Геотермальный кондиционер воздуха

Целью настоящего изобретения является создание устройства, использующего температуру земли и электрическое поле и действующего прежде всего в качестве кондиционера воздуха для предварительного нагрева, охлаждения и очистки воздуха помещения. Объектом данного изобретения является кондиционер воздуха, состоящий, во-первых, из снижающей давление камеры с забором обрабатываемого воздуха и, во-вторых, из снижающей давления камеры с выпуском обрабатываемого воздуха, соединенных воздухопроводами для передачи воздуха из первой снижающей давление камеры во вторую снижающую давление камеру, расположенных параллельно друг другу в один или несколько слоев, причем эти воздухопроводы не являются прямыми, а согнуты под углом и могут быть трубами с разными круглыми поперечными сечениями. Имеется проветриваемый слой из сырого материала на уровне рабочего пространства,покрывающего воздухопроводы, накрытого покрывающим слоем, т.е. пластиковым листом. Для проветривания имеется по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, направленное в слой сырого материала под покрывающим слоем, что дает соединение между сырым материалом и воздухом атмосферы и для обеспечения тяги от сырого материала, а также имеются каналы тяговой вентиляции, встроенные в сырой материал, в области между камерами снижения давления. 016637 Область техники Целью настоящего изобретения является создание устройства, использующего температуру земли и электрическое поле и действующего, прежде всего, в качестве кондиционера воздуха для предварительного нагрева, охлаждения и очистки воздуха помещения. Уровень техники Известно оборудование для забора воздуха с предварительным нагревом, охлаждением и очисткой,которое соответственно называется калориферы, кондиционеры, фильтры, ионизаторы и озонаторы. Из уровня техники известно несколько разных технических решений для кондиционирования внешнего воздуха в систему вентиляции здания через почву. Например, в патенте US 5131887 раскрывается система управления воздухом, встроенная в основание здания, в патенте Германии DE 3414973 раскрыта система с воздушной камерой, размещенной в земле и подсоединенной к воздухопроводу для забора воздуха вверху, и соединенная с воздухопроводом для забора воздуха здания. В документе JP 2005090929 раскрывается система вентиляции, которая осуществляет подачу воздуха, нагретого теплом земли. В системе вентиляции подача воздуха к любой жилой комнате осуществляется таким образом, что геотермальный воздух забирается от лестничной клетки, лестницы и т.д. через трубу, установленную в здании. Вентиляция происходит посредством вентилятора, который присоединен традиционным образом. Подача нагрева от земли сокращает разницу температур во время вентиляции, что приводит к снижению стоимости кондиционирования воздуха. В документе JP 2005009737 раскрыта система, охлаждающая и нагревающая путем непосредственного направления тепла почвы, переносимого по трубе, проложенной под землей в помещение и эффективно выполняющей кондиционирование помещения c небольшим потреблением энергии посредством использования механизма "включение/выключение" и используя тепло от средства нагрева вдобавок к нагреву почвы в зимнее время. Описанная система содержит подземную трубу, проложенную в земле под домом, воздух направляется в подземную трубу посредством воздуходувки, теплообмен с теплом почвы осуществляется в подземной трубе (трубопроводе), и помещение имеет кондиционирование воздуха путем подачи воздуха в помещение через канал для прохода потока воздуха. В эстонской полезной модели EE-U1-00329 раскрывается решение, которое заключается в геотермальном теплообменнике для предварительного нагрева и охлаждения свежего воздуха, проходящего в жилые помещения. Из зарешеченного заборного отверстия на фасаде здания забранный свежий воздух направляется в камеру снижения давления, размещенную в земле или под основанием настила фундамента. Из камеры снижения давления воздух поступает через канал во вторую камеру снижения давления. Выходное отверстие второй камеры снижения давления соединено с системой вентиляции здания. Наиболее близким аналогом заявляемому изобретению является конструкция геотермального теплообменника, раскрытая в изобретении данного автора по эстонской патентной заявке Р 200200212 и по финской патентной заявке FI 20040429, которая тоже является наиболее близким аналогом данного изобретения. Сущность изобретения Забор воздуха для жилых помещений в основном осуществляется механизмами, что характеризуется высокими эксплуатационными расходами, на что требуется осушение забранного воздуха и изменение других параметров климата в жилье. Целью настоящего изобретения является дальнейшее развитие ранней конструкции оборудования,разработанного автором изобретения, которое делает ее проще и эффективнее. Кроме того, целью изобретения является использование отрицательного заряда земли для изменения электростатического состояния забираемого воздуха, что дает существенное улучшение для микроклимата забираемого воздуха. Еще одной целью этого изобретения является создание устройства для геотермального кондиционирования воздуха, которое проще, дешевле и меньше по конструкции, чем предыдущие устройства. Назначение этого оборудования состоит в том, чтобы также получить устройство для нагревания (во время холодов) или охлаждения (в теплое время) потока воздуха в условиях этого воздуха путем подачи тепла (нагревания) или удаления тепла (охлаждения) соответственно, которое устройство контролирует спонтанно. Дополнительной целью этого изобретения является выпуск радона, находящегося в земле, из здания для обеспечения защиты для людей в жилых помещениях от вредного влияния радона. Настоящее изобретение связано с оборудованием для непрерывной обработки воздуха, поступающего в помещение, во время непрерывного потока воздуха через это оборудование. Объектом данного изобретения является кондиционер воздуха, состоящий, во-первых, из снижающей давление камеры с забором обрабатываемого воздуха и, во-вторых, из снижающей давление камеры с выпуском обрабатываемого воздуха, соединенных воздухопроводами для передачи воздуха из первой снижающей давление камеры во вторую снижающую давление камеру, расположенные параллельно друг другу в одном или нескольких слоях, причем эти воздухопроводы не являются прямыми, а согнуты под углом и могут быть трубами с разным диаметром поперечного сечения (например, круглым). Имеется проветриваемый слой из сырого материала на уровне рабочего пространства, покрывающего воздухопроводы, накрытого покрывающим слоем, т.е. пластиковым листом. Для проветривания имеется по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, направленное в слой сырого материала под покрываю-1 016637 щим слоем, что обеспечивает соединение между сырым материалом и воздухом атмосферы, а для обеспечения тяги от сырого материала имеются каналы тяговой вентиляции, встроенные в сырой материал, в области между камерами снижения давления. Это позволяет обеспечить удаление энергии обмена из системы, т.е. эта энергия не будет накапливаться в земле вокруг воздухопроводов. Краткое описание чертежей Фиг. 1 иллюстрирует вертикальный разрез геотермального кондиционера воздуха, расположенного под зданием. Фиг. 2 иллюстрирует местоположение каналов геотермального кондиционера воздуха согласно изобретению, находящегося в земле. Варианты осуществления изобретения Геотермальный кондиционер для воздуха, изображенный на фиг. 1, включает снижающие давление камеры 1 и 2, известные из уровня техники, и воздухопроводы 3 между ними. Снижающие давление камеры 1 и 2 находятся в земле, на глубине, где днища камер немного ниже,чем концы входящих воздухопроводов 3. Обрабатываемый воздух поступает в первую снижающую давление камеру через воздухопровод для забора воздуха 8, который полностью размещен в снижающей давление камере 1. По сравнению с более ранними решениями этот вид конструкции канала для забора позволит избежать обратный поток воздуха из канала. Поэтому природный воздух извне потечет в первую снижающую давление камеру 1 и будет продолжать проходить к воздухопроводам 3, внедренным в землю, и к каналам 6, входящих в сырой материал. Воздухопроводы 3 согнуты относительно центра (приблизительно на 120-170) под углом, и поперечное сечение каналов может быть, например, треугольным, круглым или четырехугольным. Воздухопроводы могут быть согнуты на нескольких уровнях (см. фиг. 2) друг над другом или друг между другом в шахматном порядке для сохранения места. Согласно чертежу изгиб расположен на половине расстояния между снижающими давление камерами, так что при сгибании забираемый воздух протекает в воздухопроводы вверх под углом примерно 12-17 относительно горизонтали и достигает точку изгиба, расположенную приблизительно в центре, воздух начинает протекать вниз относительно горизонтали. Работа устройства требует размещения воздухопроводов 3 в земле на глубине, где положительная температура земли эффективна примерно в течение года, например зимой и летом. Длины воздухопроводов 3 выбираются таковыми, чтобы обеспечить реакцию обмена воздуха между воздухом и стенками воздухопроводов 3 (земли) согласно скорости потока воздуха в воздухопроводах 3, внедренных в землю. В воздухопроводах 3 происходит реакция теплообмена между воздухом и почвой. Диаметр воздухопровода и количество выбирают согласно количеству требуемого воздуха для получения скорости потока (от 0,3 до 2,0 л/с) в воздухопроводах 3. Воздух протекает из воздухопроводов 3 в снижающую давление камеру 2, соединенную с вентилятором или с полностью автоматическим вентиляционным оборудованием с регенерацией тепла, который отводят необходимый свежий воздух от второй снижающей давление камеры 2 через выпускное отверстие 9 для обработанного воздуха и направляют его к упомянутой вентиляционной системе или к каналам засасывания воздуха. Слой земли 4, окружающий воздухопроводы 3, покрыт слоем проветриваемого материала, особенно слоем 5 сырого материала, например из гравия, легкого гравия, бута, гранул и т.п. Имеются вентиляционные каналы 6, размещенные в области, близкой к снижающим давление камерам, и обеспечивающие доступ воздуха извне к слою сырого материала. Эти каналы 6 содержат обратные клапаны, расположенные на стороне первой снижающей давление камеры 1, что позволяет избегать прохода потока воздуха из первого проветриваемого слоя материала к первой снижающей давление камере 1. Имеется выпускное отверстие или труба 7 вытяжной вентиляции, которая установлена от слоя 5 сырого материала в области центра изгиба воздухопровода 3. В зимнее время воздух извне нагревается в параллельных воздухопроводах 3, например, тепло подается от земли 4 к воздуху, проходящему по каналам. Вентиляционная труба 7 содержит воздушный канал 15, соединенный с внешним воздухом, через который воздух от слоя сырого материала направляется из системы, и горизонтальный воздушный канал 12, расположенный над воздухопроводами 3 параллельно им, тогда как этот горизонтальный воздушный канал полностью перфорирован для обеспечения доступа воздуха к вентиляционным трубам по всей длине слоя воздухопровода 3. Воздушный канал 15, соединяющий вентиляционные трубы 7 с атмосферным воздухом, может быть создан дополнительно с вентилятором от другого вентиляционного устройства для обеспечения равновесия потоков воздуха в системе.-2 016637 Слой 5 сырого материала покрыт покрывающим слоем 11, например листом пластика из другого тонкого материала. Имеется вентиляционный канал 13, установленный в снижающей давление камере и в слое 5 сырого материла, передающий комнатный воздух в слой 5 сырого материала. Этот канал имеет регулирующий клапан. Для улучшения потока воздуха в слой 5 сырого материала секция вентиляционного канала 13, размещенная в слое сырого материала, профилирована, а вентиляционный канал 13 проходит через слой сырого материала по всей толщине воздухопроводов 3 и в принципе крестообразно с ними. Это обеспечивает откачку энергии из системы, т.е. эта энергия не будет накапливаться в земле вокруг воздухопроводов 3. Хорошо известный факт состоит в том, что теплоперенос (передача энергии) происходит от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой, тогда как масса воздуха (объем, количество) с более высоким объемом будет толкать назад/оставлять массу воздуха с меньшим объемом,чья интенсивность пропорциональна разнице температур сторон. В зимнее время внешний воздух подогревается в параллельных воздухопроводах 3, например, тепло доставляется из почвы в воздух, проходящий через воздухопроводы 3. В летнее время эффективен обратный процесс, например, свежий теплый воздух извне будет охлаждаться до подходящей температуры. Постоянное направление вверх температуры почвы и электрическое поле обеспечиваются проветриваемым слоем 5 сырого материала, положенного сверху слоя земли 4, покрывающего воздухопроводы 3, и поэтому можно избежать накопления энергии в слое земли вокруг воздухопроводов. В предпочтительном выполнении устройство размещено в земле. Воздушный поток направляется через заборный канал 8 в первую снижающую давление камеру 1, затем к воздухопроводам 3, где происходит реакция теплопереноса с землей 4 и затем ко второй снижающей давление камере 2, из которой обработанный воздух выходит через выпускное отверстие 9. Снижающие давление камеры 1 и 2 можно реализовать как часть фундамента здания или их можно поместить как отдельные структуры внутри фундамента здания (в случае фундамента на сваях). В устройстве согласно изобретению воздух передается вентиляторами через заборный канал 8 к первой снижающей давление камере 1, затем воздух направляется в воздухопроводы 3, помещенные в земле, где происходит реакция теплопереноса от воздухопроводов 3, воздух направляется ко второй снижающей давление камере 2. Из второй снижающей давление камеры 2 прошедший обработку воздух выходит из выпускного отверстия 9, соединенного с помощью вентилятора или полностью автоматического вентиляционного оборудования с регенерацией тепла, которые оттягивают требуемый свежий воздух от второй снижающей давление камеры 2 и направляют его в систему вентиляции или в упомянутые вентиляционные трубы для впуска воздуха. Воздухопроводы 3 покрыты слоем земли 4 и слой земли (почвы) 4, покрывающий воздухопроводы,накрыт слоем 5 проветриваемого сырого материала (гравий, легкий гравий, бут, гранулы и т.д.). Слой сырого материала покрыт покрывающим слоем 11. В слое сырого материала находится вентиляционный канал 6 вблизи первой снижающей давление камеры 1, а другой вентиляционный канал 13 расположен рядом со второй снижающей давление камерой, тогда как через эти вентиляционные каналы атмосферный воздух также поступает к слою сырого материала для обеспечения доступа атмосферного воздуха к слою сырого материала, лежащего наклонно на воздухопроводах, идущих от второй снижающей давление камеры. Во время непрерывного подогрева воздуха вокруг воздухопроводов 3 земля 4 охлаждается, и поэтому компенсирующая энергия тепла должна обеспечиваться для области воздухопровода 3. Слой 5 сырого материала, покрывающий воздухопроводы 3, также соединен с атмосферным воздухом посредством вентиляционных каналов 6 и 13, в результате чего воздух из первого вентиляционного канала 6 и второго вентиляционного канала 13 вытягивается через вентиляционные трубы 7 и слой сырого материала. В результате этого температура этого слоя 5 сырого материала (зимой) ниже температуры слоя земли внизу (почвы), содержащего каналы для утепляющего воздуха. Поэтому теплоперенос, направленный вверх в землю, является более интенсивным благодаря большим перепадам температуры. Это обеспечивает откачку обменной энергии из системы, т.е. эта энергия не будет накапливаться в земле вокруг воздухопроводов. В летнее время эффективен обратный процесс, например, теплый атмосферный воздух охлаждается, и чрезмерное охлаждение воздуха, идущего через каналы, можно избежать. Геотермальный кондиционер воздуха согласно этому изобретению не ограничен примером осуществления, описанным выше, или характеристиками, перечисленными в формуле изобретения, поскольку устройство геотермального кондиционирования воздуха можно также поместить вне фундамента строения. Аналогичным образом, соответственно объему здания и размеру фундамента более одного устройства геотермального кондиционирования воздуха можно разместить под зданием, тогда как отверстия для забора воздуха в них можно соединить с общей системой вентиляции.-3 016637 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Геотермальный кондиционер воздуха содержит по меньшей мере одну первую снижающую давление камеру (1) с отверстием для забора воздуха (8) и вторую снижающую давление камеру (2) с выпускным отверстием (9) для обработанного воздуха, при этом снижающие давление камеры соединены друг с другом воздухопроводами (3), расположенными в земле, для подачи воздуха от первой снижающей давление камеры (1) ко второй снижающей давление камере (2), тогда как на слое (4) земли, покрывающем воздухопроводы (3), находится слой (5) сырого материала, покрытого слоем (11), и по меньшей мере один первый вентиляционный канал (6) подведен к слою (5) сырого материала через покрывающий слой (11), через который слой сырого материала соединяется со вспомогательным средством в камере(1), и для обеспечения выхода из слоя (5) сырого материала трубы вытяжной вентиляции (7) вентилятор или другое вентиляционное устройство соединены с выпускным отверстием (9) второй снижающей давление камеры (2), отличающийся тем, что воздухопроводы (3) согнуты под углом изгибаприблизительно 120-170 и размещены точкой изгиба вверх, так что вначале забираемый воздух будет поступать вверх под угломприблизительно 10-17 относительно горизонтали, а после угла изгибапотечет в воздухопроводах (3) вниз относительно горизонтали ко второй снижающей давление камере (2). 2. Геотермальный кондиционер воздуха по п.1, отличающийся тем, что вентиляционные трубы (7),помещенные в слое (5) сырого материала для обеспечения вытяжки, расположены вблизи изгиба в центре воздухопроводов (3). 3. Геотермальный кондиционер воздуха по п.2, отличающийся тем, что вентиляционные трубы (7) содержат воздушный канал (15), через который воздух из слоя сырого материала выводится из системы,а горизонтальный воздушный канал (12) размещен над воздухопроводами (3) в основном крестообразно к ним и полностью перфорирован. 4. Геотермальный кондиционер воздуха по п.1, отличающийся тем, что воздушный канал (15), соединяющий вентиляционные трубы (7) с атмосферным воздухом, снабжен вентилятором или другим вентиляционным устройством. 5. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рабочие циклы вентилятора воздушного канала (15), соединяющего вентиляцию вентиляционных труб (7) с атмосферным воздухом, и вентилятор, соединенный с выпускным отверстием (9) второй снижающей давление камеры (2), синхронизованы друг с другом. 6. Геотермальный кондиционер воздуха по п.1, отличающийся тем, что в слое (5) сырого материала сбоку от второй снижающей давление камеры расположен вентиляционный канал (13), через который воздух, забираемый из здания, подается к слою (5) сырого материала, причем конец вентиляционного канала (13), размещенный в слое сырого материала, перфорирован. 7. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что поперечное сечение воздухопроводов (3) является треугольным, круглым или четырехугольным. 8. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что первый вентиляционный канал (6) содержит обратный клапан (14) и расположен в нижней части первой снижающей давление камеры (1). 9. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что первый вентиляционный канал (6), расположенный в слое сырого материала, полностью перфорирован. 10. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что воздухопроводы (3) расположены по меньшей мере в одном слое рядом друг с другом и равномерно распределены по всей длине снижающих давление камер (1, 2). 11. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что воздухопроводы (3) размещены в нескольких слоях рядом друг с другом и равномерно распределены по всей длине снижающих давление камер (1, 2), тогда как слои сдвинуты друг относительно друга, в частности, в шахматном порядке. 12. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что воздухопроводы (3) размещены по меньшей мере в одном слое рядом друг с другом и равномерно распределены по всей длине снижающих давление камер (1, 2). 13. Геотермальный кондиционер воздуха по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что скорость воздушного потока в воздухопроводах (3) составляет 0,3-2,0 л/с.