Устройство для обогрева загородного дома с пристенной теплицей

 

Полезная модель относится к области загородного строительства и может быть использована повсеместно.

Техническая сущность полезной модели заключается в том, что устройство для обогрева загородного дома с пристенной теплицей, содержащее изолированную комнату в доме с топливником с водяным котлом; с аккумулятором тепла от энергии ветра в виде цилиндрического термоса с водой, с электронагревателем в нем; с системой труб с регулирующими задвижками для подачи горячей воды в теплообменники и принятия обратной воды; содержащее в качестве разделительной стены между домом и пристенной теплицей стену Тромба с окнами над ней и дверью в ней, с напоточными барабанами внизу с обоих сторон стены, с соответствующими тяговыми валами наверху и вертикальными направляющими для скольжения тяговых канатов снабжено встроенными в стену Тромба трубами: верхней подводящей горячую воду и нижней обратной и соединяющими их теплообменными трубами, снабжено дежурными аккумуляторами в виде мягких теплостойких покрытий закрепленных на канатных сетках с тяговыми канатами по обоим сторонам стены наматываемые на барабаны.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

1. Использование энергии солнца и ветра, а когда их недостаточно, то минерального топлива в одном устройства для обогрева дома и теплицы загородного дома с пристенной теплицей.

2. Регулирование отдачи тепла от устройства для обогрева по примыкающим к разделительной стене (стене Тромба) комнатам дома и к пристенной теплице.

Полезная модель относится к области загородного строительства и может быть использована повсеместно.

Известна модель содержащая стену Тромба, ее достоинство в том, что используется даровая энергия солнца для нагрева стены в солнечную погоду, а в ночное время стена постепенно отдает тепло (http://www.zero-energy-home.ru/page_255.html)

Известна модель содержащая стену Тромба со встроенным камином, ее достоинства, как и у первой модели плюс обогрев в пасмурную погоду (http://www.zero-energy-home.ru/page_255.html).

Известны модели с обогревом от энергии ветра с аккумулированием тепла в ветренное время для использования в штилевое время. Их достоинство использования в качестве топлива бесплатного ветра (Ю.С.Васильев, Н.И.Хрисанов. Экология использования возобновлеяющихся энергоисточников, Ленинград, Издательство Ленинградского Университета. 1991, стр.253).

Недостаток первой модели в том, что устройство для обогрева использует только энергию солнца, в пасмурную же погоду нужен дополнительный источник обогрева.

Недостаток первой и второй моделей в том, что и солнечный нагрев и отдача накопленного тепла не регулируется.

Недостаток первой и второй моделей также в том, что они не используют энергию ветра.

Недостаток третьих моделей в том, что в них не используется энергия солнца.

Задачей решаемой использованием предлагаемой полезной модели, является создание такого устройства для обогрева загородного дома с пристенной теплицей, которое использует энергию солнца, ветра, топливника и имеет систему регулирующую отдачу тепла от устройства, регулирующую поток солнечной энергии на устройство.

Техническая сущность полезной модели заключается в том, что устройство для обогрева загородного дома с пристенной теплицей, содержащее изолированную комнату в доме с топливником с водяным котлом; с аккумулятором тепла от энергии ветра в виде цилиндрического термоса с водой, с электронагревателем в нем; с системой труб с регулирующими задвижками для подачи горячей воды в теплообменники и принятия обратной воды; содержащее в качестве разделительной стены между домом и пристенной теплицей стену Тромба с окнами над ней и дверью в ней, с напоточными барабанами внизу с обоих сторон стены, с соответствующими тяговыми валами наверху и вертикальными направляющими для скольжения тяговых канатов снабжено встроенными в стену Тромба трубами: верхней подводящей горячую воду и нижней обратной и соединяющими их теплообменными трубами, снабжено дежурными аккумуляторами в виде мягких теплостойких покрытий закрепленных на канатных сетках с тяговыми канатами по обоим сторонам стены наматываемые на барабаны.

Встроенные в стену Тромба трубы, верхняя и нижняя с соединяющими их теплообменными трубами дают возможность нагревать стену Тромба не только энергией солнца, когда ее нет или недостаточно, но и энергией ветра: запасенной в горячей воде аккумулятора в виде цилиндрического термоса; а когда и этой энергии недостаточно, то от топливника с водяным котлом от энергии минерального топлива. Дежурные аккумуляторы в виде мягких теплостойких покрытий, закрепленных на канатных сетках с тяговыми канатами наматывающими на намоточные барабаны дают возможность регулировать отдачу тепла от нагретой стены Тромба: в комнаты или в пристенную теплицу, или наоборот, дают возможность в летнюю жаркую погоду защищать стену Тромба от нагрева.

На прилагаемых иллюстрациях приведены следующие фигуры с их описанием:

1. Загородный дом с пристенной теплицей в общем виде с севера (фиг.1)

2. Загородный дом с пристеной теплицей в общем виде с юга (фиг.2)

3. Канатная сетка для закрепления мягкого теплостойкого покрытия дежурного аккумулятора (фиг.3)

4. Дежурный аккумулятор намотанный на барабан с направляющими и тяговым валом (фиг.4).

Прилагаемая полезная модель состоит из:

- фиг.1: - дом и пристенная теплица с разделительной стеной - стеной Тромба (1) с окнами над ней и дверью в ней (из коридора в пристеную теплицу) со встроенным в стену теплообменником (2) (верхней напорной трубы, нижней обратной трубы и соединяющие их теплообменные трубы); внизу стены закреплены намоточные бараны с намоточными дежурными аккумуляторами (3) (фиг.2) (фиг.4); наверху стены закреплены тяговые валы (4) (фиг.2) (фиг.4); на стене закреплены вертикальные направляющие (5) (фиг.2) (фиг.4) для скольжения тяговых канатов (16) (фиг.3); при растягивании по стене или сматывании на барабаны дежурных аккумуляторов в виде мягкого теплостойкого покрытия закрепленного на канатной сетке (фиг.3). - в доме изолированная комната (капитальными стенами и специальной дверью) с аккумулятором в виде цилиндрического термоса с водой с электронагревателями в нем (6) с расширительным баком над ним (7) [бак разделен внутри на 2 части: большая для термоса, меньшая для водяного котла (в соответствии с их емкостями)], с напорной трубой с задвижкой (8) и обратной трубой с задвижкой (9); здесь же топливник с водяным котлом (10) с напорной трубой с задвижкой (11) и обратной трубой с задвижкой (12); - теплообменник (13) по типу как и в стене Тромба, но меньших размеров, встроен в разделительную стену между ванной с туалетом и комнатой - спальной, для обогрева обоих; - теплообменники (2, 13) соединены поверху напорной трубой с задвижками (8) к термосу (6) и (11) к водяному котлу (10), соединены понизу обратной трубой, на которой установлены 2 задвижки (14) по сторонам отходящей и разветвляющейся обратной трубы с задвижкой (9) к термосу (6) и на обратную трубу с задвижкой (12) к водяному котлу (10) [эти две задвижки (14) для регулирования подачи тепла (вплоть до отключения) в разные теплообменники (2, 13)].

- фиг.2: пристенная теплица и дом за ней с разделительной стеной Тромба (1) (фиг.1) с окнами над ней и дверью в ней (в коридор) со встроенным в стену теплообменником (2) (фиг.1) внизу стены закреплены намоточные барабаны с намоточными дежурными аккумуляторами (3) (фиг.1) (фиг.4); на верху стены закреплены тяговые валы (4) (фиг.1) (фиг.4); на стене закреплены вертикальные направляющие (5) (фиг.1) (фиг.4) для скольжения тяговых канатов (16) (фиг.3) при растягивании по стене или сматывания на барабаны дежурных аккумуляторов в виде мягкого теплостойкого покрытия закрепленного на канатной сетке (фиг.3). - поверхности отражающей солнечные лучи в пристенную теплицу (15);

- фиг.3: канатная сетка для закрепления мягкого теплостойкого покрытия состоит из поперечных канатов (17) на которых закреплено покрытие и тяговых канатов (16) защемленных одним концом на барабане (3) (фиг.1) (фиг.2) (фиг.4), а другими на тяговом вале (4) (фиг.1) (фиг.2) (фиг.4) и со скольжением в направляющей (5) (фиг.1) (фиг.2) (фиг.4) при наматыванию покрытия на барабан или растягивания по стене.

Лучистая энергия солнца используемая для обогрева предлагаемой модели при размере усадьбы 10 соток [20 м пристенная теплица (в однорядной улице со сплошной теплицей) ×50 м длины усадьбы: при плотной застройке и уплотненной, если в эти 50 м войдет уличная дорога] и при высоте торца теплицы 5 м и равномерном уклоне кровли в 10 см на 1 м длины (примерно 6,5(высоты солнца над горизонтом) теплица более северной улицы будет освещена полностью. При всем этом высота стены Тромба (1) 2,3 м оконных проемов 1,4 м. При ширине теплицы 4 м и внутренней высоте ее торца 4,7 м окна будут под воздействием прямых солнечных лучей в первую половину дня от высоты солнца 3° до 14° и во вторую от 14° до 3°; под уменьшающемся (до нуля) воздействием прямого солнца окна будут до высоты солнца 30° и от 30° (при опускании солнца). Стена Тромба соответственно от 6,5° до 30° и от 30° до 6,5°, а под уменьшающемся воздействием прямого солнца до 40° и от 40°. Освещение прямыми лучами земли теплицы до высоты солнца 40° и от 40°. На широте Москвы (56° с.ш.) полуденная высота солнца в 30° 9 марта и 1 октября, в 40° - 9 апреля и 1 сентября.

На горизонтальную отражающую поверхность (15) (фиг.2) угол падения солнечных лучей равен углу отражения. Отраженные лучи начнут проникать в теплицу с высоты солнца 7° и до высоты 30° освещать окна, далее при подъеме солнца они будут освещать кровлю изнутри и ее можно сделать мелкоуступчатой отражающей лучи на землю теплицы.

На широте Москвы максимальная полуденная высота солнца при минимальном декабрьском дне (7 часов) равна 10,5°. Средняя энергия солнечного излучения при ясном небе при высоте солнца: 6,5° - 80 вт/м2, 10,5° - 120 вт/м2 [аналогии по таблице «средняя плотность энергии солнечного излучения на горизонтально расположенные поверхности при безоблачном небе в течении года Вт/м2, для средней полосы России», Идеи Вашего дома, 4, 2004]. Часть этой энергии проходя через остекленные рамы теплицы потеряется на: - отражение от стекла, прохождение через стекло; - переплетах рам остекления и на опорных столбах. К этой энергии добавится отражения (от отражающей поверхности) с дополнительными потерями на: поглощение энергии; рассеивание при отражении.

Лучистая энергия проникающая внутрь теплицы и падающая на стену Тромба также частью потеряется на этой остекленной стене аналогично потерям при входе в теплицу, но эта потерянная (для стены Тромба) энергия останется внутри теплицы. Параллельно лучистая энергия будет проникать в дом через окна, будет также нагревать землю теплицы. В 7-ми часовой день (20 декабря) лучистая энергия 80-120-80 вт/м2 будет проникать 2,6 часа, а 4,4 часа еще и энергия от солнца с его высоты 1° - 6,5°-1° (начиная с верхней части теплицы и до низ стены Тромба и от низа стены Тромба до ее верхней части).

16 января и 24 ноября на широте Москвы полуденная высота солнца 14° - лучистая энергия 180 вт/м2 длина дня 7 часов 46 минут. Значит полная приникающая энергия (на стену и в окна) 80-180-80 вт/м2 в течение 4 часов 38 минут, остальные 3 часа 14 минут энергия от высоты солнца 1°-6,5°-1°: [высота солнца в 14° на широте 61,5° с.ш. (Сургут) 5 февраля, 6 ноября], 1-го марта и 10 октября длина дня 10 часов 42 минуты полуденная высота солнца 27° лучистая энергия 300-320 вт/м2 значит полная проникающая на стену Тромба энергия 80-300-80 вт/м2 в течение 8 часов, остальные 2 часа 42 минуты энергия от высоты солнца 1°-6,5°-1° [21 июня полуденная высота солнца 57,5° длина дня 17 часов 34 минуты, лучистая энергия 660-680 вт/м2]. Вообще скорость полуденного подъема (или опускания) солнца (и соответственно длины дня) от дней его минимума (21 декабря) и максимума (21 июня) не высока но постепенно нарастает по 25 дней (до и после) затем стабилизируется.

[Источники: Календарь с Московским временем; «Краткая географическая энциклопедия», Москва, 1962 (о солнце в дни равноденствия: полуденная высота солнца над горизонтом равна 90° минус широта местности; полуденная высота солнца 21 декабря (21 июня) равна полуденной высоте в дни равноденствия минус (плюс) 23°27')].

Вообще в индивидуальном доме с обогревом от своего водяного котла: система с естественной циркуляцией воды: вода, нагреваясь от топливника, расширяется и поднимается (став более легкой) вверх над более холодной водой и в замкнутой системе отопления создается естественная циркуляция: за счет давления и разрежения (горячая вода, поднимаясь «подсасывает» за собой холодную и проталкивает по замкнутой цепи другую воду). Расширительный бак упрощает систему: делает ее открытой поддерживает давление и имеет небольшой запас воды. Обычно он становится от верхних напорных (разводящих) труб на высоту 1-2 м и более.

В предлагаемой модели высота стены Тромба (1) 2,3 м, а высота напорных труб и верхних разводящих труб теплообменников (2, 13) - 2,2 м. Такой же высоты и термос (6). При этом низ расширительного бака (7) может быть на высоте 3,6 м (в крыше над ним утепленный защитный колпак). Разделение бака на большую и меньшую части соответствует разным объемам воды: термоса (6) с трубами прямой и обратной и теплообменниками (2, 13) и водяного котла (10) с этими же трубами и теплообменниками.

Размеры термоса: для запаса тепла на 1 сутки (максимум 2) из-за того, что электроэнергия дорогая, но часть бывает лишней: ночью, когда бытовое потребление невелико, при сильных ветрах, при различных перерывах в производстве. Можно использовать и ночную электроэнергию от сети, если ночной тариф приемлем.

Когда устройство обогрева работает от термоса (6) обе задвижки на напорной трубе (8) и обратной (9) открыты, а обе задвижки (11, 12) на напорной и обратной трубах топливника с водяным котлом (10) закрыты.

Когда солнечной энергии достаточно для обогрева примыкающих к стене Тромба (1) комнат, то на обратной трубе от теплообменника (2) задвижка (14) закрывается. Горячая вода идет тогда через теплообменник (13). Так как теплообменники (2, 13) встроены в массивные стены, накапливающие тепло, то после их нагрева можно отключать термос (6) закрывая задвижки (8, 9).

Когда солнечной энергии недостаточно (или мало накоплено на ночь), а накопленное в термосе тепло заканчивается и нет энергии для электронагревательной, тогда работает топливник с водяным котлом (10) от сгорания минерального топлива [работа по схеме как с термосом]: задвижки на напорной трубе (11) и обратной (12) открываются [задвижки (8, 9) к термосу (6) закрыты].

В прохладное, но солнечное время, когда через окна поступает достаточно тепла в комнаты, дежурные аккумуляторы в теплице намотаны на барабаны (3), а в комнатах они напротив растянуты по стенам с усилием от тяговых валов (4) на тяговые канаты (16 фиг.3) скользящие в вертикальных направляющих (5). Когда солнце опускается ниже 6,5° над горизонтом, то дежурные аккумуляторы в пристенной теплице растягиваются по стенам (так как и через остеклянную стену тепло будет уходить, хотя и заметно меньше, чем от неостекленной стены), а в комнатах они наматываются на барабаны: стена постепенно отдает тепло в комнаты.

В летнюю жару, когда солнечные лучи на стене Тромба (1), дежурные аккумуляторы в теплице растянуты по стене, чтобы она не нагревалась. Кода солнце опускается ниже 6,5°, стена открывается, чтобы отдавать накопленную ночью прохладу и снова ее накапливать (отдает прохладу, то есть поглощает тепловые лучи от более нагретой теплицы).

Когда работает теплица (на широте Москвы с конца февраля - начала марта до конца октября), она при недостатке солнечного тепла обогревается дополнительно от тепла в термосе (6) или от топливника с водяным котлом (10) подающих тепло в теплообменник (2) встроенный в стену Тромба (1). Так как стена Тромба с солнечной стороны прикрыта стеклом, то основной теплообмен с теплицей будет через специальные клапаны (или простые заслонки) внизу и вверху с потоком воздуха: теплый будет выходить, а его место занимать прохладный, нагреваясь от стены и снова [по такой же схеме отдача прохлады и накопление ее].

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

1. Использование энергии солнца и ветра, а когда их недостаточно, то минерального топлива в одном устройства для обогрева дома и теплицы загородного дома с пристенной теплицей.

2. Регулирование отдачи тепла от устройства для обогрева по примыкающим к разделительной стене (стене Тромба) комнатам дома и к пристенной теплице.

1. Устройство для обогрева загородного дома с пристенной теплицей, содержащее изолированную комнату в доме с топливником с водяным котлом; с аккумулятором тепла от энергии ветра в виде цилиндрического термоса с водой, с электронагревателем в нем; с системой труб с регулирующими задвижками для подачи горячей воды в теплообменники и принятия обратной воды; содержащее в качестве разделительной стены между домом и пристенной теплицей стену Тромба с окнами над ней и дверью в ней, с напоточными барабанами внизу с обоих сторон стены, с соответствующими тяговыми валами наверху и вертикальными направляющими для скольжения тяговых канатов, отличающееся тем, что снабжено встроенными в стену Тромба трубами: верхней подводящей горячую воду и нижней обратной и соединяющими их теплообменными трубами.

2. Устройство для обогрева загородного дома с пристенной теплицей по п.1, отличающееся тем, что снабжено дежурными аккумуляторами в виде мягких теплостойких покрытий, закрепленных на канатных сетках с тяговыми канатами, по обеим сторонам стены наматываемыми на барабаны.



 

Похожие патенты:

Система оборудования для вентиляции, управления и поддержания микроклимата относится к области сельского и лесного хозяйства, а именно к лесоразведению, плодоводству и может быть использована в теплице и других производственных помещениях при выращивании лесных и плодовых культур медленнорастущих пород.

Плоские солнечные коллекторы используются для нагрева воды для бытовых нужд, подогрева воды в бассейне или поддержания низкотемпературного отопления в доме. При благоприятных условиях коллекторы позволяют использовать солнечную энергию даже осенью и зимой.

Техническим результатом является высокая надежность фиксирования корпуса люка в горловине 8 колодца

Универсальная складная изолированная мини комната, которая в сложенном виде представляет собой шкаф (далее Комната), может относиться к конструкциям складной мебели и к парильням русской бани или сауны, для эксплуатации в условиях обычной квартиры в многоэтажном доме.
Наверх