ПНЕВМОГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ КОТЕЛ.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для охлаждения воды, используемой для охлаждения воздуха различных помещений.
Устройство состоит из цилиндрического резервуара с горловиной, наполненного водой. В его нижней части установлен дискообразный распределитель сжатого воздуха с отверстиями. Ко дну резервуара посредством трубы последовательно присоединены расширитель воздуха и регистр сжатого воздуха компрессора. К боковой части резервуара присоединена типовая система отопления, содержащая радиаторы.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для охлаждения воды, используемой для охлаждения воздуха различных помещений.
В результате патентно-информационного поиска аналогов заявляемого изобретения не выявлено.
Целью изобретения является разработка устройства для охлаждения воздуха помещений в летнее время с помощью водяных радиаторов, используемых в зимний период для обогрева.
Устройство котла приведено на Фиг. 1.
Пневмогидростатический котел состоит из цилиндрического резервуара 1 с горловиной 3, наполненного водой 2. В нижней части резервуара 1 установлен дискообразный распределитель сжатого воздуха 4 с отверстиями 5. Ко дну резервуара 1 посредством трубы 6 последовательно присоединены расширитель воздуха 7 и регистр сжатого воздуха 8 компрессора (на чертеже не показан). Также к боковой части резервуара 1 присоединена типовая система отопления 10, содержащая радиаторы 9.
Принцип работы котла основан на извлечение внутренней энергии воды и её охлаждение путем «пропускания» через водя-ной столб воздушных пузырьков с температурой ниже, чем температура воды.
В резервуар 1, по трубе 6 и расширитель 7, сжатый воздух поступает из регистра 8 компрессора и проходит через отверстия 5 диско-образного распределителя 4. При расширении сжатого воздуха его температура несколько понижается. Воздушные пузырьки под действием силы Архимеда интенсивно всплывают на поверхность, по пути извлекают внутреннюю тепловую энергию воды и охлаждают её. При этом возникает соответствующий поток воды, движущийся против потока воздушных пузырьков. Поток воды обеспечивает её циркуляцию по системе отопления 8 и поток воздуха через горловину 2 резервуара 1 выходит в свободное пространство.
С началом подачи воздуха и работы котла начинается извлечение внутренней энергии воды (температура которой равна tв1) и превышает температуру воздуха (tвоз1).
Время и степень понижения температуры воды зависят от высоты и объёма котла, разности температур tв1 – tвоз1, скорости подачи воз-духа, объёма циркулирующей части воды в радиаторах, условий теплообмена между радиаторами и окружающей их воздушной среды и др. факторов.
Время всплытия пузырьков сквозь водяной столб, высотой H при условии нулевой начальной скорости определяется выражением
τ = [2H/g]1/2(l)
где, τ - время всплывания, g - ускорение свободного падения. Здесь
допущено, что плотность воздушных пузырьков пренебрежительно мала по сравнению с плотностью воды и, что сила сопротивления (сила Стокса), противодействующая движению пузырьков в воде, также пренебрежительно мала [Черняк О.В. Основы теплотехники и гидравлики. - М.: Высшая школа, 1974].
Удельное уменьшение температуры, вы-тесненной воды того же объёма что и у воз-душного пузырька, показывающее уменьшение указанной температуры в единицу времени равна
Δt= [(tв- tвоз)/ τ] • (pвоз • Cвоз/ pв • Cв) (2)
где, pвоз, pв, Cвоз, Cв - плотности и удельные теплоемкости воздуха и воды, соответственно. Данное выражение справедливо для случая, когда за время всплывания пузырька т её конечная температура становится равной темпера-туре воды (tвоз2 =tв2).
Теоретическими расчетами авторов установлено, что за час работы котла высотой Н=1,5м при его диаметре d = 0,3м; tв1=35°C, tвоз1 = 14°C и скорости подачи воздуха υ = 10 л/с наступает термодинамическое равновесие с конечной температурой воды, равной 16°. При расчетах учтены технические характеристики радиаторов «TENRAD AL - 500», объём воды в них принят равным половине объёма резерву-ара, температура окружающего воздуха равным 35°С.
Заявляемое устройство по сравнению с кондиционированием воздуха традиционным методом или с охлаждением хранилищ ком-прессорно-холодильными установками позволит сэкономить расход электрической энергии более чем в два раза.
Пневмогидростатический котел изготавливается очень доступным материалом, обходится дешево и является экологически чистым.

1.Черняк О.В. Основы теплотехники и гидравлики.-М.: Высшая школа, 1974г.