RU191076U1

RU191076U1 - Universal heat pump installation for agricultural premises

Info

Publication number: RU191076U1
Application number: RU2019104595U
Authority: RU
Inventors: Роберт Александрович Амерханов; Анна Сергеевна Кириченко; Евгений Олегович Хуторной; Эдгар Гарриевич Армаганян; Владимир Викторович Дворный
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-07-23

Abstract

Полезная модель может быть использована для энергетического и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.Для повышения качественных характеристик и уровня их универсальности универсальная теплонасосная установка для сельскохозяйственных помещений, включающая теплонасосное оборудование, систему теплового аккумулирования с двумя температурными ступенями аккумулирования: низкотемпературную, питаемую от тепловых насосов, и высоко температурную, питаемую от традиционных источников энергии, систему сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли и систему утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде тепла вентиляционных выбросов, согласно полезной модели имеет подключенную к ступени высокотемпературного аккумулирования ветротепловую энергетическую установку, состоящую из установленных на вертикальной оси вращения ветроколеса, редуктора, утяжеленного диска использованного в качестве ротора и постоянных магнитов и корпус с тепловой изоляцией, в котором установлен змеевик со входом для холодной воды и выходом для горячей воды, при этом постоянные магниты установлены под ротором.The utility model can be used for energy and environmentally efficient heat supply of buildings and structures for various purposes. To improve the quality characteristics and their versatility, a universal heat pump installation for agricultural premises, including heat pump equipment, a heat storage system with two temperature storage levels: low-temperature, powered by heat pumps, and high temperature, powered by traditional ene sources According to the utility model, the system of collecting low-potential thermal energy of the soil of the surface layers of the Earth and the system of recycling secondary heat resources in the form of heat from ventilation emissions, according to the utility model, has a wind-thermal power plant consisting of a wind wheel, gearbox, and a heavier disk used as a rotor and permanent magnets and a case with thermal insulation, in which a coil with an input for cold water and an outlet for hot water, wherein the permanent magnets are installed underneath the rotor.

Description

Полезная модель может быть использована для энергетического и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.The utility model can be used for energy and environmentally efficient heat and cold supply of buildings and structures for various purposes.

Известна ветротепловая энергетическая установка, содержащая корпус установки, ветроколесо, горизонтально установленное на вертикальный вал, связанный с потребителем, отличающаяся тем, что она содержит редуктор-мультипликатор, установленный в нижней части корпуса на тихоходном вертикальном валу и соединенный с тепловой установкой, состоящей из центробежного насоса и вихревого гидравлического теплогенератора, причем энергия вращения центробежного насоса передается вихревому генератору тепла, который нагревает циркулирующий по замкнутому контуру теплоноситель, (патент RU 152364 U1; F24J 3/00).Known wind-thermal power plant containing the installation casing, a wind wheel horizontally mounted on a vertical shaft connected to the consumer, characterized in that it contains a gear-reducer mounted in the lower part of the housing on a slow vertical shaft and connected to a thermal installation consisting of a centrifugal pump and a vortex hydraulic heat generator, and the rotational energy of the centrifugal pump is transferred to the vortex heat generator, which heats the circulating lock heat transfer medium, (patent RU 152364 U1; F24J 3/00).

Наиболее близким по предлагаемому техническому решению является универсальная теплонасосная система для сельскохозяйственных помещений включающая теплонасосное оборудование, систему теплового аккумулирования с двумя температурными ступенями аккумулирования: низкотемпературную, питаемую от тепловых насосов, и высокотемпературную, питаемую от традиционных источников энергии, систему сбора иизкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли и систему утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде тепла вентиляционных выбросов (патент RU 2351850 C1; F24D 11/02).The closest to the proposed technical solution is a universal heat pump system for agricultural premises including heat pump equipment, a heat storage system with two temperature storage steps: a low-temperature one, fed from heat pumps, and a high-temperature one, fed from traditional energy sources, a system for collecting and potential thermal soil energy of the surface layers Earth and secondary heat recovery system in the form of heat ventilation emissions (patent RU 2351850 C1; F24D 11/02).

Недостатком данной системы является питание от традиционных источников энергии.The disadvantage of this system is powered by traditional energy sources.

Техническим результат является повышение качественных характеристик и уровня их универсальности.The technical result is to increase the quality characteristics and the level of their versatility.

Технический результат достигается тем, что универсальная теплонасосная установка для сельскохозяйственных помещений, включающая теплонасосное оборудование, систему теплового аккумулирования с двумя температурными ступенями аккумулирования: низкотемпературную, питаемую от тепловых насосов, и высокотемпературную, питаемую от традиционных источников энергии, систему сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли и систему утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде тепла вентиляционных выбросов, согласно полезной модели имеет подключенную к ступени высокотемпературного аккумулирования ветротепловую энергетическую установку, состоящую из установленных на вертикальной оси вращения ветроколеса, редуктора, утяжеленного диска использованного в качестве ротора и постоянных магнитов и корпус с тепловой изоляцией в котором установлен змеевик со входом для холодной воды и выходом для горячей воды, при этом постоянные магниты установлены под ротором.The technical result is achieved by the fact that a universal heat pump installation for agricultural premises, including heat pump equipment, a heat storage system with two temperature storage steps: a low-temperature, powered by heat pumps, and a high-temperature, powered by traditional energy sources, a system for collecting low-potential thermal energy of the soil surface layers Land and recycling system of secondary heat resources in the form of heat from ventilation emissions, co As a useful model, it has a wind-thermal power plant connected to the high-temperature storage stage, consisting of a wind wheel mounted on a vertical axis of rotation, a gearbox, a weighted disk used as a rotor and permanent magnets, and a case with thermal insulation in which a coil with an input for cold water and an output for hot water, with permanent magnets mounted under the rotor.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что теплонасосная система теплохладоснабжения питается от ветротепловой энергетической установки, такая конструкция позволяет поддерживать постоянную скорость вращения ротора, что важно для поддержания температуры внутри нагревательной установки ниже точки Кюри (у неодимовых магнитов порядка 200-300°С), препятствующей размагничиванию постоянных магнитов.The novelty of the proposed technical solution is due to the fact that the heat pump heating and cooling system is powered by a wind thermal power plant, this design allows you to maintain a constant rotor speed, which is important to maintain the temperature inside the heating system below the Curie point (for neodymium magnets about 200-300 ° C), which prevents demagnetization of permanent magnets.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, где на фиг. 1 изображен общий вид универсальной теплонасосной установки для сельскохозяйственных помещений.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a universal heat pump installation for agricultural premises.

Универсальная теплонасосная установка для сельскохозяйственных помещений, включающая теплонасосное оборудование 1, систему теплового аккумулирования 2 с двумя температурными ступенями аккумулирования: низкотемпературную 3, питаемую от тепловых насосов, и высокотемпературную 4, питаемую от традиционных источников энергии, систему 5 сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли и систему 6 утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде тепла вентиляционных выбросов. Установка имеет подключенную к ступени 4 высокотемпературного аккумулирования ветротепловую энергетическую установку, состоящую из установленных на вертикальной оси вращения 7 ветроколеса 8, редуктора 9, утяжеленного диска использованного в качестве ротора 10 и постоянных магнитов 11 и корпус 12 с тепловой изоляцией, в котором установлен змеевик 13 со входом 14 для холодной воды и выходом 15 для горячей воды, при этом, постоянные магниты 11 установлены под ротором 10.A universal heat pump installation for agricultural premises, including heat pump equipment 1, a heat storage system 2 with two temperature storage steps: a low-temperature 3, powered by heat pumps, and a high-temperature 4, powered by traditional energy sources, a system 5 for collecting low-potential thermal energy of the soil of the Earth's surface layers and a system 6 for recycling secondary heat resources in the form of heat from ventilation emissions. The installation has a wind-thermal power plant connected to the high-temperature storage stage 4, consisting of a wind wheel 8 mounted on a vertical axis of rotation 7, a gearbox 9, a weighted disk used as a rotor 10 and permanent magnets 11, and a housing 12 with thermal insulation, in which a coil 13 with the inlet 14 for cold water and the outlet 15 for hot water, while the permanent magnets 11 are installed under the rotor 10.

Универсальная теплонасосная установка для сельскохозяйственных помещений работает следующим образом.Universal heat pump installation for agricultural premises is as follows.

Работа теплового ветрогенератора основана на сложном взаимодействии между механическими, электромагнитами и тепловыми явлениями. Так постоянные магниты 11, закрепленные на вращающемся роторе 10, генерируют в змеевике 13 вихревые токи, что вызывает нагрев змеевика 13 за счет эффекта Джоуля. Нагрев приводит к изменению удельного сопротивления материала, так как он изменяется с температурой. Изменение удельного сопротивления изменяет амплитуду индуцированных токов. Однако, повышение температуры змеевика ограничено, поскольку в ней находится охлаждающий ее теплоноситель. Вихревые токи индуцированные в змеевике, создают тормозной момент уменьшая скорость ротора 10, изменяя в том же время индуктивности, индуцированную мощность и тепловое поле.The operation of a thermal wind generator is based on a complex interaction between mechanical, electromagnets and thermal phenomena. So permanent magnets 11, mounted on a rotating rotor 10, generate eddy currents in the coil 13, which causes the heating of the coil 13 due to the Joule effect. Heating leads to a change in the resistivity of the material, since it changes with temperature. A change in resistivity changes the amplitude of the induced currents. However, the temperature increase of the coil is limited, since it contains the coolant that is cooling it. The eddy currents induced in the coil create a braking torque by reducing the speed of the rotor 10, changing at the same time the inductance, the induced power and the thermal field.

Claims

A universal heat pump installation for agricultural premises, including heat pump equipment, a heat storage system with two temperature storage steps: a low-temperature, powered by heat pumps, and a high-temperature, powered by traditional energy sources, system for collecting low-potential thermal energy of the soil of the Earth's surface layers and a system for recycling secondary heat resources in the form of heat from ventilation emissions, characterized in that it is connected to a stup neither high-temperature accumulation of a wind-thermal power plant, consisting of a wind wheel mounted on a vertical axis of rotation, a gearbox, a weighted disk used as a rotor, and permanent magnets and a case with thermal insulation, in which a coil with an entrance for cold water and an outlet for hot water is installed, while the permanent magnets are mounted under the rotor.