Способ кондиционирования воздуха в зданиях и здание с кондиционированием воздуха, в частности дом с нулевой энергией

Номер патента: 4624

Опубликовано: 24.06.2004

Автор: Креке Эдмон Д.

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ кондиционирования воздуха в зданиях с малой потерей тепла, включающий в себя следующие операции:

А) откачивают отходящий воздух и/или подают приточный воздух;

Б) откачанный отходящий воздух пропускают через аккумулятор (20) тепла, при этом

В) приточный воздух и отходящий воздух по принципу противотока подают мимо друг друга, так что при различии в температурах приточного воздуха и отходящего воздуха имеет место теплообмен.

2. Здание с кондиционированием воздуха способом по п.1 со следующими признаками:

I) под зданием (1) или на нем установлен аккумулятор тепла (20), из которого при потребности здания в тепле тепло отбирается, а при избытке тепла тепло отдается;

II) здание (1) имеет изолированные наружные стены (2);

III) здание (1) выполнено с малыми потерями от утечек в окнах и дверях с обеспечением внутри здания (1) заданного пониженного давления воздуха;

IV) система (30) приточного и отходящего воздуха противоточный теплообменник, включающий в себя вставленные один в другой трубопроводы (36/37, 38/39, 40/41), которые, с одной стороны, пропускают приточный воздух через вводы (42) приточного воздуха в помещения с кондиционируемым воздухом, и, с другой стороны, пропускают отходящий воздух через вытяжные отверстия (43) в систему вытяжки и из нее в атмосферу.

3. Здание по п.2, отличающееся тем, что часть трубопроводов (38, 39) системы (30) приточного и отходящего воздуха проведены через аккумулятор тепла (20).

4. Здание по п.3, отличающееся тем, что система (30) приточного и отходящего воздуха содержит распределитель (33), который включает трубопроводы (36-41) приточного и отходящего воздуха таким образом, что в летний период теплый приточный воздух подается сначала в аккумулятор тепла (20), затем в грунтовые трубопроводы (36) и, наконец, внутрь здания, а в зимний период холодный приточный воздух подается сначала в грунтовые трубопроводы (36), затем в геотермический аккумулятор (20) тепла, и, наконец, внутрь здания, причем отходящий воздух перемещается в противоположном направлении.

5. Здание по п.4, отличающееся тем, что распределитель (33) имеет вращающуюся заслонку в двух ярусах (34, 35) на каждый участок вытяжки, причем трубопроводы (36-41) приточного и отходящего воздуха вставлены один в другой за пределами распределителя (33) и проходят через вводы (45-48) для труб через стену, и причем один ярус (34) связан с распределением приточного воздуха, другой ярус (35) связан с распределением отходящего воздуха.

6. Здание по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что проветриваемые помещения снабжены закрываемыми вводами (42) для приточного воздуха и/или закрываемыми отверстиям (43) для отходящего воздуха для отсоединения соответствующего кондиционируемого помещения от трубопровода системы (30) приточного и отходящего воздуха.

7. Здание по п.6, отличающееся тем, что отверстия для отвода воздуха снабжены сигнализаторами дыма, которые включают, по меньшей мере, закрывающие устройства вводов (42) приточного воздуха.

8. Здание по п.6, отличающееся тем, что отверстия (43) для отходящего воздуха снабжены обратными клапанами или вентилями.

9. Здание по п.8, отличающееся тем, что с обратными клапанами или вентилями связаны сигнальные выключатели, соединенные с устройством тревожной сигнализации, которое может быть точно настроено или выключено.

10. Здание по одному из пп.2-9, отличающееся тем, что вводы (42) для приточного воздуха и/или отверстия (43) для отходящего воздуха снабжены устройствами определения расхода воздуха для приведения воздухообмена в помещении в соответствие с величиной, типом и потребностью в воздухе соответствующего помещения.

11. Здание по п.10, отличающееся тем, что некоторые устройства определения расхода воздуха выполнены регулируемыми от термостатов или измерительных датчиков нагрузки воздухом.

12. Здание по одному из пп.2-11, отличающееся тем, что система подачи приточного воздуха снабжена фильтрами.

13. Здание по одному из пп.2-12, отличающееся тем, что система подачи приточного воздуха имеет устройство для получения теплого воздуха.

14. Здание по одному из пп.2-14, отличающееся тем, что система (30) подачи приточного и отходящего воздуха включает в себя регулируемый вытяжной вентилятор (67), который приводится в действие исполнительным органом с возможностью регулирования потока подаваемого воздуха.

15. Здание по одному из пп.2-14, отличающееся тем, что теплоизоляционные фасадные плиты (80) установлены с промежутком (90) на ленточном фундаменте перед зданием, в этом промежутке (90) проведены трубопроводы (40, 41) системы приточного и отходящего воздуха, и аккумулятор тепла (20) установлен под ленточным фундаментом.

16. Здание по одному из пп.2-15, отличающееся тем, что крыша (6) содержит установку (10) поглощения солнечной энергии, выполненную для выборочной подачи тепла в аккумулятор тепла (20).

17. Здание по п.16, отличающееся тем, что каждая наружная стена (2) здания (1) имеет наружный и внутренний теплоизоляционные слои (3, 4), а также центральную зону (5) в качестве конструктивной опоры, и в этой центральной зоне (5) проведены трубопроводы (16) для среды в качестве теплообменников для повышения температуры в этой центральной зоне (5) в период потребности в тепле и понижения температуры в период в этой центральной зоне (5) в период потребности в охлаждении.

18. Здание по п.17, отличающееся тем, что установка (10') поглощения солнечной энергии размещена на крыше (6') или под ней, причем здание содержит устройства подачи среды, включая соединительные трубопроводы (13') между установкой (10') поглощения солнечной энергии и аккумулятором тепла (20').

19. Здание по п.17 или 18, отличающееся тем, что центральная зона (5') наружных стен здания выполнена в виде несущей бетонной стены.

20. Здание по одному из пп.17-19, отличающееся тем, что трубопроводы (16') для среды установлены в центральной зоне (5') и соединены с установкой (10') поглощения солнечной энергии и аккумулятором тепла (20').

21. Здание по п.20, отличающееся тем, что трубопроводы (16') для среды центральной зоны (5') установлены с возможностью соединения с наружными зонами аккумулятора тепла (20') для отбора тепла из наружных стен (2') в летний период и подачи его в аккумулятор тепла (20').

22. Здание по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что наружный изоляционный слой (3') имеет несколько большую толщину по сравнению с внутренним изоляционным слоем (4') для подачи низкотемпературного тепла в месте, оптимальном относительно понижающейся изнутри наружу температурной характеристики.

23. Здание по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что центральная зона (5') наружных стен выполнена в виде бетонного слоя с арматурой, и зона точки росы установлена в пределах этого бетонного слоя.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Изобретение относится к способу кондиционирования воздуха и к системам кондиционирования воздуха в зданиях с малой потерей тепла в соответствии с ограничительной частью пп.1 и 2 и к дому с малой энергией, в частности,к дому с нулевой энергией, в соответствии с ограничительной частью п.18. Из WO 97/10474 известна энергетическая установка для зданий с использованием поглотителей солнечной энергии, теплообменников и аккумуляторов тепла, применяемая при необходимости для пассивного отопления или охлаждения здания. Наряду с потерей тепла из внутренних помещений здания при теплопередаче в зимний период (и получением тепла в летний период) имеют место также потери тепла при вентиляции в зимний период и нежелательный нагрев в летний период. В зимний период эти потери тепла при вентиляции совместно с потерями при теплопередаче определяют потребность здания в тепле. Для выполнения требований Института Фраунхофера и Правил теплоизоляции (Германия) для так называемых домов с нулевой энергией потери тепла при вентиляции должны поддерживаться как можно малыми (по определению домами с нулевой энергией являются здания с теплоотдачей не более 20 кВт м 2/год). Кроме того, желательно даже понижать подобные низкие значения теплоотдачи. Наружные стены описанного в WO 97/10 474 здания включают в себя внутренний бетонный слой и наружный слой изоляционного материала (наряду со слоями штукатурки), и тепловая энергия подается в массивную стену, которая нагрета почти так же, как внутреннее помещение. Для выполнения требований Института Фраунхофера и Правил теплоизоляции (Германия) для так называемых домов с нулевой энергией было бы также желательно использовать низкотемпературную энергию (ниже комнатной температуры) для отопления для того,чтобы использовать таким же образом аккумуляторы тепла или резервуары тепла с более низкой температурой по сравнению с комнатной температурой отапливаемого здания. В основе изобретения лежит задача предложить способы и системы кондиционирования воздуха в зданиях, с помощью которых можно минимизировать потерю тепла в зданиях. Желательно также предложить конструкции зданий,позволяющие аккумулировать низкотемпературную энергию (то есть, тепло со значениями температуры ниже комнатной температуры) для отопления. Поставленная задача решается неожиданно просто и разумно уже на основании технологических приемов по п.1 или комбинации признаков п.2 и выполняется и усовершенствуется с помощью других признаков зависимых пунктов формулы изобретения. 2 С помощью изобретения создается система приточного и отходящего воздуха, образующая противоточный теплообменник. Содержащаяся в отходящем воздухе тепловая энергия рекуперируется в значительном объеме. Кроме того,система приточного и отходящего воздуха присоединена к аккумулятору тепла, установленному предпочтительно под зданием для того,чтобы отдавать ему избыточную энергию или принимать от него тепловую энергию с целью соответствующего поддержания равномерной температуры подаваемого в здание приточного воздуха. Использование тепла со значениями температуры ниже комнатной температуры отапливаемого помещения обеспечивается признаками п.18 формулы изобретения и усовершенствуется с помощью других признаков зависимых от него пунктов. Особенно предпочтительным образом можно использовать низкую температуру теплоносителя в теплые или жаркие периоды, например, в тропиках, для охлаждения. С помощью изобретения тепловая энергия аккумулятора тепла с низкой температурой подается в центральную зону наружной бетонной стены. В центральной зоне наружной стены температура имеет значение ниже комнатной температуры, поэтому путем повышения температуры в центральной зоне может осуществляться распределение температур в стене, которое приводит к повышению температуры в помещении, хотя поданный теплоноситель имеет температуру (температура в подающем трубопроводе), которая ниже комнатной температуры. Согласно изобретению применяется предпочтительно симметричная теплоизоляция в противоположность обычно принятой асимметричной теплоизоляции (находящаяся наружи теплоизоляция) с целью создания с помощью этой симметричной конструкции климатического барьера предпочтительно в виде несущей кладки. Это означает, что, например, в помещении на четыре лица прирост внутренней энергии около 2500 кВт ч/год отдает эту тепловую энергию в центральную бетонную зону, то есть в климатический барьер. Особенно предпочтительным образом эта центральная бетонная зона никогда не имеет зимних температур, то есть ее температура никогда не составляет ниже 0. Следовательно, во внутреннем помещении здания согласно изобретению постоянно господствуют даже без дополнительного отопления, по меньшей мере, весенние температуры. Потеря тепла в центральной бетонной зоне в сторону низкой температуры наружного воздуха, по существу, не сопряжена с расходами, так как она покрывается аккумулятором тепла. Изобретение описывается более подробно с помощью приложенного чертежа и со ссылкой 3 на предпочтительные варианты выполнения; на чертежах показано: фиг. 1 - схематичное поперечное сечение дома с нулевой энергией с установками кондиционирования воздуха согласно изобретению; фиг. 2 - трехлинейный распределитель в положении в зимний период; фиг. 3 - трехлинейный распределитель в положении в летний период; фиг. 4 - трубчатый ввод через стену; фиг. 5 - фасад; фиг. 6 - схематичное поперечное сечение дома с нулевой энергией. На фиг. 1 показан дом с частью устройств,описанных, например, в WO 97/10 474, а также дополнительные установки кондиционирования воздуха, системно интегрированные в имеющийся дом. Здание 1 имеет наружные стены 2, включающие в себя наружный теплоизоляционный слой 3, внутренний теплоизоляционный слой 4 и центральную зону 5 в качестве конструктивного опорного слоя, то есть в качестве несущей стены, в частности, несущей бетонной стены. Крыша 6 включает в себя несущую конструкцию 7, изоляционный слой 8 и кровельное покрытие 9, которое может быть сооружено из кровельной черепицы или других известных кровельных материалов и должно быть как можно более темного цвета. Под кровельным покрытием 9 в предпочтительном варианте осуществления изобретения установлены теплопоглотители 10, например, в пазах или между находящейся над изоляционным слоем промежуточной обрешеткой изоляционного слоя 8. Кроме того, в рамки изобретения в других предпочтительных вариантах осуществления изобретения входит использование только чистого притока энергии за счет солнечного облучения самого здания даже без поглотителей солнечной энергии или теплопоглотителей, если это возможно по местным климатическим условиям и энергии, отдаваемой внутри здания при использовании здания. Дом имеет фундаментную плиту 11, которая в данном случае для упрощения чертежа изображена на одном уровне с земной поверхностью. Показан идущий наклонно наружу от этой фундаментной плиты 11 и входящий в грунт теплоизоляционный слой 12, который под зданием 1 ограничивает так называемый геотермический аккумулятор тепла 20 относительно окружающего грунта 21. Вследствие наличия здания 1 в нем происходит аккумуляция тепла нарастающей геотермической энергии. Аккумулятор тепла 20 содержит центральный участок 22 с более высокой температурой,чему способствует подвод тепла в этом месте. Температура достигает 20 С и более на продолжительный промежуток времени. В частности,предусмотрены системы подачи сред, включающие в себя соединительные трубопроводы 4 13 от поглотителя 10 солнечной энергии к змеевикам 14, 15 теплообменника, которые загружаются в зависимости от температуры в поглотителе 10 солнечной энергии. В вариантах выполнения без поглотителей солнечной энергии для необходимого притока энергии достаточно уже поглощенной в стенах здания тепловой энергии. Система 30 приточного и отходящего воздуха включает в себя трубопровод 31 приточного воздуха и трубопровод 32 отходящего воздуха, которые ведут к трехлинейному распределителю 33. Эти трубопроводы проложены предпочтительно по юго-западной наружной стене здания, при необходимости и по крыше, для поступления в здание приточного воздуха, который при известных обстоятельствах нагревается солнечными лучами через металлический трубопровод приточного воздуха, и для отвода отходящего воздуха. Эти трубопроводы можно охарактеризовать как своего рода товарный знак для дома с нулевой энергией с кондиционированием воздуха. Трехлинейный распределитель 33 имеет два яруса 34 и 35 на каждом участке вытяжки (жилые помещения, дом, крылья здания), из которых ярус 34 включен в систему распределения приточного воздуха и ярус 35 в систему распределения отходящего воздуха. При таком размещении отходящий воздух отводится по трубопроводу 32, и приточный воздух подается по трубопроводу 31 в ярус 34. От этих ярусов 34, 35 отведены грунтовые трубопроводы 36 и 37 в грунт 21, причем эти грунтовые трубопроводы 36 и 37 вставлены один в другой через изображенные на фиг. 4 вводы для труб через стену, то есть, образуют петли, которые предпочтительно обведены вокруг дома в теплоизоляционном слое 12. На фиг. 4 показан ввод для трубы через стену, состоящий из двух колен 45 и 46 трубы, а также уплотнительной манжеты 47, которая уплотняет зазор между коленом 45 и поперечным отверстием 48 в стенке трубы. Затем от ярусов 34 и 35 проходят трубопроводы 38 и 39 аккумулятора тепла в центральную часть 22 аккумулятора тепла 20, а именно, и эти трубопроводы так же вставлены один в другой, как это имеет место для трубопроводов 36, 37. Хотя в качестве примера трубопроводы изображены с круглым поперечным сечением,изобретение этим не ограничено, и можно с успехом применять трубопроводы прямоугольного, многоугольного или эллиптического поперечного сечения, что равным образом относится и к смесителю, который может быть выполнен также квадратного, прямоугольного сечения с конструкцией внутренняя труба-наружная труба, поэтому вместо одного вращательного движения возможно производить также возвратнопоступательное движение. 5 Наконец, от ярусов 34, 35 проложены трубопровод 40 приточного воздуха в помещении и трубопровод 41 отходящего воздуха внутрь здания для того, чтобы создать в нем, в противоположность обычному избыточному давлению в вентиляционных системах, предпочтительно регулируемое пониженное давление. Приточный трубопровод имеет входные отверстия 42 для приточного воздуха в зоне плинтусов, а вытяжной трубопровод имеет вытяжные отверстия 43 около перекрытий. Эти вытяжные отверстия снабжены обратными клапанами или вентилями для того, чтобы при проветривания соответствующего помещения отсоединять систему вытяжки. Предусмотрены комплекты неподвижных заслонок, подогнанных по размеру, типу и нагрузке воздухом в соответствующем помещении, из которых припасованная по размерам заслонка установлена в отвод приточного воздуха соответствующего помещения с целью калибровки подведенного потока приточного воздуха. На фиг. 2 и 3 показано схематичное изображение яруса 34 трехлинейного распределителя 33. Он содержит цилиндрическоконический кожух 50 с шестью вводами 51-56,из которых ввод 51 расположен в осевом направлении и подает приточный воздух, а остальные вводы 52-56 расположены радиально. Ввод 52 соединен трубопроводом 36 с вводом 53, ввод 54 соединен трубопроводом 38 с вводом 55, и ввод 56 соединен с трубопроводом 40. В кожухе 50 установлена вращающаяся заслонка 57 с двумя диафрагменными отверстиями 58 и 59, которые могут перекрываться или частично перекрываться вводами 52 и 55. На фиг. 2 показано положение в зимний период и на фиг. 3 - положение в летний период. Вращающаяся заслонка 57 имеет открытую вверх полость 60, в которую через ввод 51 подается приточный воздух. В положении в зимний период по фиг. 2 приточный воздух поступает по грунтовым трубопроводам 36 и через ввод 53 в закрытую камеру 61 трехлинейного распределителя 33, из не через ввод 54, по трубопроводу 38 аккумулятора тепла и через ввод 55 в следующую закрытую камеру 62 распределителя, а из не через ввод 56 в трубопровод 40 приточного воздуха внутрь здания. Направление потока для яруса 35 трехлинейного распределителя 33 противоположное. Трубопровод 41 вытяжного воздуха выходит через ввод 56 в камеру 62, и отходящий воздух поступает из не через ввод 55, по трубопроводу 38 и через ввод 54 в камеру 61 и из не через ввод 53 и по трубопроводу 37 к вводу 52 и оттуда через полость 60 яруса 35 в трубопровод 32 отходящего воздуха. Таким образом, приточный и отходящий воздух подаются в противотоке, причем, по возможности, все участки 36/37, 38/39 и 40/41 выполнены, по меньшей мере, частично в виде входящих один в другой трубопроводов. Поэтому приточный 6 воздух на позиции 42 выходит с температурой,почти соответствующей температуре отходящего воздуха. Работа в летний период показана с помощью фиг. 3. Через ввод 51 снова подается приточный воздух, который в летний период может иметь повышенную температуру. Он поступает через диафрагменное отверстие 58 и ввод 55 в трубопровод 38 аккумулятора тепла, через ввод 54 в камеру 61 и через ввод 63, а также по грунтовому трубопроводу 36 к вводу 52 и камере 62. Камера через ввод 56 соединена с трубопроводом 40 приточного воздуха, который ведет к внутренним помещениям, подлежащим кондиционированию. Оттуда осуществляется противоток отходящего воздуха по трубопроводу 41,грунтовому трубопроводу 37, а также трубопроводу 39 аккумулятора тепла в полость 60 яруса 35 трехлинейного распределителя 33 и по трубопроводу 32 в атмосферу. Вращающаяся заслонка 57 может включаться в оба изображенные положения. Соответственно имеется исполнительный электродвигатель 65 для установки необходимого положения вращающейся заслонки с помощью вала 66. Диафрагменные отверстия 38 и 39 позволяют частичное перекрытие с сопряженными вводами, если использовать шаговый электродвигатель. На фиг. 1 схематично показан вытяжной вентилятор 67 в качестве вытяжного устройства,которое работает в трубопроводе 32 и вытесняет отходящий воздух наружу. Тем самым в здании 1 создается пониженное давление, которое постоянно втягивает наружный воздух внутрь через стыки в окнах и дверях. Так как этот посторонний воздух зимой не нагревается системой 30 приточного и отходящего воздуха, то стремятся выполнять двери и окна по возможности с наименьшими потерями в уплотнениях. В домах с нулевой энергией предпочтительны неоткрываемые безрамные окна. С вытяжным вентилятором 67 связан исполнительный орган, например, потенциометр,установленный внутри здания 1 и позволяющий регулировать частоту вращения вытяжного вентилятора 67 по управляющей линии. Подобные потенциометры могут устанавливаться или на все здание, или по комнатам. В последнем случае соответственно уставке потенциометра можно увеличивать входное или выходное отверстия системы кондиционирования воздуха в соответствующей комнате. Тем самым можно регулировать поток воздуха в зависимости от потребностей в данный момент. Кроме того, в рамки изобретения входит также использование вместо потенциометра электронных регулирующих устройств, которые регулируют заданную комнатную температуру путем регулирования количества протекающего воздуха. 7 В дополнение к регулированию температуры, то есть, или для более быстрого нагрева или для нагрева при холодном аккумуляторе тепла, например, при завершении строительства в конце года, в приточном трубопроводе можно установить также электрический нагревательный элемент, как это, например, известно среднему специалисту по тепловым электрическим вентиляторам. Подобное дополнительное устройство может быть или одно на все здание, или одно на комнату. Имеется широкий выбор таких дополнительных нагревательных устройств(электрические, газовые, масляные и др.). Но, в общем, потребность в электрической энергии для нагрева будет значительно меньше, чем при обычных способах кондиционирования . Внутри жилого дома имеются источники тепла (кухонная плита, лампочки, электроприборы и др.), теплотворная способность которых имеет значение порядка потерь при теплопередаче, если толщина изоляционного материала слоев 3 и 5 составляет 25 см, и коэффициент k достигает значения 0,14 Вт/m2 К. При редкой для Центральной Европы температуре наружного воздуха -16 С и разности температур +40 или+38 или +32 С между температурами внутреннего и наружного воздуха температура внутреннего слоя составляет +4,5 или +3,5 или соответственно +0,4 С, если толщина слоев составляет 12 см внутри и 13 см снаружи. При толщине слоев 10 см внутри и 15 см снаружи температура центрального слоя достигает +7,6 или +6,4 или соответственно 2,85 С. Из участка аккумулятора 20 тепла в этот центральный слой 5 ведут трубопроводы среды, обозначенные схематично позицией 16. Альтернативно трубопроводы среды могут быть установлены частично или полностью в одном из теплоизоляционных слоев 3 или 4, содержащих предпочтительно стиропор. Грунт на глубине приблизительно 2 м в Центральной Европе имеет температуру +7 +9 С. Благодаря установке аккумулятора тепла 20 достигается более высокая средняя температура за счет геотермии и поскольку в летний период в данный теплообменник подается энергия. Соответственно в центральный слой 5 может подаваться тепло из аккумулятора тепла 20 для его нагревания до +9 - +15 С. Тем самым в наружной стене 2 создается тепло, которое ощутимо для внутренних помещений здания со сниженной потребностью в обогреве и регулирует температуру внутреннего воздуха до требуемых установленных значений. В системе кондиционирования воздуха можно дополнительно установить миниатюрный тепловой насос или вышеописанный нагревающий змеевик. Установленные в центральном слое 5 трубопроводы 16 среды могут в летний период отдавать теплоту по змеевикам 15 в аккумулятор 20 тепла. То же самое относится к поглотителям 10 солнечной энергии, которые предпочтитель 004624 8 но соединены с внутренним участком 22 аккумулятора 20 тепла, с целью отдачи ему избыточной теплоты. Возможная благодаря системе кондиционирования воздуха контролируемая вентиляция жилых помещений обеспечивает не только снабженный теплоизоляционным слоем типа показанного на фиг. 1. Под этим теплоизоляционным слоем 12 и существующим старым зданием создается аккумулятор тепла 20, в который вышеописанным способом за счет геотермики или геотермии, с помощью поглотителей солнечной энергии, а также отходящим воздухом подается тепло. Новые фасадные плиты 80 содержат наружный бетонный слой 81 и внутренний теплоизоляционный слой 83 достаточной толщины для того, чтобы наружная стена 2 в целом обеспечивала хорошую теплоизоляцию, то есть, значения от 40 до менее 20 кВтm2/год. Так как бетонный слой 81 не должен нести междуэтажные стены, он может быть изготовлен из легкого бетона (биопор-бетона), который имеет значительные коэффициенты теплоизоляции. Это приводит к тому, что точка росы находится в зоне бетонного слоя 81 и может достигать границы, указанной позицией 84. Смещение точки росы в бетон и, прежде всего, в пористый бетон,имеет то преимущество, что бетон может аккумулировать определенное количество воды, не превышая вредных воздействий. Впрочем, вследствие диффузии устанавливается состояние равновесия. Для защиты слоя изоляционного материала 83 от проникновения влаги швы между отдельными плитами 80 выполнены ступенчато и с уклоном вниз, причем на плоских участках может быть уложена уплотнительная лента, а в расширяющейся и опускающейся вниз части можно заправить уплотнительную массу 86 с хорошим закреплением. Между плитами 70 старого здания и плитами 80 нового фасада находится вентиляционная камера 90, через которую проложены трубопровод приточного воздуха 40 и трубопровод отходящего воздуха 41. Разумеется, можно проложить и другие трубопроводы, о которых говорилось в связи с пояснениями к фиг. 1, и другие питающие трубопроводы, которые не обязательно должны иметь отношение к кондиционированию воздуха. Трубопроводы проводятся в промежуточном пространстве с помощью соединительных элементов 91, в форме гантелей,имеющих хотя и тонкие стойки 92, но тарельчатые соединительные поверхности большой площади для надежного соединения со смежными элементами. Старые здания, прежде всего панельные здания в странах бывшего Восточного блока, выполнены, как правило, не с требуемой точностью, что затрудняет участие в рыночном хозяйстве, вследствие чего новые фасадные панели 80 прокладываются не только просто параллельно имеющимся зданиям, но и вертикально и горизонтально по лазерному лучу. Для этого может возникнуть необходимость 9 наклеивать подкладки на наружной стене старого здания и присоединять к ним соединительный элемент 91 в форме гантели. Впрочем, при сооружении нового фасада работа производится предпочтительно поэтажно. Применяются уголки 95, 96, 97, которые перекрывают друг друга и имеют на участке перекрытия удлиненные отверстия для соблюдения правильного промежутка между старым зданием и новым фасадом. Уголки 95 на участке междуэтажных перекрытий 74 крепятся анкерными болтами, что одновременно обеспечивает дополнительное крепление бетонных плит 71 старого здания. Уголки 96 и 97 привинчены дюбелями для больших нагрузок. Изобретение может быть усовершенствовано и в другом отношении. Можно оснастить систему подачи приточного воздуха фильтрующими устройствами, например, фильтрами с активированным углем, озоновыми фильтрами,фильтрами для насекомых, фильтрами для пыльцы, а также фильтрами для бактерий и вирусов. Кроме того, вытяжное устройство может работать так, как это соответствует требованиям в каждом отдельном случае, то есть, в подлежащем кондиционированию помещении можно предусмотреть зонды, обеспечивающие регулирование приточного и отходящего воздуха. В этой связи в вытяжном отверстии можно предусмотреть сигнализатор дыма, который при срабатывании закрывает, по меньшей мере, трубопроводы подачи приточного воздуха к вводам приточного воздуха. Как известно, пожары в комнатах усиливаются тогда, когда в результате открытия двери или окна создается беспрепятственная подача кислорода. В то время как отвод дыма представляет собой требуемое свойство системы, в случае больших поперечных сечений подводов воздуха в помещение вначале повышается мощность вытяжки с целью создания более пониженного давления, так как, как известно, без кислорода пожар почти невозможен. Кроме того, можно также закрыть вытяжной трубопровод с целью уменьшения воздухообмена и тем самым тушения пожара. Систему можно выполнить также в качестве системы защиты от взлома. Когда в помещение насильно вламываются снаружи, пониженное давление в этом помещении изменяется вследствие подачи воздуха через неплотности. Обратный клапан в вытяжном патрубке приводится за счет этого в действие и, если в положении срабатывания приводится в действие переключатель, то соответствующий сигнал может передаваться на пост безопасности. В зависимости от потребностей систему можно настроить точно или отключить, при желании проветрить помещение. В Центральной Европе наружный воздух имеет температуру в среднем ниже комнатной температуры, так что привносимая приточным воздухом абсолютная влажность во внутреннем 10 помещении ведет к относительной сухости воздуха. В теплообменниках согласно изобретению, в частности, в конструкциях грунтовой канал - труба в трубе, образование конденсата предотвращается, так как разность температур между приточным и отходящим воздухом находится, как правило, за пределами точки росы. Это не имеет места в обычных грунтовых каналах односторонних систем вентиляции. Противоточный теплообменник можно выполнить так, что часть выведенной с отходящим воздухом влаги используется повторно и подается в приточный воздух. Когда при прохождении через теплообменник отходящий воздух становится все более холодным, то превышается точка образования тумана, и образующийся туман через соответствующее диффузионное устройство может попадать в поток приточного воздуха. Таким диффузионным устройством может служить, например, поворотное цилиндрическое пенопластовое тело, одна сторона поверхности которого находится в отходящем воздухе, а другая сторона поверхности которого в приточном воздухе. На вытяжной стороне пенопласт пропитывается влагой и после поворота на сторону приточного воздуха эта влага испаряется. Можно применять также другие устройства повторного увлажнения. Вследствие пониженного давления предотвращается образование конструкции влаги в помещении,благодаря чему предотвращаются повреждения строительных элементов. На фиг. 6 показан дом согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения, включающий в себя часть устройств, описанных в WO 97/10 474, а также дополнительные устройства системы кондиционирования, системно интегрированные в существующий дом. Здание 1' имеет наружные стены 2', включающие в себя наружный теплоизоляционный слой 3', внутренний теплоизоляционный слой 4' и центральную зону 5' в качестве несущей стены, предпочтительно бетонной стены. Крыша 6' включает в себя несущую конструкцию 7', изоляционный слой 8' и кровельное покрытие 9',которое может быть сооружено из кровельной черепицы или из других кровельных материалов и должно быть как можно более темного цвета. Под кровельным покрытием 9' установлены теплопоглотители 10', например, в пазах изоляционного слоя 8' или между промежуточной обрешеткой. Дом имеет фундаментную плиту 11',которая в данном случае для упрощения чертежа изображена на одном уровне с земной поверхностью. Показан идущий наклонно наружу от этой фундаментной плиты 11 и входящий в грунт теплоизоляционный слой 12', который под зданием 1' ограничивает так называемый геотермический аккумулятор 20' тепла относительно окружающего грунта 21'. 11 В нем происходит аккумуляция тепла возрастающей геотермической энергии вследствие наличия здания 1'. Аккумулятор тепла 20' содержит центральный участок 22' с более высокой температурой, чему способствует подвод тепла в этом месте. Температура достигает 20 С и более на продолжительный период времени. В частности, предусмотрены системы подачи среды, включая соединительные трубопроводы 13' от поглотителя солнечной энергии 10' к змеевикам 14', 15' теплообменника, которые загружаются в зависимости от температуры в поглотителе солнечной энергии 10'. Система 30' приточного и отходящего воздуха включает в себя трубопровод 31' приточного воздуха и трубопровод 32' отходящего воздуха, которые ведут к распределителю 33'. Эти трубопроводы проведены предпочтительно по юго-западной наружной стене здания, при необходимости и по крыше, с целью обеспечить поступление в здание приточного воздуха, который при известных обстоятельствах нагревается солнечными лучами через металлический трубопровод приточного воздуха, и отвод отходящего воздуха. Эти трубопроводы можно считать характерным признаком, как бы товарным знаком для дома с нулевой энергией с кондиционированием воздуха. Распределитель 33' имеет два яруса 34' и 35' на каждом участке вытяжки(жилые помещения, дом, крылья здания), из которых ярус 34' включен в систему распределения приточного воздуха и ярус 35' включен в систему распределения отходящего воздуха. При таком распределении отходящий воздух отводится по трубопроводу 32', и приточный воздух подается по трубопроводу 31' яруса 34'. От этих ярусов 34', 35' отведены грунтовые трубопроводы 36' и соответственно 37' в участок грунта 21', причем эти грунтовые трубопроводы 36' и соответственно 37' вставлены один в другой через вводы для труб через стену, то есть,образуют петли, которые предпочтительно обведены вокруг дома в теплоизоляционном слое 12'. Затем от ярусов 34' и 35' проходят трубопроводы 38' и 39' аккумулятора тепла 20' в центральную часть 22' аккумулятора тепла 20', а именно, эти трубопроводы также вставлены один в другой, как это имеет место для трубопроводов 36', 37'. Наконец, от ярусов 34', 35' проложены трубопровод 40' приточного воздуха в помещении и трубопровод 41' отходящего воздуха во внутреннюю часть здания. Трубопровод приточного воздуха имеет вводы 42' приточного воздуха в зоне плинтусов, и вытяжной трубопровод имеет вытяжные отверстия 43' около перекрытий. Эти вытяжные отверстия снабжены обратными клапанами или вентилями для того,чтобы при проветривании соответствующего помещения отсоединять систему вытяжки. Предусмотрены комплекты неподвижных заслонок, 004624 12 подогнанных по размеру, типу и нагрузке воздухом соответствующего помещения, из которых припасованная по размерам заслонка установлена в отвод приточного воздуха соответствующего помещения с целью калибровки подведенного потока при-точного воздуха. На фиг. 6 схематично показан вытяжной вентилятор 67' в качестве вытяжного устройства, который работает в трубопроводе 32' и вытесняет отходящий воздух наружу. Вследствие этого в здании 1' создается пониженное давление, которое постоянно втягивает наружный воздух внутрь через стыки в окнах и дверях. Так как этот посторонний воздух зимой не нагревается системой 30 приточного и отходящего воздуха, то стремятся выполнять двери и окна по возможности с наименьшими потерями в уплотнениях. В домах с нулевой энергией предпочтительны неоткрываемые безрамные окна. Вытяжной вентилятор 67' связан с исполнительным органом, например, потенциометром, установленным внутри здания 1' и позволяющим регулировать частоту вращения вентилятора 67' по управляющей линии. Следовательно, поток воздуха можно регулировать в зависимости от потребностей в данный момент. Из участка аккумулятора 20' тепла в этот центральный слой 5' ведут трубопроводы среды,обозначенные схематично позицией 16'. В Центральной Европе грунт на глубине 2 м имеет,как правило, температуру +7 С - +9 С. Благодаря установке аккумулятора 20' тепла достигается более высокая средняя температура вследствие геотермии и поскольку в летний период в данный аккумулятор тепла подается энергия. В соответствии с этим в центральный слой 5' может подаваться тепло из аккумулятора 20' тепла для его нагревания до + 9 С - +15 С. Тем самым в наружной стене 2' создается эффект устойчивого теплового режима и распределение температур, которое ощутимо для внутренних помещений здания с уменьшенной потребностью в обогреве и значительно повышает температуру внутри помещения. Установленные в центральном слое 5' трубопроводы 16' среды могут в летний период отдавать тепло по змеевикам 15' в аккумулятор 20' тепла. То же самое относится к поглотителям 10' солнечной энергии, которые предпочтительно соединены с центральным участком 22' аккумулятора 20' тепла, с целью отдачи ему избыточной теплоты. В данном варианте выполнения изобретения можно также во многих случаях отказаться от поглотителей 10' солнечной энергии, если изоляция, остаточное тепло здания и теплоотдача внутри здания достаточны и позволяют иметь комфортную комнатную температуру. Благодаря изобретению с пользой используется тепловая энергия с температурой ниже температуры отапливаемого помещения, что до настоящего времени казалось невозможным. 13 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ кондиционирования воздуха в зданиях с малой потерей тепла, включающий в себя следующие операции:A) откачивают отходящий воздух и/или подают приточный воздух; Б) откачанный отходящий воздух пропускают через аккумулятор (20) тепла, при этомB) приточный воздух и отходящий воздух по принципу противотока подают мимо друг друга,так что при различии в температурах приточного воздуха и отходящего воздуха имеет место теплообмен. 2. Здание с кондиционированием воздуха способом по п.1 со следующими признаками:I) под зданием (1) или на нем установлен аккумулятор тепла (20), из которого при потребности здания в тепле тепло отбирается, а при избытке тепла тепло отдается;II) здание (1) имеет изолированные наружные стены (2);III) здание (1) выполнено с малыми потерями от утечек в окнах и дверях с обеспечением внутри здания (1) заданного пониженного давления воздуха;IV) система (30) приточного и отходящего воздуха противоточный теплообменник, включающий в себя вставленные один в другой трубопроводы(36/37, 38/39, 40/41), которые, с одной стороны, пропускают приточный воздух через вводы (42) приточного воздуха в помещения с кондиционируемым воздухом, и, с другой стороны, пропускают отходящий воздух через вытяжные отверстия (43) в систему вытяжки и из нее в атмосферу. 3. Здание по п.2, отличающееся тем, что часть трубопроводов (38, 39) системы (30) приточного и отходящего воздуха проведены через аккумулятор тепла (20). 4. Здание по п.3, отличающееся тем, что система (30) приточного и отходящего воздуха содержит распределитель (33), который включает трубопроводы (36-41) приточного и отходящего воздуха таким образом, что в летний период теплый приточный воздух подается сначала в аккумулятор тепла (20), затем в грунтовые трубопроводы (36) и,наконец, внутрь здания, а в зимний период холодный приточный воздух подается сначала в грунтовые трубопроводы (36), затем в геотермический аккумулятор (20) тепла, и, наконец, внутрь здания,причем отходящий воздух перемещается в противоположном направлении. 5. Здание по п.4, отличающееся тем, что распределитель (33) имеет вращающуюся заслонку(57) в двух ярусах (34, 35) на каждый участок вытяжки, причем трубопроводы (36-41) приточного и отходящего воздуха вставлены один в другой за пределами распределителя (33) и проходят через вводы (45-48) для труб через стену, и причем один ярус (34) связан с распределением приточного воздуха, другой ярус (35) связан с распределением отходящего воздуха. 14 6. Здание по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что проветриваемые помещения снабжены закрываемыми вводами (42) для приточного воздуха и/или закрываемыми отверстиям (43) для отходящего воздуха для отсоединения соответствующего кондиционируемого помещения от трубопровода системы (30) приточного и отходящего воздуха. 7. Здание по п.6, отличающееся тем, что отверстия для отвода воздуха снабжены сигнализаторами дыма, которые включают, по меньшей мере,закрывающие устройства вводов (42) приточного воздуха. 8. Здание по п.6, отличающееся тем, что отверстия (43) для отходящего воздуха снабжены обратными клапанами или вентилями. 9. Здание по п.8, отличающееся тем, что с обратными клапанами или вентилями связаны сигнальные выключатели, соединенные с устройством тревожной сигнализации, которое может быть точно настроено или выключено. 10. Здание по одному из пп.2-9, отличающееся тем, что вводы (42) для приточного воздуха и/или отверстия (43) для отходящего воздуха снабжены устройствами определения расхода воздуха для приведения воздухообмена в помещении в соответствие с величиной, типом и потребностью в воздухе соответствующего помещения. 11. Здание по п.10, отличающееся тем, что некоторые устройства определения расхода воздуха выполнены регулируемыми от термостатов или измерительных датчиков нагрузки воздухом. 12. Здание по одному из пп.2-11, отличающееся тем, что система подачи приточного воздуха снабжена фильтрами. 13. Здание по одному из пп.2-12, отличающееся тем, что система подачи приточного воздуха имеет устройство для получения теплого воздуха. 14. Здание по одному из пп.2-14, отличающееся тем, что система (30) подачи приточного и отходящего воздуха включает в себя регулируемый вытяжной вентилятор (67), который приводится в действие исполнительным органом с возможностью регулирования потока подаваемого воздуха. 15. Здание по одному из пп.2-14, отличающееся тем, что теплоизоляционные фасадные плиты (80) установлены с промежутком (90) на ленточном фундаменте перед зданием, в этом промежутке (90) проведены трубопроводы (40, 41) системы приточного и отходящего воздуха, и аккумулятор тепла (20) установлен под ленточным фундаментом. 16. Здание по одному из пп.2-15, отличающееся тем, что крыша (6) содержит установку (10) поглощения солнечной энергии, выполненную для выборочной подачи тепла в аккумулятор тепла (20). 17. Здание по п.16, отличающееся тем, что каждая наружная стена (2) здания (1) имеет наружный и внутренний теплоизоляционные слои (3, 4), а также центральную зону (5) в качестве конструктивной опоры, и в этой центральной зоне (5) проведены трубопроводы (16) для среды в качестве теплообменников для повышения температуры в этой центральной зоне (5) в период потребности в тепле и понижения температуры в период в этой центральной зоне (5) в период потребности в охлаждении. 18. Здание по п.17, отличающееся тем, что установка (10') поглощения солнечной энергии размещена на крыше (6') или под ней, причем здание содержит устройства подачи среды, включая соединительные трубопроводы (13') между установкой (10') поглощения солнечной энергии и аккумулятором тепла (20'). 19. Здание по п.17 или 18, отличающееся тем,что центральная зона (5') наружных стен здания выполнена в виде несущей бетонной стены. 20. Здание по одному из пп.17-19, отличающееся тем, что трубопроводы (16') для среды установлены в центральной зоне (5') и соединены с установкой (10') поглощения солнечной энергии и аккумулятором тепла (20'). 16 21. Здание по п.20, отличающееся тем, что трубопроводы (16') для среды центральной зоны (5') установлены с возможностью соединения с наружными зонами аккумулятора тепла (20') для отбора тепла из наружных стен (2') в летний период и подачи его в аккумулятор тепла (20'). 22. Здание по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что наружный изоляционный слой (3') имеет несколько большую толщину по сравнению с внутренним изоляционным слоем (4') для подачи низкотемпературного тепла в месте, оптимальном относительно понижающейся изнутри наружу температурной характеристики. 23. Здание по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что центральная зона (5') наружных стен выполнена в виде бетонного слоя с арматурой, и зона точки росы установлена в пределах этого бетонного слоя.

МПК / Метки

МПК: F24F 5/00, F24D 11/00

Метки: кондиционированием, воздуха, частности, дом, способ, энергией, зданиях, кондиционирования, нулевой, здание

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-4624-sposob-kondicionirovaniya-vozduha-v-zdaniyah-i-zdanie-s-kondicionirovaniem-vozduha-v-chastnosti-dom-s-nulevojj-energiejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ кондиционирования воздуха в зданиях и здание с кондиционированием воздуха, в частности дом с нулевой энергией</a>

Похожие патенты