаймні двома ребрами з кільцевим колекторами і виконані з заглушеними теплоізоляцією і звернених до стіни торцях цих верхніми кінцями. ребер і з геометричними розмірами, що перевиНедоліком відомого пристрою є складність щують геометричні розміри інших ребер, при цьоконструкції і технології витягу схованої теплоти му на останніх виконані зрізи в їхній нижній частифазового переходу теплоаккумулюючого речоні, крім того, модуль постачений табуретом з вини. ніжками, довжина яких не менше діагоналі ребер з Відомо «Теплоаккумулирующее пристрій для великими геометричними розмірами, а ніжки посопалення будинків сонячною енергією» [Авт.св. тачені гачками для кріплення гнучких шлангів. СРСР №1672155, МПК-5 F24J2/34, бюл. №31, Недоліком відомого модуля є неможливість 1991p.], що містить корпус, виконаний із двох секвикористання модуля для акумулювання тепла чи цій, що мають вертикальні порожні ребра з теплохолоду при обігріві чи охолодженні приміщень. поглинальним покриттям, заповнені теплоакумуВідомий «Спосіб зменшення енерговитрат при люючою речовиною, вхідну і вихідну камери, опаленні приміщень» [Патент України №17055 А, повідомлені із секціями, розташовані, відповідно, у МПК-6 F24D15/00, Е04В1/74, бюл. №5, 1997p.], що нижній і верхній частинах корпуса й отвори, що включає зменшення опалювального обсягу, що мають, для входу і виходу повітря, і регулюючу здійснюють шляхом заповнення його окремими заслінку для розподілу повітря між секціями, пригерметизованими термоізольованими панелями, чому вхідна камера постачена розташованої по її колонами і блоками, що не перешкоджають вільної діагоналі перегородкою, складеної з двох частин, циркуляції повітря між внутрішніми стінами і стеверхня з який, розташована під однією із секцій, лею, а також пересуванню по приміщенню і вільвиконана з боку секцій дзеркальної, а нижня, розному доступу до використання устаткування, приташована під іншою секцією, -перфорованої і, що ладів і меблів, при цьому до стін, що виходять має зі сторони секцій теплопоглинальні і світловіназовні термоізольовані деталі установлюються дбиваючі ділянки, а зовні вхідної камери встановвпритул. лене поворотне дзеркало для формування світлоНедоліком відомого способу і пристроїв для вого потоку усередині вхідної камери, при цьому його здійснення є зменшення вільного простору регулююча заслінка встановлена на границі часприміщення, зайнятого герметизованими термоітин перегородки і виконана світлопроникної з боку зольованими панелями, колонами і блоками. відбивача і світловідбиваючої з боку дзеркальної Аналіз вищенаведених пристроїв і способів ділянки перегородки, а отвору для входу повітря показує, що дотепер невідомі способи, аналогічні розташовані під перегородкою. «Пристрою для накопичування і витрати тепла», який заявляється в дійсній корисній моделі. 7 18104 8 Тому можна зробити висновок, що заявляємо місця переважного перебування людини, у зону корисна модель є піонерною і не має аналогів і його робочого місця чи відпочинку. Тоді при тих же прототипу. енергетичних витратах можна досягти максимальЗадачею корисної моделі є розробка нового ного ефекту, тому що фізіологічно людині комфорпристрою накопичування і витрати тепла з досягтно, коли температура навколишньої його середоненням технічного результату - створення комфовища дорівнює приблизно 18-21°С. При цьому ртної температури в зонах перебування людини, нема рації нагрівати всю кімнату чи всі приміщензменшення теплоспоживання, зменшенні піків ня до цієї температури - досить у приміщеннях енергоспоживання. підтримувати загальну температуру близько 14Поставлена задача досягається тим, що в 16°С, а зони постійного перебування людини до«Пристрою для накопичування і витрати тепла», грівати до значень комфортної температури. Це елементом конструкції побутового предмета і медосягається тим, що в побутові предмети й у меблі блів є ємність, що містить теплоакумулюючу речовбудовують ємності, що заповнюють теплоакумувину, крім того, ємність з'єднана з теплопостачалюючою речовиною. льною мережею або ємність має автономний При цьому досягається зменшення теплоспоелектронагрівник, що з'єднаний з електричною живання в цілому, тому що необхідно підтримувамережею, а теплоакумулюючою речовиною є вода ти комфортну температуру не у всім помещении, а або вода з теплопостачальної мережі, теплоакутільки в зонах постійного перебування людини. мулюючою речовиною є речовина з високою схоА завдяки наявності в системі теплоакумуляваною теплотою фазового переходу «плавлення торів досягається зменшенні піків енергоспожикристалізація», наприклад, кристалогідрати фосвання, тому що запасання теплової енергії виробфорно-кислого натрію, азотнокислого нікелю, фтоляється в години нічних «провалів» ристого калію, хлористого калію, сульфату натрію, електроспоживання (у варіанті зарядки теплоакутеплоакумулюючою речовиною є органічні фазові муляторів за допомогою електронагрівників, убуакумулятори схованої теплоти -гліцерин, ціанамід, дованих у ємності з теплоакумулюючою речовистеарин, тристеарин, парафіни, жирні кислоти, ною) чи в години денного зниження споживання причому ємність виконана герметичної. тепла (у варіанті зарядки теплоакумуляторів за Суттєвими ознаками пристрою, що заявляєтьдопомогою теплопостачальної мережі, підключеся, є: ної до ємності з теплоакумулюючою речовиною). - елементом конструкції побутового предмета і У якості теплоакумулюючої речовини викорисмеблів є ємність; товують речовини з високою схованою теплотою - ємності заповнюють теплоакумулюючою рефазового переходу «плавлення - кристалізація», човиною. наприклад, кристалогідрати фосфорно-кислого Приватними ознаками способу, що заявляєтьнатрію, азотнокислого нікелю, фтористого калію, ся, є: хлористого калію, сульфату натрію чи органічних - ємність з'єднана з теплопостачальною мерефазових акумуляторів схованої теплоти - гліцерижею; ну, ціанаміду, стеарину, тристеарину, парафінів, - ємність має автономний електронагрівник; жирних кислот, що дозволяє значно зменшити - електронагрівник з'єднаний з електричною розміри теплоакумуляторів у порівнянні з теплоамережею; кумуляторами, у яких у якості теплоносія викорис- теплоакумулюючою речовиною є вода або товують воду. вода з теплопостачальної мережі; Ємності з теплоакумуляторами можуть бути - теплоакумулюючою речовиною є речовина з виконані герметичними, щоб виключити прониквисокою схованою теплотою фазового переходу нення летучих компонентів теплоакумулюючих «плавлення - кристалізація», наприклад, кристалоречовин у приміщення. гідрати фосфорнокислого натрію, азотнокислого Проведений заявником аналіз рівня техніки, нікелю, фтористого калію, хлористого калію, сульщо включає пошук по патентних і науковофату натрію; технічних джерелах інформації, з виявленням - теплоакумулюючою речовиною є органічні джерел, що містять інформацію про аналоги техніфазові акумулятори схованої теплоти - гліцерин, чного рішення, що заявляється, дозволяє устаноціанамід, стеарин, тристеарин, парафіни, жирні вити, що заявником не виявлені аналоги, що харакислоти; ктеризуються всією сукупністю ознак, ідентичної - ємність виконана герметичною. всім суттєвим ознакам пристрою, зазначеним у Між суттєвими ознаками технічного рішення, формулі корисної моделі, що заявляється. що заявляється, і досягаємого з їхньою допомогою Тому можна затверджувати, що корисна мотехнічним результатом існує наступний причиннодель, що заявляється, відповідає умові охоронознаслідковий зв'язок. датності за критерієм «новизна». Дійсно, досягнення зазначеного вище технічКрім того, корисна модель промислово застоного результату - створення комфортної темперасовна, тому що технічне рішення, що заявляється, тури в зонах перебування людини, зменшення може бути використане при розробці, виготовленні теплоспоживання, зменшенні піків енергоспожий експлуатації теплоакумулюючих пристроїв, привання - можливо тільки при реалізації всіх суттєвих значених для підтримки комфортної температури в ознак корисної моделі, при відсутності кожного з приміщеннях. них досягнення технічного результату неможливо. Можливість здійснення корисної моделі, яка Наприклад, для створення комфортної темпезаявляється, підтверджується описом його практиратури необхідно наблизити джерело тепла до чної реалізації, що нижче приводиться. 9 18104 10 Сутність пристрою, що заявляється, полягає в нювати за допомогою автономних електронагрівнаступному. ників, що включають у мережу в години нічного Пристрій для накопичування і витрати тепла «провалу» електроспоживання, що суттєво знижує полягає в тім, що в побутові предмети й у меблі витрати на нагрівання приміщення і знижує наванвбудовують ємності, що заповнюють теплоакумутаження на електромережі в години «пікового» лючою речовиною. споживання електроенергії. Ємності можуть бути підключені до теплопоТеплоакумулятори можуть бути убудовані у стачаючої мережі, при цьому в якості теплоакумувсілякі предмети побуту і меблі, наприклад, у стілюючої речовини використовується нагріта до вильниці й у ніжки столів, у сидіння й у спинки стільсокої температури вода. ців, диванів, крісел, у матраци ліжок, у стінки, у При цьому ємність може бути заповнена водвері, у панелі меблів. дою, а нагрів води здійснюють за допомогою автоТеплоакумулююча речовина при нагріванні віномних електронагрівників, що включають у мередбирає тепло від джерела тепла - від мережного жу в години нічного «провалу» електропостачання, теплоносія, наприклад, гарячої води, чи від електщо суттєво знижує витрати на нагрівання приміронагрівника. При цьому теплоакумулююча речощення і знижує навантаження на електромережі в вина плавиться і запасає тепло у вигляді схованої години «пікового» споживання електроенергії. теплоти плавлення. Більш ефективним в якості теплоакумулюючої При охолодженні повітрям чи холодною водою речовини є використання речовин з високою схотеплоакумулююча речовина починає затвердевать ваною теплотою фазового переходу «плавлення і віддає тепло у вигляді схованої теплоти затверкристалізація», наприклад, кристалогідратів фосдіння. форно-кислого натрію, азотнокислого нікелю, фтоПри фазових перетвореннях теплоакумулююристого калію, хлористого калію, сульфату натрію чої речовини - при плавленні і затвердінні - запачи органічних фазових акумуляторів схованої тепсається чи віддається велика кількість теплоти лоти - гліцерину, ціанаміду, стеарину, тристеариблизько 680-1000кКал/кг, тобто приблизно в 14 ну, парафінів, жирних кислот, тому що при цьому разів більше, ніж теплоємність води. розміри й обсяг ємностей, що вбудовуються в меТаким чином, з огляду на усе вищевикладене, блі і предмети побуту, можуть бути зменшені в можна зробити висновок, що задача, поставлена в кілька разів, у порівнянні з водяними теплоакумудійсній корисній моделі - розробка нового приляторами . строю накопичування і витрати тепла - виконана з Нагрівання теплоакумулюючої речовини з видосягненням технічного результату - створення сокою схованою теплотою фазового переходу комфортної температури в зонах перебування «плавлення - кристалізація» чи органічних фазолюдини, зменшення тепло споживання, зменшенні вих акумуляторів схованої теплоти можливо здійспіків енергоспоживання. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601