Система солнечного кондиционирования

(51) 24 2/42 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ экологической чистой солнечной энергии актуальная в настоящее время проблема. Использование энергии сжатого воздуха экономит энергетические ресурсы и способствует решению экологических проблем и охраны окружающей среды. Система солнечного кондиционирования,содержит устройство,включающее теплоизолированную емкость, внутри которой размещен испаритель-конденсатор, соединенный с эластичной камерой, размещенной в корпусе герметичного бака,соединенного через охладитель к испарителюконденсатору. Система дополнительно содержит второе устройство, установленное параллельно первому. В каждом устройстве один конец испарителя - конденсатора соединен с охладителем,а другой через общий ресивер с охладителем и увлажнителем. Технический результат заключается в повышении производительности, увеличение К.П.Д., продолжительность рабочего цикла.(76) Абдикаликов Асаумудин , Абдикаликова Гулжахан Орынтаевна , Абдикаликов Нуржан Асаумудинович(57) Изобретение относится к гелиотехнике,теплотехнике и в частности к устройствам для получения сжатого воздуха с использованием его для охлаждения и увлажнения воздуха помещений коммунально-бытовых и производственных зданий. Задача изобретения преобразование солнечной энергии в энергию сжатого воздуха и его практического применения. Использование 21236 Изобретение относится к гелиотехнике,теплотехнике, в частности к устройствам для получения сжатого воздуха. Может быть использован для отопления жилых и общественных зданий, для сушки и хранения сельскохозяйственных продуктов,для теплоснабжения теплично-парниковых хозяйств,для вентиляции жилых и коммунально-бытовых зданий, для увлажнения и охлаждения воздуха в жилых и общественных зданиях и подъема воды, а также для использования сжатого воздуха в самых различных областях народного хозяйства. Известно солнечное водоподъемное устройство А.с. СССР 832265 содержащее испаритель конденсатор на дне которого находится слой легкокипящей жидкости, соединенного с упругой камерой, размещенного в корпусе воздушного насоса. Солнечная радиация нагревает испаритель конденсатор, при этом легкокипящая жидкость закипает, давление паров увеличивается , и пары поступают в упругую камеру. Упругая камера расширяется открывается клапан, вытесненный воздух из корпуса насоса поступает в эрлифт для подъема воды. По водяной трубе эрлифта вода поступает в радиатор охлаждения и к потребителю воды. При прохождении холодной воды через радиатор температура легкокипящей жидкости в испарителе - конденсаторе понижается, пары легкокипящей жидкости конденсируются, упругая камера сжимается, наполняя корпус воздушного насоса новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется. Известен солнечный водоподъемник А.с. СССР 1225928. Солнечная радиация нагревает испаритель - конденсатор, выполненный в виде теплопроводной емкости, на дне которой находится слой легкокипящей жидкости. В результате нагрева давление паров последней увеличивается и пары поступают в эластичную камеру, размещенную в кожухе. Под воздействием давления паров эластичная камера расширяется и давление воздуха повышается, открывается клапан через который воздух из кожуха вытесняется и в эрлифт. При повышении температуры легкокипящей жидкости в испарителе- конденсаторе давление ее паров увеличивается, а следовательно,увеличивается давление воздуха в эрлифте. Когда давление воздуха станет несколько больше давления столба жидкости воздух начинает поступать в подъемную трубу эрлифта и по трубе через вход начинает поступать вода в самоопрокидывающуюся емкость. С течением времени самоопрокидывающаяся емкость после наполнения, до определенного уровня, опрокидывается и холодная вода из нее выливается в теплоизолированную емкость, откуда через выход по трубопроводу поступает в радиатор, охлаждает легкокипящую жидкость в испарителе - конденсаторе и по трубопроводу поступает к потребителю. Недостатком известных устройств являются низкая производительность, низкая продолжительность рабочего цикла, низкое давление сжатого воздуха,используется только в эрлифте для подъема воды,охлаждение испарителя-конденсатора только 2 грунтовой холодной воды, применяется только для подъема воды из скважин и колодцев,неравномерная с порциями подача сжатого воздуха и воды к потребителям. Низкий К.П.Д, так как разность температур невысокая (температура грунтовой воды плюсовая). Сходные существенные признаки между известными устройствами и заявляемого изобретения расположение испарителяконденсатора внутри солнечного устройства греющий ящик, использование легкокипящей жидкости фреона, кипение и испарение легкокипящей жидкости фреона, охлаждение и конденсация легкокипящей жидкости фреона. Существуют отличительные признаки между известными устройствами и заявляемым изобретением 1. В известных устройствах сжатый воздух применяется только для подъема воды из скважин,колодцев на поверхность земли. В заявляемом изобретении сжатый воздух применяется для отопления помещений, для охлаждения и увлажнения воздуха в помещении, для подъема воды (жидкости). 2. В известных устройствах вода из под земли(скважин колодцев) охлаждает испаритель конденсатор, затем поступает к потребителю. В заявляемом изобретении сжатый воздух охлаждает испаритель- конденсатор, затем поступает в ресивер и далее к потребителю. 3. В известных устройствах легкокипящая жидкость в испарителе - конденсаторе охлаждается холодной водой. В заявляемом изобретении легкокипящая жидкость в испарителе- конденсаторе охлаждается холодным сжатым воздухом. 4. В известных устройствах предусмотрены одна эластичная камера, размещенная в одном герметичном баке и один испаритель-конденсатор. В заявляемом изобретении предусмотрены две эластичные камеры, размещенных в двух герметичных баках и два испарителя-конденсатора. Рабочий цикл происходит в двух вариантах сжатия воздуха. 5. В известных устройствах в качестве охладителя используется только холодная грунтовая вода,что способствует ограничению его применения и понижению К.П.Д. В заявляемом изобретении в качестве охладителя используется смесь льда с солью или смесь льда с хлористым кальцием, что способствует применению его в различных отраслях народного хозяйства и повышению К.П.Д. Известен предварительный патент РК 19118. Эластичная камера размещена внутри герметичного бака. Эластичная камера соединена трубкой конденсатором и змеевиком. Над конденсатором установлен душ для охлаждения конденсатора холодной водой. Змеевик расположен внутри солнечного устройства греющий ящик. Конденсатор и змеевик частично заполнен легкокипящей жидкостью фреон. Под действием солнечных лучей и температуры окружающего воздуха, фреон кипит и испаряется, при этом 21236 давление, температура и объем повышается. Пары фреона под давлением поступают в эластичную камеру. Объем эластичной камеры увеличивается и расширяется. Воздух находящийся между эластичной камерой и герметичным баком сжимается, давление воздуха повышается и происходит вытеснение из него воздуха. Так получается сжатый воздух. Сжатый воздух поступает в сосуд где находится холодная вода и подавлением холодная вода поступает в душ и конденсатор, в конденсаторе пары фреона охлаждаются конденсируются,тогда объем,давление фреона уменьшается. За счет этого эластичная камера сжимается, наполняя корпус герметичного бака новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется. Недостатком данного устройства являются его сложность, так как конденсатор, сосуд для холодной воды, душ, змеевик (в греющем ящике) расположены в разных местах низкая производительность низка продолжительность рабочего цикла низкое давление сжатого воздуха и низкий К.П.Д. Задачей изобретения является повышение производительности, повышение К.П.Д., увеличение продолжительности рабочего цикла, практического применения его в различных отраслях народного хозяйства. Для достижения этой задачи изобретение а) Содержит два герметичных бака, две эластичные камеры, два испарителя - конденсатора,два охладителя. б) Испаритель - конденсатор выполнен с двойными стенками рубашкой для быстрого охлаждения фреона. в) Использован ресивер для накопления сжатого воздуха и равномерное, без пульсаций подача сжатого воздуха. Данное изобретение может быть использовано а) Для отопления жилых и общественных зданий. б) Для сушки и хранения сельскохозяйственных продуктов. в) Для теплоснабжения теплично-парниковых хозяйств. г) Для вентиляции жилых и коммунальнобытовых здании. д) Для увлажнения и охлаждения воздуха в жилых и общественных зданиях. с) Для подъема воды. Для достижения технического результата изобретение имеет следующие положительные качества простота конструкции, надежность в работе, отсутствие вращающихся частей, не требует смазки, не требует ухода, невысокая стоимость,работает без подвода энергии,низкая изнашиваемость, полностью безопасный при обращении, экологический чистый. Поэтому конструкцию изобретения можно изготовить в специальных мастерских. Технический результат от использования изобретения заключается в следующем а) Изобретение работает от солнечный энергии или от температуры окружающей среды. б) Изобретение экономит энергию, не требует электрическую, механическую, тепловую, ветровую и.т. энергию. в) Изобретение способствует решению экологических, энергетических проблем и охране окружающей среды. 1. На фиг. 1 изображена схема системы солнечного кондиционирования. 2.На фиг. 2 изображена схема солнечного устройства греющий ящик. На фиг. 1 показана схема системы солнечного кондиционирования. Система солнечного кондиционирования содержит два герметичных бака 3,10 две эластичные камеры 411 два испарителя конденсатора 18,19 26,27 два охладителя 6,13 солнечное устройство греющий ящик 34 ресивер 35 охладитель 37 увлажнитель 42. Изобретение выполнено в виде двух вариантного сжатия воздуха. Для первого варианта сжатия воздуха используют Герметичный бак 3, эластичную камеру 4,испаритель-конденсатор 18,19 охладитель 6. Герметичный бак 3 имеет цилиндрическую форму, изготовленный из листовой легированной стали, вверху имеется крышка, в боковой части расположены два обратных клапана 2,5 бак изолирован тепловой изоляцией. Эластичная камера 4 расположена внутри герметичного бака 3.Эластичная камера 4 изготовлена из специальной фреоностойкой резины. Эластичная камера 4 соединена стальной трубкой с испарителем конденсатором 18,19, герметичный бак 3 и эластичная камера 4 предназначена для получения сжатого воздуха. Испаритель - конденсатор 18,19 расположен внутри солнечного устройства 34. Испаритель конденсатор 18,19 состоит из наружного бака 18 и внутреннего бака 19, между ними образуется рубашка охлаждения 20.Сверху наружный бак 18 покрывается оконными стеклами 21, для нагревания фреона солнечными лучами. В внутреннем баке 19 размещены медные трубки - змеевики 23 и на дне находится частично заполненный слой легкокипящей жидкости фреона 22. Над легкокипящей жидкостью фреона 22 имеется пространство для паров фреона 24.Для заправки испарителя-конденсатора 19 легкокипящей жидкостью 22 имеется вентиль 25. Испарителиконденсаторы 18,19 представляют собой четырехгранной герметичный бак, изготовленный из листовой легированной стали, покрашенным черной краской. Испаритель - конденсатор 18,19 предназначены для испарения и конденсаций фреона, рубашка охлаждения 20 и трубки змеевики 23 предназначены для быстрого охлаждения и конденсирования фреона. Оконное стекло 21 предназначено для проникновения солнечных лучей и для нагрева фреона 22. В качестве рабочего тела используется фреон - 12. Фреон - 12 при атмосферном давлении кипит при температуре минус 30 С,а температура конденсации плюс 30 С. Герметичный бак 3,3 21236 охладитель 6, змеевик 23 и рубашка охлаждения 20 соединены трубкой. Трубка изготовлена из легированной стали. Охладитель 6 имеет форму четырехгранного бака и изолирован тепловой изоляцией. В охладителе 6 находится охлаждающая смесь 8 и внутри расположен змеевик 7. Змеевик 7 изготовлен из легированной стали. Охладитель 6 предназначен для охлаждения сжатого воздуха. В качестве охлаждающей смеси 8 используется смесь льда с солью. 3 части льда и 1 часть соли, при этом температура понижается до минус 20 С или 1 часть льда и 1 /4 часть хлористого кальция, при этом температура понижается до минус 50 С. Более низкую температуру до минус 60 С получают используя спирт и углекислоту. Термический К.П.Д. будет тем выше, чем больше интервал температур при котором он осуществляется (второй закон термодинамики, цикл Карно). Для второго варианта сжатия воздуха используют герметичный бак 10, эластичную камеру 11, испаритель - конденсатор 26,27 и охладитель 13. Остальные описания конструкции в статическом состоянии второго варианта сжатия воздуха подобны и отражены в первом варианте сжатия воздуха. Солнечное устройство греющий ящик 34 предназначен для преобразования солнечной энергии в тепловую. Внутри греющего ящика 34 расположены два испарителя - конденсатора 18,1926,27 Они находятся параллельно друг другу и соединены трубкой с ресивером 35. Ресивер 35 предназначен для накопления сжатого воздуха,имеет цилиндрическую форму и изготовлен из листовой стали,изолированный тепловой изоляцией. Ресивер 35 соединен трубкой с охладителем 37.Охладитель 37 предназначен для охлаждения сжатого воздуха. Охладитель 37 имеет форму четырехгранного бака и изолирован тепловой изоляцией. В охладителе 37 находится охлаждающая смесь 39 и внутри расположен змеевик 38. Змеевик 38 изготовлен из легированный стали. В качестве охлаждающей смеси 39 используют смесь льда с солью. 3 части льда и 1 часть соли, при этом температура понижается до минус 20 С или 1 часть льда и 11/2 часть хлористого кальция, при этом температура понижается до минус 50 С. Более низкую температуру до минус 60 С получают используя спирт и углекислоту. Термический К.П.Д. будет тем выше, чем больше интервал температур,при котором он осуществляется. Ресивер 35 соединен трубкой с увлажнителем 42.Увлажнитель 42 предназначен для увлажнения воздуха в помещений. Увлажнитель 42 имеет форму четырехгранного бака, изготовлен из листовой стали и изолирован тепловой изоляцией. В увлажнителе 42 находится холодная вода 46 и гигроскопические материалы 44 которые закреплены на проволоках 43,45 расположены вертикально в шахматном порядке. В качестве гигроскопического материала можно использовать фитиль для керосиновой лампы. Увлажнитель 42 можно устанавливать в оконных проемах или 4 внутри помещений. Все элементы установки расположены на горизонтальной поверхности и соединены между собой трубками. Солнечное охлаждения и увлажнение воздуха работает следующим образом. На фиг. 1 показана схема солнечного кондиционирование воздуха. Данное изобретение предусматривает два варианта сжатия воздуха. Оба варианта имеют одинаковую конструкцию и принцип работы. Первый вариант сжатия воздуха Для первого варианта сжатия воздуха используют герметичный бак 3, эластичную камеру 4, испаритель-конденсатора 18,19 и охладитель 6. Внутри герметичного бака 3 расположена эластичная камера 4. Эластичная камера 4 через трубки и вентиль 17 соединены с испарителемконденсатором 18,19. Вентиль 17 в начале работы находится в открытом положений. Испаритель-конденсатор 18,19 расположен внутри солнечной установки греющий ящик 34. Испаритель - конденсатор 18,19 изготовлен с двойной стенкой рубашкой 20,внутри находится змеевик 23, на дне которой находится частично заполненной легкокипящая жидкость фреон 22. Под действием солнечных лучей и температуры окружающего воздуха фреон 22 в испарителе - конденсаторе 19 интенсивно испаряется, кипит, при этом давление, температура и объем повышается. Пары фреоны 24 под давлением поступают в эластичную камеру 4,объем эластичный камеры 4, увеличивается и расширяется. Когда эластичная камера 4 раздувается, она должна полностью заполнить весь внутренний объем герметичного бака 3. Воздух находящийся между эластичной камерой 4 и герметичным баком 3 сжимается и давление воздуха повышается. Благодаря этому получается сжатый воздух. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 2 закрывается и доступ наружного воздуха через фильтр 1 в герметичный бак 3 прекращается. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 5 открывается и сжатый воздух через трубки поступает в охладитель 6. В охладителе 6 сжатый воздух проходя через змеевик 7 охлаждается от температуры охлаждающей смеси 8. Охлажденный холодный сжатый воздух по трубке поступает в испаритель-конденсатор 18,19. Холодный сжатый воздух проходит через змеевик 23 двойные стенки рубашки испарителя - конденсатора 18,19. В результате прохода холодного сжатого воздуха температура в испарителе - конденсаторе 18,19 понижается, пары фреона 24 конденсируются и температура, объем, давление фреона уменьшается.За счет этого эластичная камера 4 уменьшается в объеме и сжимается. Между герметичным баком 3 и эластичной камерой 4 давление воздуха понижается,образуется разряжение воздуха и под атмосферным давлением обратный клапан 2 открывается. Через обратный клапан 2 наружный воздух очищается через фильтр 1 и поступает по трубке в герметичный бак 3, наполняя корпус герметичного 21236 бака новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется снова. Второй вариант сжатия воздуха. Для него используют герметичный бак 10,эластичную камеру 11, испаритель-конденсатора 26,27 и охладитель 13. Порядок работы второго варианта сжатия воздуха. При появлении первых порций сжатого воздуха через трубки к потребителям 40,47, открыть вентиль 16. При этом происходит включение в работу второй вариант сжатия воздуха. Через открытый вентиль 16 из испарителя - конденсатора 26,27 пары фреона 32 под давлением поступают в эластичную камеру 11. При этом эластичная камера 11 раздувается, объем эластичной камеры 11 увеличивается, расширяется. Эластичная камера 11 заполняет внутренний объем герметичного бака 10. Воздух находящийся между герметичным баком 10 и эластичной камерой 11 сжимается и давление воздуха повышается. Благодаря этому получается сжатый воздух. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 9 закрывается и доступ наружного воздуха через фильтр 1 в герметичный бак 10 прекращается. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 12 открывается и сжатый воздух из герметичного бака 10 через трубки поступает в охладитель 13.В охладителе 13 имеется охлаждающая смесь 15 и внутри расположен змеевик 14. Сжатый воздух проходя через змеевик 14 охлаждается от температуры охлаждающей смеси 15.В качестве охлаждающей смеси используют смеси льда с солью. Холодный сжатый воздух по трубке поступает в испаритель - конденсатор 26,27 проходит через змеевик 31 и двойные стенки рубашки. В результате прохода холодного сжатого воздуха пары фреона 32 конденсируются и температура, объем, давление фреона понижается. За счет этого эластичная камера 11 уменьшается в объеме и сжимается. Между герметичным баком 10 и эластичной камерой 11 давление воздуха понижается и образуется разряжение. Под действием атмосферного давления обратный клапан 9 открывается. Через обратный клапан 9 наружный,воздух через фильтр 1 очищается и поступает по трубке в герметичный бак 10. Затем цикл повторяется снова и снова. Далее из испарителя конденсатора 18,19 26,27 выходит сжатый воздух и по трубке поступает в ресивер 35. Затем по трубке поступает в охладитель 37 и увлажнитель 42. Для охлаждения помещении холодным сжатым воздухом открывают вентиль 36, тогда сжатый воздух из ресивера 35 поступает в охладитель 37. В охладителе 37 внутри находится охлаждающая смесь 39 и внутри расположен змеевик 38. Сжатый воздух проходя через змеевик 38 охлаждается от температуры охлаждающей смеси 39. В качестве охлаждающей смеси используют смеси льда с солью. Холодный сжатый воздух через трубки 40 поступает к потребителям. Для увлажнение воздуха в помещении открывают вентиль 41 и сжатый воздух из ресивера 35 поступает в увлажнитель 42. В увлажнителе на дне находится холодная вода 46 и на проволоках 43,45 закреплены гигроскопические материалы 44. Гигроскопические материалы 44 расположены вертикально в шахматном порядке,нижняя часть их соприкасается с холодной водой 46, при этом гигроскопические материалы постоянно впитывают холодную воду 46. При помощи гигроскопических материалов(фитиль) 44 происходит втягивание холодной воды в узкие каналы (капиляры) и холодная вода поднимается по капиляру вверх. Примером служит поднятие керосина по фитилю в керосиновой лампе. Сжатый воздух проходя между гигроскопическими материалами 44 постоянно их осушает и увлажняясь, выходит по трубке 47 в помещение здания, вследствие чего помещение увлажняется. На фиг. 2 показана схема солнечного устройства греющий ящик, Солнечные устройства с использованием энергии солнца известны и распространены. Описание конструкции солнечного устройства греющий ящик. Устройство состоит из стены 2 изолированной тепловой изоляцией 1. Внутренняя часть стены 2 покрашены черный краской 3,11 для поглощения солнечной энергии. На боковых поверхностях установлены зеркальное стекло 4, для отражения солнечной энергии. Сверху покрыто тремя слоями стекол 5, направленные на юг для уменьшения потери теплоты. На дно насыпан слой песка и щебеня 12 для аккумулирования теплоты. Сверху песка и щебеня 12 положены согнутые тонкие стальные листы 9 покрашены черной краской для поглощения солнечной энергии. Для определения температуры установлен термометр 10. Внутри греющего ящика установлены два испарителя - конденсатора 6,7 (на фиг. 1. показан 18,19 26,27) покрашены черной краской и расположены параллельно между собой. Сжатый воздух из греющего ящика 34 поступает по трубке в ресивер 35 и далее в охладитель 37 и увлажнитель 42. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Система солнечного кондиционирования,содержащая устройство,включающее теплоизолированную емкость, внутри которой размещен испаритель- конденсатор, соединенный с эластичной камерой, размещенной в корпусе герметичного бака, соединенного через охладитель к испарителю- конденсатору, отличающаяся тем,что система дополнительно содержит второе устройство, установленное параллельно первому,включающее герметичный бак с эластичной камерой, охладитель и испаритель-конденсатор,который установлен также внутри теплоизолированной емкости параллельно первому испарителю-конденсатору, в каждом устройстве один конец испарителя-конденсатора соединен с охладителем, а другой через общий ресивер с охладителем и увлажнителем.