ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕЕ СООРУЖЕНИЕ

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕЕ СООРУЖЕНИЕ


RU (11) 2090712 (13) C1

(51) 6 E04B1/76, E04H5/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5035254/03 
(22) Дата подачи заявки: 1992.03.31 
(45) Опубликовано: 1997.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское cвидeтeльcтвo СССР N 1321386, кл. А 01 F 25/08, 1985. Авторское свидетельство СССР N 1544913, кл. Е 04 В 4/73, 1990. 
(71) Заявитель(и): Малое коллективное предприятие "Геотех" 
(72) Автор(ы): Казаков Б.П. 
(73) Патентообладатель(и): Малое коллективное предприятие "Геотех" 

(54) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕЕ СООРУЖЕНИЕ 

Устройство может быть использовано при строительстве и реконструкции складских помещений, преимущественно овощехранилищ. Технический результат - упрощение конструкции и обеспечение сохранения относительно низкой температуры в складском помещении в теплый период. Теплообменники равномерно расположены в грунте под складским помещением в центре глубины промерзания. Теплообменники имеют выход на земную поверхность и заполнены хладагентом. Глубина промерзания грунта под складским помещением определена из соответствующего соотношения. Выход из теплообменника выполнен оребренным или трубчатым, заполненным хладагентом. В зоне промерзания грунта под складским помещением сформирован воздухопровод и может быть выполнен аккумулятор холода. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области строительства складских помещений и может быть использовано при строительстве и реконструкции преимущественно овощехранилищ путем аккумулирования холода (энергии) под зданием.

Известно устройство для хранения растительного сырья [1] Это устройство состоит из камеры с теплоизоляцией и ледника, причем в леднике выполнены каналы для прохода воздуха, соединенные с камерой посредством воздуховодов.

Недостатком этой конструкции является ее сложность и недостаточная стабильность поддерживаемой температуры.

Наиболее близким аналогом является теплоизолирующее сооружение [2] Теплоизолирующее устройство включает встроенную тепловую абсорбционную установку, теплоизолирующее ограждение, генератор, установленный в подвальном помещении в слое грунта, имеющего температуру выше температуры испарения парожидкостного агента, конденсатор, полости которого образованы отдельными трубами, расположенными у наружной поверхности ограждения, а сообщающиеся с ними полости установленными по внутренней поверхности ограждения полыми панелями, трубы конденсатора в верхней части сообщены с полостями панелей, а в нижней с приемным коллектором, соединенным с абсорбером, который посредством соединительного коллектора с запорным вентилем сообщается с генератором, соединенным с нижней частью полых панелей при помощи соединительного коллектора.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, а также невозможность сохранения заданной температуры.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и обеспечение сохранения относительно низкой заданной температуры в складском помещении в теплый период.

Поставленная цель достигается тем, что теплоизолирующее сооружение содержит помещение с ограждением и теплоизоляцией и теплообменники, расположенные в грунте под помещениями, причем сооружение выполнено со складскими помещениями, а теплообменники заполнены хладагентом, имеют выход на поверхность земли и расположены равномерно под складскими помещениями в центре зоны промерзания грунта, причем глубина промерзания грунта определена из соотношений



где n требуемое время действия системы теплообменников, ч;

Qпот удельные тепловые поступления через покрытие, м3/ч;

Sпокр площадь покрытия, м2;

Gв среднее значение воздухообмена в складском помещении, м3/ч;

Jв средняя разность между теплосодержанием поступающего и уходящего воздуха, кдж/кг;

Sпола площадь пола помещения, охлаждаемого системой, м2;

Cгр теплоемкость грунта с учетом теплоты, затрачиваемой на замерзание влаги в грунте, кдж/м3oK; и

Cгр=Cнtн+Cмtм+r

где Cн объемная теплоемкость грунта до замерзания, кдж/м3oK;

Cм объемная теплоемкость замороженного грунта, кдж/м3oK;

tн, tм соответственно температура грунта до охлаждения и средняя температура замороженного слоя грунта, oС;

r удельная теплота фазового перехода грунта, кдж/м3oK;

K коэффициент запаса.

Кроме того, выходы теплообменников на поверхность земли могут быть выполнены оребренными или трубчатыми и заполнены хладагентом, причем сооружение может быть снабжено воздуховодом или системой приточных воздуховодов, расположенных в зоне промерзания грунта под складским помещением, а также аккумулятором энергии холода из капсул с веществом, аккумулирующим холод.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 вид сверху; на фиг. З схема охлаждения теплоизолирующего сооружения при помощи вентилятора и воздуховодов охлаждения воздуха; на фиг. 4 схема расположения вентиляторов и воздуховодов в плане.

Устройство состоит из камеры (собственно складского помещения) 1, оборудованного теплоизоляцией 2.

В качестве теплоизоляционного материала может быть использован пенополиуретан, минеральная вата и др.

В центре глубины промерзания h, рассчитываемой из соотношения



прокладывают трубы 3, заполненные хладагентом, имеющие выход на земную поверхность 4, который может быть выполнен оребренным. Оребрение 5 позволит в холодное время активнее аккумулировать холод. В грунте, в зоне его охлаждения, может быть выполнен аккумулятор холода 6.

Для создания зоны промерзания под складским помещением в грунте прокладывают трубы теплообменники и заполняют их хладагентом антифризом. В качестве хладагентов антифризов могут быть использованы, например, тосол, этиленгликоль, керосин, фреоны, глицерин и т.д.

В зимнее время хладагент аккумулирует холод, а в летнее время, при повышении температуры воздуха хладагент поддерживает пониженную температуру грунта под складским помещением.

Таким образом, теплообменник обеспечивает замораживание грунта на нужную глубину (т.е. на необходимый период). Саккумулированный в зимнее время холод (энергия) в теплый период расходуется на охлаждение воздуха в складском помещении.

Охлаждение воздуха в складском помещении может осуществляться за счет нагнетания его вентилятором 7 (фиг. 3) через воздуховоды 8 (фиг. А), расположенные в зоне замерзшего грунта. Затем охлажденный воздух через распределитель воздуха 9 поступает в складское помещение.

Для увеличения энергетической (тепловой) емкости аккумулятора холода 6, иногда, исходя из конкретных условий, целесообразно увеличить аккумулятор холода 6, удалив часть грунта под складским помещением, и заменить его капсулами, наполненными веществом, аккумулирующим холод за счет фазового преобразования жидких веществ.

В качестве примера конкретного исполнения рассчитаем глубину промораживания грунта для складского помещения с размерами 12 х 24 х 6 м (высота кровли 2 м). (Расчет произведен в МКГС).

Требуется обеспечить запас холода на один месяц, т.е. n 720 часов.

Климатические данные заданного района определяют по СНиП 2.01.01.82 "Строительная климатология и геофизика". Расчетная температура наружного воздуха в переходный период составит tн 100oC, относительная влажность Y 80% J 3,5 ккал/кг.

Теплопоступления через покрытие за счет теплопередачи и солнечной радиации определяются по стандартным методикам по СНиП 2.04.05-84 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" в зависимости от конструктивных особенностей устройства и качества теплоизоляции. Для примера принимаем средние удельные теплопоступления через покрытие в рассчитываемый период g 80 ккал/м2ч. Объемную теплоемкость грунта до замерзания принимаем 670 ккал/м3град, объемную теплоемкость замороженного грунта 480 ккал/м3. Температуру грунта до охлаждения принимаем tн +8oC, а среднюю температуру замороженного грунта tм -5oC. Удельная теплота фазового перехода грунта составит 30000 ккал/м3.

Коэффициент запаса примем К 1,5 кдж/м3. Воздухообмен в помещении примем равным 0,5 объема в час. Тогда необходимая глубина промороженного слоя составит:

.

Применение предлагаемого способа позволит с небольшими затратами обеспечить заданную температуру в складском помещении (исходя из условий хранения). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Теплоизолирующее сооружение, включающее помещения с ограждением и теплоизоляцией и теплообменники, расположенные в грунте под помещениями, отличающееся тем, что сооружение выполнено со складскими помещениями, а теплообменники заполнены хладагентом, имеют выход на поверхность земли и расположены равномерно под складскими помещениями в центре зоны промерзания грунта, причем глубина промерзания грунта определена из соотношений



где n требуемое время действия системы теплообменников, ч;

Qпот удельные тепловые поступления через покрытие, м3/ч;

Sпокр площадь покрытия, м2;

Gв среднее значение воздухообмена в складском помещении, м3/ч;

Jв - средняя разность между теплосодержанием поступающего и уходящего воздуха, кДж/кг;

Sпола площадь пола помещения, охлаждаемого системой, м2;

Cгр теплоемкость грунта с учетом теплоты, затрачиваемой на замерзание влаги в грунте, кДж/м3 К;

Cгр Cн tн + См tн + r,

где Сн объемная теплоемкость грунта до вмерзания, кДж/м3 К;

См объемная теплоемкость грунта до замерзания, кДж/м3 К;

tн, tм соответственно температура грунта до охлаждения и средняя температура замороженного слоя грунта, oС;

r удельная теплота фазового перехода грунта, кДж/м3;

K коэффициент запаса.

2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что выходы теплообменников на поверхность земли выполнены оребренными или трубчатыми и заполнены хладагентом.

3. Сооружение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что сооружение снабжено воздуховодом или системой приточных воздуховодов, расположенных в зоне промерзания грунта под складским помещением.

4. Сооружение по пп. 1 3, отличающееся тем, что сооружение снабжено аккумулятором энергии холода из капсул с веществом, аккумулирующим холод