RU2628958C2

RU2628958C2 - Heat supply system

Info

Publication number: RU2628958C2
Application number: RU2016100458A
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Пузырёв; Михаил Евгеньевич Пузырёв; Евгения Витальевна Шарова
Original assignee: Евгений Михайлович Пузырёв
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2017-08-23
Also published as: RU2016100458A

Abstract

FIELD: heating system.

SUBSTANCE: building's heat supply system is constructed with a ventilated facade with an external thermal insulation layer, has internal heating devices in the building and an air-heating chamber with fans, water sprinklers and devices for trapping and removing ice and snow. The air heating chamber is connected by means of distributing and collecting manifolds to the circulation circuits of the heated air through the ventilated facade of the building and the evaporators of the heat pumps used as at least a part of the heating devices. It is proposed to use solar panels for electricity supply.

EFFECT: fully autonomous, environmentally friendly heat supply.

11 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для экономичного, экологически эффективного, автономного отопления и вентиляции зданий и сооружений, в том числе с применением тепловых насосов в резко континентальных и суровых климатических условиях, включая зону вечной мерзлоты.The invention relates to the field of heat engineering and can be used for economical, environmentally efficient, autonomous heating and ventilation of buildings and structures, including using heat pumps in sharply continental and harsh climatic conditions, including permafrost.

Известны различные системы теплоснабжения. Важным направлением существенного снижения затрат на отопление является наружная теплоизоляция стен здания. Из технических решений наиболее перспективны вентилируемые фасады, содержащие закрепленный на стене слой теплоизоляции и воздушный зазор, закрытый слоем облицовки, например [1. Патент РФ №2229573] обеспечивающие теплоизоляцию, удаление влаги из конструкции через воздушный зазор и эффектный наружный вид здания.Various heat supply systems are known. An important direction of a significant reduction in heating costs is the external thermal insulation of the walls of the building. Of the technical solutions, the most promising ventilated facades containing a layer of thermal insulation fixed to the wall and an air gap closed by a cladding layer, for example [1. RF patent No. 2229573] providing thermal insulation, moisture removal from the structure through the air gap and a spectacular appearance of the building.

Недостатками этого аналога являются: повышенные затраты на теплоснабжение, необходимость использования в здании отопительных приборов большой мощности, рассчитанных на максимально низкую наружную температуру, некомфортные условия из-за сухого воздуха в здании. Кроме того, воздушный зазор не закрыт теплоизоляцией и не может использоваться для обогрева здания.The disadvantages of this analogue are: increased costs for heat supply, the need to use high power heating devices in the building, designed for the lowest possible outdoor temperature, uncomfortable conditions due to dry air in the building. In addition, the air gap is not covered by thermal insulation and cannot be used to heat the building.

Известны применяемые, возможно, и для зданий с вентилируемым фасадом широко распространенные системы теплоснабжения, содержащие котлы, в том числе котлы с обогревом электричеством [2. Патент РФ №2075701], и установки, использующие тепловые насосы - ТН [3. Рей Д., Макмайкл Д Тепловые насосы. - М.: Энергоиздат. 1982]. ТН имеют испаритель, который отбирает при низкой температуре рабочего тела T_LК тепло от внешних (бесплатных) источников тепла низкого потенциала (воздух, вода, грунт и др.), конденсатор, через который в помещение выделяется необходимое для теплоснабжения тепло при температуре рабочего тела Т_НК. ТН также включает обеспечивающие работу установки расширительную машину и компрессор с общим приводом [3. Рей Д. …, рис. 2.1 и 2.2, стр. 16 и 17]. Отбор тепла ТН от внешнего источника позволяет существенно, в разы, снизить затраты энергии на теплоснабжение. Это экономично, экологически чисто и поэтому ТН широко применяются в технически развитых странах, таких как Германия и др., с использованием низкопотенциального тепла воздуха и грунта, причем возможно и с полным автономным обеспечением электроэнергий от солнечных батарей, работающих совместно с аккумуляторами электроэнергии.Well-known, possibly used for buildings with a ventilated facade widespread heat supply systems containing boilers, including boilers with electric heating [2. RF patent No. 2075701], and installations using heat pumps - VT [3. Ray D., McMichael D. Heat Pumps. - M.: Energoizdat. 1982]. VTs have an evaporator that draws heat at low temperature of the working fluid T _L K from external (free) sources of heat of low potential (air, water, soil, etc.), a condenser through which the necessary heat is released into the room at the temperature of the working fluid T _N K. The TN also includes an expansion machine and a compressor with a common drive that support the operation of the unit [3. Ray D. ..., fig. 2.1 and 2.2, p. 16 and 17]. The heat removal of the heat source from an external source can significantly, at times, reduce energy costs for heat supply. It is economical, environmentally friendly and therefore, VTs are widely used in technically developed countries, such as Germany and others, using low-potential heat of air and soil, and it is also possible with full autonomous power supply from solar panels working in conjunction with electric power batteries.

Коэффициент преобразования работы привода W в полезное тепло Q-Кt=Q/W для ТН максимален в варианте цикла Карно. В этом случае он определяется простым соотношением Кt=T_H/(T_H-T_L) [3. Рей Д. …, стр. 17]. Иными словами, при одинаковой затрате работы привода возможно получить тем больше тепла, чем меньше разница температур рабочего тела в конденсаторе T_H и испарителе T_L, или, соответственно, чем меньше разница температур в помещении и источника тепла низкого потенциала. Поэтому ТН особенно эффективны с системой отопления «теплый пол», так как «теплый пол» [4. Патент РФ №2148211], благодаря большой площади теплообмена и нижнему расположению приборов отопления, позволяет существенно снизить необходимую для отопления температуру рабочего тела T_H, соответственно уменьшить разницу температур (T_H-T_L) и увеличить Кt.The coefficient of conversion of the drive W to useful heat Q-Кt = Q / W for VT is maximum in the Carnot cycle version. In this case, it is determined by the simple relation Kt = T _H / (T _H -T _L ) [3. Ray D. ..., p. 17]. In other words, for the same drive operation cost, it is possible to get more heat, the smaller the temperature difference of the working fluid in the condenser T _H and the evaporator T _L , or, accordingly, the smaller the difference in temperature in the room and the heat source of low potential. Therefore, VTs are especially effective with the “warm floor” heating system, since the “warm floor” [4. RF patent No. 2148211], due to the large heat exchange area and the lower location of the heating devices, it can significantly reduce the temperature of the working fluid necessary for heating T _H , respectively, reduce the temperature difference (T _H -T _L ) and increase Кt.

ТН, использующие тепло наружного воздуха, эффективны и применяются при температуре окружающей среды не ниже -15 С. При этом, например, если для условий Германии разница температур (T_H-T_L) достаточно мала и ТН эффективны, то для суровых климатических условий России, особенно в зонах вечной мерзлоты, ТН не применяются из-за большой разницы температур и малой эффективности, даже и с системой отопления «теплый пол». В целом рассмотренные аналоги не достаточно эффективны с целью их применения для теплоснабжения.VTs that use the heat of outside air are effective and are used at an ambient temperature of at least -15 С. Moreover, for example, if the temperature difference for Germany is (T _H -T _L ) small enough and VTs are effective, then for severe climatic conditions in Russia , especially in permafrost zones, VTs are not used due to the large temperature difference and low efficiency, even with the “warm floor” heating system. In general, the considered analogues are not sufficiently effective for the purpose of their use for heat supply.

Известна выбранная в качестве прототипа система теплоснабжения [5. Патент РФ №2412401], которая использует теплоту замерзания воды и пригодна для суровых климатических условий. Эта система теплоснабжения включает расположенный в подвале, под полом, закрытый льдом бассейн с насосом, который разбрызгивает воду надо льдом, ТН с испарителем, расположенным также надо льдом, и конденсатором, вынесенным в отапливаемом помещении. При этом зазор между полом и льдом (подвал) имеет приточно-вытяжную атмосферную вентиляцию. Зимой, при работе, разбрызгиваемая над льдом вода замерзает и подогревает воздух в подвале, затем это тепло воспринимается испарителем ТН при достаточно высокой температуре T_L, близкой к 0°С, и передается через конденсатор на отопление жилого дома.Known selected as a prototype heat supply system [5. RF patent No. 2412401], which uses the heat of freezing of water and is suitable for harsh climatic conditions. This heat supply system includes an ice-covered pool located in the basement, under the floor, with a pump that sprays water above the ice, a heat pump with an evaporator located also above the ice, and a condenser placed in a heated room. In this case, the gap between the floor and the ice (basement) has a supply and exhaust atmospheric ventilation. In winter, during work, water sprayed over ice freezes and heats the air in the basement, then this heat is absorbed by the VT evaporator at a sufficiently high temperature T _L close to 0 ° C and is transmitted through a condenser to the heating of a residential building.

Недостатками прототипа являются: повышенные затраты на теплоснабжение, необходимость использования в здании отопительных приборов большой мощности, рассчитанных на максимально низкую наружную температуру, некомфортные условия из-за сухого воздуха в здании.The disadvantages of the prototype are: increased costs for heat supply, the need to use high-power heating devices in the building, designed for the lowest possible outdoor temperature, uncomfortable conditions due to dry air in the building.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение экономичного, экологически эффективного автономного теплоснабжения и создание комфортных условий в условиях резко континентального и сурового климата, включая зону вечной мерзлоты, с применением отопительных приборов, в том числе тепловых насосов (ТН), которые типично используются для теплоснабжения в условиях теплого и умеренного климата.The objective of the invention is to provide economical, environmentally efficient autonomous heat supply and create comfortable conditions in a sharply continental and harsh climate, including the permafrost zone, using heating devices, including heat pumps (TH), which are typically used for heat supply in warm conditions and temperate climate.

Поставленные задачи решаются тем, что по изобретению предлагается использовать систему теплоснабжения, имеющую вентилируемый фасад, выполненный с воздушными зазорами и каналами, закрытыми с внешней стороны слоем теплоизоляции и облицовкой, внутренние приборы обогрева и камеру подогрева воздуха с вентиляторами, разбрызгивателями воды и устройствами улавливания и удаления льда и снега, включенную с помощью раздающих и сборных коллекторов в контуры циркуляции подогретого воздуха через воздушные зазоры и каналы вентилируемого фасада здания.The tasks are solved by the fact that according to the invention it is proposed to use a heat supply system having a ventilated facade made with air gaps and channels closed on the outside with a thermal insulation layer and cladding, internal heating devices and an air heating chamber with fans, water sprayers and trapping and removal devices ice and snow, included with the help of distributing and prefabricated collectors in the circulation circuits of heated air through the air gaps and channels of the ventilated facade Ania.

При работе предлагаемой системы теплоснабжения через воздушные зазоры и каналы вентилируемого фасада и камеру подогрева воздуха с помощью вентиляторов, раздающих и сборных коллекторов организуется циркуляция теплого воздуха, подогреваемого за счет выделяющегося при замерзании разбрызгиваемой воды. Соответственно, вне зависимости от наружной температуры и климатических условий, благодаря постоянной температуре, поддерживаемой в воздушных зазорах и каналах вентилируемого фасада на уровне -5°С ÷ -10°С, обеспечивается в течение всего отопительного периода постоянный невысокий расход тепла, необходимый для теплоснабжения здания на уровне, характерном для теплого и умеренного климата с температурой наружного воздуха -5°С ÷ -10°С. Таким образом, для теплоснабжения в здании достаточно установить внутренние приборы обогрева небольшой мощности, которые типично используются для теплоснабжения в условиях теплого и умеренного климата. Кроме того, приборы обогрева будут работать при постоянной нагрузке, в оптимальном, наиболее экономичном режиме, которые типично используются для теплоснабжения в условиях теплого и умеренного климата при минимуме затрат.During the operation of the proposed heat supply system through the air gaps and channels of the ventilated facade and the air heating chamber with the help of fans, distributors and prefabricated collectors, the circulation of warm air is heated, due to the sprayed water released during freezing. Accordingly, regardless of the outside temperature and climatic conditions, due to the constant temperature maintained in the air gaps and channels of the ventilated facade at the level of -5 ° С ÷ -10 ° С, a constant low heat consumption is required during the entire heating period necessary for heat supply of the building at a level typical of warm and temperate climates with an outside temperature of -5 ° C ÷ -10 ° C. Thus, for heat supply in a building, it is sufficient to install internal heaters of low power, which are typically used for heat supply in warm and temperate climates. In addition, heaters will operate under constant load, in the optimal, most economical mode, which are typically used for heat supply in warm and temperate climates with a minimum of cost.

Компенсация тепловых потерь здания осуществляется за счет условно бесплатного выделения тепла от замерзания воды: при понижении наружной температуры увеличивается расход воды, разбрызгиваемой в камере подогрева воздуха. При этом, увеличивая толщину теплоизоляции, которая закрывает воздушные зазоры и каналы вентилируемого фасада с внешней стороны, расход воды и соответственно эксплуатационные затраты можно снизить.Compensation of heat losses of the building is carried out due to the conditionally free heat from freezing water: when the outside temperature decreases, the flow rate of water sprayed in the air heating chamber increases. At the same time, increasing the thickness of thermal insulation, which closes the air gaps and channels of the ventilated facade from the outside, water consumption and, accordingly, operating costs can be reduced.

Кроме этого основного в дополнительных, зависимых пунктах изобретения, п. 2 - п. 10, предлагаются уточнения, увеличивающие его эффективность.In addition to the main point in additional, dependent claims, clauses 2 - 10, refinements are proposed that increase its effectiveness.

Дополнительно предлагается камеру подогрева воздуха выполнить в виде осадительной камеры с расположенными в ней сверху разбрызгивателями воды и устройством удаления льда и снега снизу. Улавливание образующихся при замерзании воды частиц льда и снега из потока воздуха можно производить в известные устройства, как, например, в циклоны, в рукавные или электростатические фильтры. Осадительная камера - это наиболее простое устройство, но она позволяет не только улавливать более плотные частицы осаждением за счет гравитации, но и организовать межфазный тепло- и массообмен при минимуме аэродинамического сопротивления по наиболее эффективной противоточной схеме. Согласно дополнительному п. 3, установка в камере подогрева воздуха инфракрасных обогревателей позволяет решить проблему дефростации (очистки стен этой камеры и испарителей ото льда). За счет периодического обогрева поверхностей проникающим через лед тепловым излучением обеспечивается образование подо льдом на них пленки воды, естественное соскальзыание и сброс льда.Additionally, it is proposed that the air heating chamber be made in the form of a precipitation chamber with water sprinklers located on top of it and an ice and snow removal device from below. The trapping of particles of ice and snow formed during freezing of water from an air stream can be carried out in known devices, such as, for example, cyclones, bag filters or electrostatic filters. The precipitation chamber is the simplest device, but it allows not only to capture denser particles by precipitation due to gravity, but also to organize interphase heat and mass transfer with a minimum of aerodynamic drag according to the most effective countercurrent scheme. According to additional paragraph 3, the installation of infrared heaters in the air heating chamber allows solving the problem of defrosting (cleaning the walls of this chamber and evaporators from ice). Due to the periodic heating of surfaces by thermal radiation penetrating through ice, the formation of a film of water under the ice on them, natural sliding and dumping of ice is ensured.

Кроме того, п. 4-7 предлагается в качестве по меньшей мере части из приборов обогрева использовать конденсаторы ТН (тепловых насосов), в том числе включенные по наиболее эффективной схеме «теплый пол». Испарители ТН предлагается устанавливать в контурах циркуляции подогретого воздуха, в камере подогрева воздуха или подключать к другим типам возобновляемых источников тепла, и это снижает эксплуатационные затраты. При этом предлагаемое в п. 7 использование солнечных батарей совместно с аккумуляторами электроэнергии для электроснабжения приводов ТН, вентиляторов и другого оборудования системы теплоснабжения не только экономит затраты электроэнергии, но и обеспечивает экологически эффективное и полностью автономное теплоснабжение здания на бесплатных источниках.In addition, paragraphs 4–7 suggest using VT capacitors (heat pumps), including those included in the most efficient “warm floor” circuit, as at least part of the heating devices. It is proposed to install VT evaporators in the circuits of heated air, in the air heating chamber, or connected to other types of renewable heat sources, and this reduces operating costs. At the same time, the use of solar panels in paragraph 7 together with electric power accumulators for power supply of VT drives, fans and other equipment of the heat supply system not only saves energy costs, but also provides an environmentally efficient and fully autonomous building heat supply at free sources.

Дополнительно предлагается подключать к камере подогрева воздуха или к контуру его циркуляции систему вентиляции. При этом в здание поступает не сухой холодный атмосферный воздух, а воздух, насыщенный парами замерзающей воды, подогретый и комфортно влажный, исключаются затраты тепла на вентиляцию и используемые зимой увлажнители воздуха.Additionally, it is proposed to connect a ventilation system to the air heating chamber or to its circulation circuit. At the same time, it is not dry, cold atmospheric air that enters the building, but air saturated with freezing water vapor, heated and comfortably humid, eliminating the cost of heat for ventilation and the humidifiers used in winter.

Кроме того, в п. 9 и п. 10 предлагается в системе использовать регулирование обогрева стен здания за счет включения некоторых из стен здания в индивидуальные контуры циркуляции подогретого воздуха. Например, можно увеличивать подачу воздуха на наветренную сторону или снимать и передавать тепло с солнечной стороны на северную потоком воздуха путем управления шиберами и вентиляторами. При этом раздающие и сборные коллекторы предлагается располагать на чердаке и в подвале здания.In addition, in paragraphs 9 and 10, it is proposed in the system to use the regulation of heating the walls of the building by including some of the walls of the building in the individual circuits of heated air circulation. For example, it is possible to increase the air supply on the windward side or to remove and transfer heat from the sunny side to the northern air stream by controlling gates and fans. At the same time, distributing and prefabricated collectors are proposed to be located in the attic and in the basement of the building.

Дополнительное предложение п. 11 по использованию естественной циркуляции воздуха в контурах циркуляции подогретого воздуха с опускным движением вдоль стен здания и подъемным в камере подогрева воздуха дополнительно снижает затраты энергии на привод вентиляторов.The additional proposal of Clause 11 on the use of natural air circulation in the circuits of heated air with the downward movement along the walls of the building and lifting in the air heating chamber further reduces the energy costs of driving the fans.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где показана принципиальная схема предлагаемой системы теплоснабжения и разрезы вентилируемого фасада, фиг. 2 и фиг. 3.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows a schematic diagram of the proposed heat supply system and sections of the ventilated facade, FIG. 2 and FIG. 3.

Система теплоснабжения, фиг. 1, имеет внутренние приборы обогрева, камеру подогрева воздуха, которая выполнена в виде осадительной камеры 1 с расположенными в ней сверху разбрызгивателями 2 воды и устройствами 3 удаления образующегося при замерзании воды льда и снега снизу. Камера 1 с помощью установленных на чердаке и в подвале здания раздающих 4 и сборных 5 коллекторов включена в контуры циркуляции подогретого воздуха с вентиляторами 6 и шиберами 7 через воздушные зазоры 8 и каналы 9 секций 10, 11, 12, 13 вентилируемого фасада здания.The heat supply system, FIG. 1, has internal heating devices, an air heating chamber, which is made in the form of a precipitation chamber 1 with water sprinklers 2 located on top of it and devices 3 for removing ice and snow formed during freezing of water from below. Chamber 1, using the distributing 4 and prefabricated 5 collectors installed in the attic and in the basement of the building, is included in the heated air circulation circuits with fans 6 and gates 7 through air gaps 8 and channels 9 of sections 10, 11, 12, 13 of the building's ventilated facade.

Вентилируемый фасад, фиг. 2 и фиг. 3, навешивается на стены 14 здания, имеет облицовку 15 и выполнен с воздушными зазорами 8 и каналами 9, которые для их тепловой защиты закрыты с внешней стороны слоем теплоизоляции 16. При необходимости на стены 14 может наноситься еще и дополнительный слой теплоизоляции здания.Ventilated facade, FIG. 2 and FIG. 3, it is hung on the walls 14 of the building, has a lining 15 and is made with air gaps 8 and channels 9, which for their thermal protection are closed on the outside with a layer of thermal insulation 16. If necessary, an additional layer of thermal insulation of the building can be applied to the walls 14.

Внутренние приборы обогрева типовые, работающие от центрального отопления или от установленных в здании угольных, газовых или электрических котлов, но они выбираются с уменьшенной мощностью. Более конкретно на схеме, фиг. 1, показано применение для теплоснабжения теплового насоса (ТН). ТН имеет электродвигатель 17 с установленными на его валу компрессором 18 и детандером 19. ТН также включает испаритель 20 и используемые в качестве приборов обогрева конденсаторы 21, включенные по схеме «теплый пол». При этом электродвигатель 17, как и приводы вентиляторов 6, через блок управления 22 подключен к установленным на здании солнечным батареям 23 и аккумуляторам 24. Кроме того, здание имеет приточную систему 25 вентиляции помещений, которая подключена к камере 1, и другие системы жизнеобеспечения.Typical internal heating devices operating from central heating or from coal, gas or electric boilers installed in a building, but they are selected with reduced power. More specifically in the diagram, FIG. 1, shows the application for heat supply of a heat pump (VT). The VT has an electric motor 17 with a compressor 18 and an expander installed on its shaft 19. The VT also includes an evaporator 20 and condensers 21 used as heating devices, included in the “warm floor” scheme. In this case, the electric motor 17, as well as the drives of the fans 6, is connected via a control unit 22 to the solar batteries 23 and accumulators 24 installed on the building. In addition, the building has a supply ventilation system 25 for the rooms, which is connected to the camera 1, and other life support systems.

При работе системы теплоснабжения холод, проникающий извне через облицовку 15 и теплоизоляцию 16, поглощается теплым воздухом в зазорах 8 и каналах 9 секций 10, 11, 12, 13 вентилируемого фасада. Далее холодный воздух по сборным коллекторам 5 вентиляторами 6 нагнетается в осадительную камеру 1 (камеру подогрева) и здесь подогревается за счет теплоты фазового перехода, выделяющейся при замерзании воды, разбрызгиваемой разбрызгивателями 2. Затем подогретый воздух по раздающим коллекторам 4 поступает на обогрев секций 10, 11, 12, 13 вентилируемого фасада через воздушные зазоры 8 и каналы 9. Распределение воздуха по секциям 10, 11, 12, 13 регулируется работой вентиляторов 6 и шиберами 7. Кроме того, часть влажного подогретого воздуха подается в систему 25 вентиляции помещений и обеспечивает в них комфортные условия по влажности, что особенно важно зимой, при практически нулевом влагосодержании наружного воздуха.During the operation of the heat supply system, the cold penetrating from the outside through the cladding 15 and the heat insulation 16 is absorbed by the warm air in the gaps 8 and channels 9 of the sections 10, 11, 12, 13 of the ventilated facade. Then, cold air is pumped through the prefabricated collectors by 5 fans 6 into the precipitation chamber 1 (heating chamber) and is heated here due to the heat of the phase transition released when the water sprayed by the sprayers 2 freezes. Then, the heated air is passed through the distributing collectors 4 to heat sections 10, 11 , 12, 13 of the ventilated facade through the air gaps 8 and channels 9. The distribution of air in sections 10, 11, 12, 13 is regulated by the operation of fans 6 and gates 7. In addition, part of the moist heated air is supplied to the system its 25 rooms and provides ventilation in them comfortable conditions for humidity, which is especially important in the winter, with almost zero moisture content of outdoor air.

В итоге, независимо от наружных условий, в воздушных зазорах и каналах вентилируемого фасада поддерживается постоянная температура на уровне не ниже -5°С ÷ -10°С. Поэтому в течение всего отопительного периода требуется только постоянный, небольшой расход тепла для теплоснабжения здания на уровне, характерном для теплого и умеренного климата с наружной температурой воздуха не ниже -5°С ÷ -10°С, и достаточно иметь более дешевые приборы обогрева небольшой мощности, причем они будут работать при постоянной нагрузке, в оптимальном, наиболее экономичном режиме. Теплота фазового перехода для замерзания воды достаточно велика 334 кДж/кг, тогда как, например, для изменения температуры 1 кг воды на 1°С требуется 4,2 кДж тепла, теплоемкость воздуха Ср=1 кДж/кг×°С, и расход потребляемой воды сравнительно мал, увеличивая толщину 16 теплоизоляции, можно дополнительно снизить его и эксплуатационные затраты.As a result, regardless of the external conditions, in the air gaps and channels of the ventilated facade, a constant temperature is maintained at a level not lower than -5 ° С ÷ -10 ° С. Therefore, during the entire heating period, only a constant, small heat consumption is required to heat the building at a level characteristic of a warm and temperate climate with an outside air temperature of at least -5 ° С ÷ -10 ° С, and it is enough to have cheaper heaters of small power and they will work under constant load, in the optimal, most economical mode. The heat of the phase transition for freezing water is quite high 334 kJ / kg, while, for example, to change the temperature of 1 kg of water by 1 ° C, 4.2 kJ of heat is required, the heat capacity of the air is Cp = 1 kJ / kg × ° C, and the consumption water is relatively small, increasing the thickness of 16 thermal insulation, you can further reduce its and operating costs.

В осадительной камере 1 улавливание образующихся при замерзании воды частиц льда и снега осуществляется при минимуме аэродинамического сопротивления путем простого гравитационного осаждения в расположенное ниже устройство 3 удаления льда и снега, и удаляется им из системы.In the precipitation chamber 1, the particles of ice and snow formed during freezing of water are captured with a minimum of aerodynamic drag by simple gravitational deposition into the ice and snow removal device 3 located below and is removed from the system.

Обогрев помещений до комфортной температуры 18-20°С компенсирует потери тепла через стены 14 здания и осуществляется ТН. Электродвигатель 17 вращает установленный на его валу компрессор 18, он подает нагретое при сжатии рабочее тело в конденсаторы 21 - приборы обогрева «теплый пол», и они, благодаря большой площади, обогревают помещение при минимальном уровне температуры рабочего тела. Далее рабочее тело охлаждается с полезной работой в детандере 19 и воспринимает из камеры 1 тепло испарителем 20 от воздуха. При этом за счет малой разницы температур T_H-T_L может быть обеспечен высокий коэффициент преобразования работы привода в полезное тепло, что обеспечивает применимость ТН даже при суровом климате и сокращает затраты на отопление.Heating the premises to a comfortable temperature of 18-20 ° C compensates for heat loss through the walls 14 of the building and is carried out by VT. The electric motor 17 rotates the compressor 18 installed on its shaft, it feeds the working fluid heated by compression into the condensers 21 - heating devices "warm floor", and they, thanks to their large area, heat the room with a minimum level of working fluid temperature. Next, the working fluid is cooled with useful work in the expander 19 and receives heat from the chamber 1 by the evaporator 20 from the air. Moreover, due to the small temperature difference T _H -T _L , a high coefficient of conversion of the drive operation to useful heat can be ensured, which ensures the applicability of VT even in harsh climates and reduces heating costs.

Кроме того, ТН может быть подключен к другим более теплым типам возобновляемых источников тепла (грунт, река) при их наличии. Наиболее экономично теплоснабжение работает при автономном электроснабжении. Электроэнергия вырабатывается установленными на здании солнечными батареями 23 с накоплением ее избытка в аккумуляторах 24. По мере необходимости электроэнергия через блок управления 22 расходуется электродвигателем 17, приводами вентиляторов 6 и другими потребителями, включая электромобили, причем экологически безвредно, от Солнца.In addition, VT can be connected to other warmer types of renewable heat sources (soil, river), if available. The most economical heat supply works with autonomous power supply. Electricity is generated by the installed solar panels 23 on the building with the accumulation of its excess in the batteries 24. As necessary, electricity through the control unit 22 is consumed by the electric motor 17, fan drives 6 and other consumers, including electric vehicles, and is environmentally friendly, from the Sun.

Claims

1. Система теплоснабжения, имеющая вентилируемый фасад, выполненный с воздушными зазорами и каналами, закрытыми с внешней стороны слоем теплоизоляции и облицовкой, внутренние приборы обогрева и камеру подогрева воздуха с вентиляторами, разбрызгивателями воды и устройствами улавливания и удаления льда и снега, включенную с помощью раздающих и сборных коллекторов в контуры циркуляции подогретого воздуха через воздушные зазоры и каналы вентилируемого фасада здания.1. A heat supply system having a ventilated facade made with air gaps and channels, an insulation layer and a cladding closed on the outside, internal heating devices and an air heating chamber with fans, water sprinklers and devices for trapping and removing ice and snow, switched on by means of distributing and prefabricated collectors in the circuits of heated air through the air gaps and channels of the ventilated facade of the building.

2. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что камера подогрева воздуха выполнена в виде осадительной камеры с расположенными в ней сверху разбрызгивателями воды и устройством удаления льда и снега снизу.2. The heat supply system according to claim 1, characterized in that the air heating chamber is made in the form of a precipitation chamber with water sprinklers located on top of it and an ice and snow removal device from below.

3. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в камере подогрева воздуха установлены инфракрасные обогреватели.3. The heat supply system according to claim 1, characterized in that infrared heaters are installed in the air heating chamber.

4. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве по меньшей мере части приборов обогрева используются конденсаторы тепловых насосов, причем испарители тепловых насосов установлены в контурах циркуляции подогретого воздуха или в камере подогрева воздуха.4. The heat supply system according to claim 1, characterized in that as at least part of the heating devices, heat pump condensers are used, the heat pump evaporators being installed in the circuits of heated air or in the air heating chamber.

5. Система теплоснабжения по п. 4, отличающаяся тем, что конденсаторы тепловых насосов включены по схеме «теплый пол».5. The heat supply system according to claim 4, characterized in that the capacitors of the heat pumps are included in the "warm floor" circuit.

6. Система теплоснабжения по п. 4, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть испарителей тепловых насосов подключена к другим типам возобновляемых источников тепла.6. The heat supply system according to claim 4, characterized in that at least a portion of the heat pump evaporators are connected to other types of renewable heat sources.

7. Система теплоснабжения по п. 4, отличающаяся тем, что на здании установлены солнечные батареи, используемые совместно с аккумуляторами электроэнергии для электроснабжения приводов тепловых насосов, вентиляторов и другого оборудования системы теплоснабжения.7. The heat supply system according to claim 4, characterized in that the building has solar panels used in conjunction with electric power batteries to power the drives of heat pumps, fans and other equipment of the heat supply system.

8. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что к камере подогрева воздуха или к контуру циркуляции подогретого воздуха подключена система вентиляция здания.8. The heating system according to claim 1, characterized in that the building ventilation system is connected to the air heating chamber or to the circulation circuit of the heated air.

9. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые из стен здания включены в индивидуальные контуры циркуляции подогретого воздуха, причем эти контуры циркуляции оснащены индивидуальными шиберами и вентиляторами.9. The heat supply system according to claim 1, characterized in that at least some of the walls of the building are included in the individual circulation circuits of the heated air, and these circulation circuits are equipped with individual gates and fans.

10. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что раздающие и сборные коллекторы расположены на чердаке и в подвале здания.10. The heat supply system according to claim 1, characterized in that the distribution and prefabricated collectors are located in the attic and in the basement of the building.

11. Система теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в контурах циркуляции подогретого воздуха используется естественная циркуляция воздуха с подъемным движением вдоль стен здания и опускным в камере подогрева воздуха.11. The heat supply system according to claim 1, characterized in that the natural air circulation is used in the heated air circulation circuits with lifting movement along the walls of the building and lowering in the air heating chamber.