Геотермальна вентиляційна система

Реферат: Геотермальна вентиляційна система містить шахту забору зовнішнього повітря з нагнітальним дефлектором і вентилятором, з'єднану з ґрунтовим теплообмінником, виконаним у вигляді вертикальної обсадної труби свердловини в ґрунті, на нижньому кінці якої закріплений конденсатовідвідник, а по всій її висоті коаксіально розміщений нагнітальний повітропровід з перфорованою зоною в нижній частині і центруючими завихрювачами повітряного потоку. Вона забезпечена системою зволоження масиву ґрунту, розміщеною вздовж зовнішньої поверхні вертикальної обсадної труби, в просторі між вертикальною обсадною трубою та нагнітальним повітропроводом розташовані бактерицидні ультрафіолетові лампи, а зовнішня поверхня нагнітального повітропроводу забезпечена теплоізоляцією по всій довжині, крім перфорованої зони. UA 91875 U (54) ГЕОТЕРМАЛЬНА ВЕНТИЛЯЦІЙНА СИСТЕМА UA 91875 U UA 91875 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки вентиляції і кондиціонування повітря і може застосовуватись як в житлових, так і виробничих приміщеннях, наприклад тваринницьких фермах чи пташниках. Відомий пристрій для вентиляції і кондиціонування повітря з використанням геотермального тепла [а. с. СРСР № 1341463, F24 F7/04, бюл. № 36, 1987], який складається з трьох шахт забору зовнішнього повітря, розміщених в ґрунті на різних рівнях горизонтально, двох теплообмінників-повітропроводів, з'єднаних з шахтами і входом припливного каналу вентильованого приміщення, до якого приєднується теплообмінний апарат з вентилятором. Недоліки цього пристрою: складність конструкції, перемикання його компонентів, значна матеріаломісткість та об'єм будівельно-монтажних робіт для прокладки горизонтальних теплообмінників-повітропроводів, нестабільність температури і акумуляції теплової енергії в поверхневому шарі ґрунту. Найбільш близьким за сукупністю ознак до заявлюваної геотермальної вентиляційної системи є геотермальна вентиляційна система [патент України № 26809, F24F 7/04 бюл. № 16, 2007 р.], що містить шахту забору зовнішнього повітря, розміщений в ґрунті повітряний геотермальний теплообмінник, з'єднаний перемикальним елементом з шахтою забору зовнішнього повітря і входом припливного каналу вентильованого приміщення з вентилятором, причому повітряний геотермальний теплообмінник виконаний у вигляді вертикальної обсадної труби свердловини в ґрунті, на нижньому кінці якої закріплений конденсатовідвідник, а по всій її висоті діаметрально розміщений нагнітальний повітропровід з перфораційними отворами в нижній частині і центруючими завихрювачами повітряного потоку з кутом нахилу лопаток 30-80°, які розміщені один від одного на відстані 8-10 діаметрів обсадної труби, а шахта забору зовнішнього повітря обладнана нагнітальним дефлектором. Недоліки цього пристрою: можливість виникнення патогенних мікроорганізмів в геотермальному теплообміннику, низька енергетична ефективність. В основу корисної моделі поставлена задача створення такої геотермальної вентиляційної системи, в якій конструктивне виконання її складових забезпечує: максимальне використання теплового потенціалу ґрунту при знижених енергетичних затратах функціонування вентиляційної системи, забезпечення знезараження повітря у теплообміннику. Поставлена задача вирішується тим, що у геотермальній вентиляційній системі, яка містить шахту забору зовнішнього повітря з нагнітальним дефлектором і вентилятором, з'єднану з ґрунтовим теплообмінником, виконаним у вигляді вертикальної обсадної труби свердловини в ґрунті, на нижньому кінці якої закріплений конденсатовідвідник, а по всій її висоті коаксіально розміщений нагнітальний повітропровід з перфорованою зоною в нижній частині і центруючими завихрювачами повітряного потоку, згідно з корисною моделлю, вона забезпечена системою зволоження масиву ґрунту, розміщеною вздовж зовнішньої поверхні вертикальної обсадної труби, в просторі між вертикальною обсадною трубою та нагнітальним повітропроводом розташовані бактерицидні ультрафіолетові лампи, а зовнішня поверхня нагнітального повітропроводу забезпечена теплоізоляцією по всій довжині, крім перфорованої зони, причому вертикальна обсадна труба виконана бетонною, залитою у свердловину. Розміщення системи зволоження масиву ґрунту вздовж зовнішньої поверхні вертикальної обсадної труби забезпечує підвищення температуропровідності ґрунту, що збільшує енерговідбір з масиву ґрунту. Розташування бактерицидних ультрафіолетових ламп в просторі між вертикальною обсадною трубою та нагнітальним повітропроводом забезпечують надійне знищення патогенних мікроорганізмів, знезараження повітря без жодної шкідливої дії на кондиціоноване повітря і оточуюче середовище. Забезпечення зовнішньої поверхні нагнітального повітропроводу теплоізоляцією по всій довжині, крім перфорованої зони, зменшує теплообмін між повітрям, яке потрапляє в теплообмінник, і повітрям, що виходить з нього, внаслідок чого зростає енергетична ефективність ґрунтового теплообмінника. Виконання вертикальної обсадної труби бетонною, залитою у свердловину, підвищує коефіцієнт її прилягання і збільшує енерговідбір з масиву ґрунту. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На кресленні зображена принципова схема геотермальної вентиляційної системи. Геотермальна вентиляційна система містить шахту забору зовнішнього повітря 1 з нагнітальним дефлектором 2, з'єднану з вентилятором 3 і розміщеним вертикально ґрунтовим теплообмінником, який складається з вертикальної обсадної труби 4, виконаної бетонною, залитою у свердловину ґрунту, на нижньому кінці обсадної труби 4 закріплений конденсатовідвідник 5. По всій висоті вертикальної обсадної труби 4 за допомогою центруючих 1 UA 91875 U 5 10 15 20 25 30 35 завихрювачів 6 коаксіально розміщений нагнітальний повітропровід 7, забезпечений теплоізоляцією 8 по всій дожині, крім перфорованої зони 9 в нижній частині, а у просторі між вертикальною обсадною трубою 4 і нагнітальним повітропроводом 7 встановлено бактерицидні ультрафіолетові лампи 10. Вздовж зовнішньої поверхні вертикальної обсадної труби 4 розміщено систему зволоження 11. Вертикальна обсадна труба 4 з'єднана з припливним каналом 12 приміщення. Працює геотермальна вентиляційна система таким чином. В теплий період року зовнішнє повітря через шахту забору зовнішнього повітря 1 з нагнітальним дефлектором 2 за допомогою вентилятора 3 подається у нагнітальний повітропровід 7, коаксіально розміщений за допомогою центруючих завихрювачів 6 в вертикальній обсадній трубі 4 і обладнаний теплоізоляцією 8, виходить через перфоровану зону 9 нагнітального повітропроводу 7 і потрапляє до вертикальної обсадної труби 4, де за допомогою завихрювачів 6 потік повітря закручується і піднімається по ній уверх, охолоджуючись, обтікає бактерицидні інфрачервоні лампи 10, знезаражуючись, і потрапляє до припливного каналу приміщення 12. Для ефективної роботи геотермальної вентиляційної системи передбачена система зволоження ґрунту 11, яка вмикається з періодичністю два рази на місяць. Кільцевий переріз вертикальної обсадної труби 4 та нагнітального повітропроводу 7 забезпечує рівний пневматичний опір при прокачуванні повітря крізь ґрунтовий теплообмінник. У разі накопичення конденсату у нижній частині ґрунтового теплообмінника, він відводиться за допомогою конденсатовідвідника 5. В холодну пору року, коли температура зовнішнього повітря нижче температури ґрунту, рух повітря в системі такий, як і в теплу пору року, тільки повітря вже підігрівається у ґрунтовому теплообміннику і подається далі для остаточного нагріву і подальшого використання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Геотермальна вентиляційна система, що містить шахту забору зовнішнього повітря з нагнітальним дефлектором і вентилятором, з'єднану з ґрунтовим теплообмінником, виконаним у вигляді вертикальної обсадної труби свердловини в ґрунті, на нижньому кінці якої закріплений конденсатовідвідник, а по всій її висоті коаксіально розміщений нагнітальний повітропровід з перфорованою зоною в нижній частині і центруючими завихрювачами повітряного потоку, яка відрізняється тим, що вона забезпечена системою зволоження масиву ґрунту, розміщеною вздовж зовнішньої поверхні вертикальної обсадної труби, в просторі між вертикальною обсадною трубою та нагнітальним повітропроводом розташовані бактерицидні ультрафіолетові лампи, а зовнішня поверхня нагнітального повітропроводу забезпечена теплоізоляцією по всій довжині, крім перфорованої зони. 2. Геотермальна вентиляційна система за п. 1, яка відрізняється тим, що вертикальна обсадна труба виконана бетонною, залитою у свердловину. 2 UA 91875 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3