Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии

Предложенное решение относится к области преобразования солнечной энергии в тепловую, с использованием последней для коммунальных и бытовых нужд населения. Технический результат: простота изготовления, низкая себестоимость, возможность работать с теплоносителем под давлением, поверхность теплообменника-абсорбера сплошная, что приводит к более высокой полезной площади преобразователя, непосредственный контакт с теплоносителем, большой объем теплоносителя участвующего в процессе теплопередачи, в единицу времени. Согласно предложенному, теплообменник 13, включает абсорбер с пластинообразной поглощающей поверхностью 16, образованный герметично скрепленными между собой, тыльной поверхностью абсорбера и ограждающими элементами, два средства ввода-вывода (1 и 14) теплоносителя в полость (15), образованную между абсорбером и ограждающими внутреннюю полость элементами (4 и 5), причем одна из поверхностей (12), ограждающих внутреннюю полость элементов, обладает свойством повышенного поглощения солнечной энергии, при этом, ограждающие элементы снабжены поперечными скреплениями 2. 7 з.п. ф-лы, 11 илл.

Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии

Предложенное решение относится к области преобразования солнечной энергии в тепловую, с использованием последней для коммунальных и бытовых нужд населения. Технический результат: простота изготовления, низкая себестоимость, возможность работать с теплоносителем под давлением, поверхность теплообменника-абсорбера сплошная, что приводит к более высокой полезной площади преобразователя, непосредственный контакт с теплоносителем, большой объем теплоносителя участвующего в процессе теплопередачи, в единицу времени.

Известно техническое решение

по патенту РФ 2347151, MПK F24J 2/12,

от 27.05.2004.

КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

- содержит следящий механизм для удерживания коллектора направленным на солнце; по меньшей мере, одно устройство для преобразования энергии, служащее для преобразования электромагнитной энергии в электрическую или в химическую энергию.

Указанное решение в использовании не обеспечивает таких параметров, как простота изготовления, низкая себестоимость, возможность работать с теплоносителем под давлением, значительная полезная площадь преобразователя, непосредственный контакт с теплоносителем, большой объем теплоносителя участвующего в процессе теплопередачи, в единицу времени.

Также известно решение по патенту РФ 2269726; МПК F24J 2/06, F24J 2/22. Теплообменник, включающий абсорбер с поглощающей поверхностью, образованный герметично скрепленными между собой, тыльной поверхностью абсорбера и ограждающими элементами, средства ввода- вывода теплоносителя в полость, образованную между абсорбером и ограждающими внутреннюю полость элементами, причем одна из поверхностей, ограждающих внутреннюю полость элементов, обладает свойством повышенного поглощения солнечной энергии.

Однако, указанное решение в использовании не обеспечивает таких параметров, как простота изготовления, низкая себестоимость, возможность работать с теплоносителем под давлением, значительная полезная площадь преобразователя, непосредственный контакт с теплоносителем, большой объем теплоносителя участвующего в процессе теплопередачи, в единицу времени.

Указанный выше технический результат обеспечен использованием предлагаемой совокупности существенных признаков.

Теплообменник 13, включающий абсорбер с пластинообразной поглощающей поверхностью, образованный герметично скрепленными между собой, тыльной поверхностью абсорбера и ограждающими элементами, два средства ввода-вывода (1 и 14) теплоносителя в полость (15), образованную между абсорбером и ограждающими внутреннюю полость элементами (4 и 5, 6 и 7).причем одна из поверхностей (12), ограждающих внутреннюю полость элементов, обладает свойством повышенного поглощения солнечной энергии, при этом,

- ограждающие элементы снабжены поперечными скреплениями 2, причем,

- ограждающие элементы одинаковы по толщине;

- ограждающие элементы неодинаковы по толщине, причем обращенная к солнцу пластина имеет меньшую толщину;

- ограждающие элементы изготовлены из алюминия;

- ограждающие элементы изготовлены из нержавеющей стали;

- по меньшей мере, один из ограждающих элементов выполнен из прозрачного материала;

- два средства подвода-отвода (8, 11) теплоносителя, расположены на противоположных краях ограждающих внутреннюю полость элементов и выполнены в виде патрубков с прорезью по образующей в центральной части, сообщающейся с полостью (15) для теплоносителя;

- два средства подвода-отвода (1; 14) теплоносителя выполнены в виде штуцеров с резьбовым отверстием, присоединенных к элементам 4, 5 и сообщающихся с полостью (15) для теплоносителя;

Предложение поясняется графически.

На фиг.1 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (вид сверху)

На фиг.2 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (вид с боку)

На фиг.3 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (вид с боку) вариант с толстым слоем воспринимающего солнечную энергию и ограждающего внутреннюю полость элемента (например, листа металла).

На фиг.4 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (вид спереди)

На фиг.5 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (вид спереди) вариант с толстым слоем воспринимающего солнечную энергию и ограждающего внутреннюю полость элемента (например, листа металла).

На фиг.6 показано: разрез на фиг.4 (уменьшено).

На фиг.7 показано: разрез на фиг.5.

На фиг.8 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (стекло) вид сверху

На фиг.9 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (стекло) вид сбоку

На фиг.10 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (стекло) вид сверху частичный разрез

На фиг.11 показано: Теплообменник-абсорбер коллектора-приемника солнечной энергии (стекло) вид сбоку, разрез Позициями на фигурах обозначены:

1 (14) - средство подвода- отвода теплоносителя (например, штуцер резьбовой).

2 - скрепление (например, шов сварки) поперечное (одно и более).

3 - скрепление (например, шов сварки) контурное.

4 - воспринимающий солнечную энергию и ограждающий внутреннюю полость элемент (например, лист металла).

5 - оппозитный элементу 4, соединенный с ним, воспринимающий солнечную энергию и ограждающий внутреннюю полость элемент (например, лист металла).

6 - воспринимающий солнечную энергию и ограждающий внутреннюю полость прозрачный элемент (например, лист стекла).

7 - оппозитный элементу 6, соединенный с ним, воспринимающий солнечную энергию и ограждающий внутреннюю полость прозрачный элемент (например, лист стекла).

8 - патрубок подводящий с прорезью 9 по образующей в центральной части.

9 - Прорезь по образующей патрубка 8 в центральной его части.

10 - Герметик.

11 - Патрубок отводящий с прорезью (не показана) по образующей в центральной части.

12 - Покрытие, поглощающее солнечное излучение. 13- Корпус коллектора.

15 - Полость для теплоносителя.

16 - Выпуклые участки воспринимающего солнечную энергию и ограждающего внутреннюю полость элемента 4 (например, листа металла).

Солнечная энергия преобразуется в тепловую, проходя через стекло 6 (Фигура 9, 10), теплоноситель, размещенный в полости 15, стекло 11, покрытие 12, поглощающее солнечное излучение, т.е. солнечная энергия преобразуется в тепловую энергию и поглощается всем объемом теплообменника-абсорбера и теплоносителя. Теплообменник-абсорбер монтируется в коллекторе-приемнике солнечной энергии, имеющим вид теплоизолированного, плоского коробчатого корпуса, расположенного перпендикулярно направлению солнечной радиации верхней, плоской, светопрозрачной панелью, расположенной над параллельной ей, абсорбирующей поверхности листа с нанесенным покрытием 12, поглощающим солнечную энергию.

Описание изготовления теплообменника-абсорбера коллектора-приемника солнечной энергии из металла.

В листе металла 4 просверливают два отверстия, на месте отверстий присоединяют (например, приваривают) два штуцера (1, 14).

Листы металла 4, 5 состыковывают между собой и производят их соединение по швам 3 и 2 (проводится, например, контактно шовной сваркой).

Через штуцер 1 подают давление (жидкость, воздух), второй штуцер (14) закрыт резьбовой пробкой. Под воздействием давления произойдет деформация листов металла 4, 5, с образованием выпуклых участков 16 воспринимающих солнечную энергию и ограждающих внутреннюю полость элемента 4 (например, листа металла), при этом происходит проверка на герметичность полости 15, после чего давление снимается. Наносят на лист металла 4 (5) покрытие, преобразующее солнечную энергию (12).

(вариант (А) - толщина листов металла 4 и 5 равны;

вариант (Б) - толщина листа 5 больше толщины листа 4, что обеспечит при воздействии давлением ровность поверхности листа 5.)

Описание изготовления теплообменника-абсорбера коллектора-приемника солнечной энергии из стекла.

Лист, например, стекла 6, располагают на рабочей поверхности и приклеивают герметиком на нем два патрубка 8.

Второй лист, например, стекла 7, располагают на патрубках 8, ранее приклеенных к листу стекла 6.

Заполняют пространство между стеклами герметиком на глубину 10 мм.

Наносят на лист стекла 7 покрытие 12, поглощающее солнечное излучение.

1. Теплообменник, включающий абсорбер с пластинообразной поглощающей поверхностью, образованный герметично скрепленными между собой тыльной поверхностью абсорбера и ограждающими элементами, два средства ввода-вывода теплоносителя в полость, образованную между абсорбером и ограждающими внутреннюю полость элементами, причем одна из поверхностей, ограждающих внутреннюю полость элементов, обладает свойством повышенного поглощения солнечной энергии, отличающийся тем, что ограждающие элементы снабжены поперечными скреплениями.

2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что ограждающие элементы выполнены одинаковыми по толщине.

3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что ограждающие элементы выполнены неодинаковыми по толщине, причем обращенная к солнцу пластина имеет меньшую толщину.

4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что ограждающие элементы изготовлены из алюминия.

5. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что ограждающие элементы изготовлены из нержавеющей стали.

6. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из ограждающих элементов выполнен из прозрачного материала.

7. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что два средства подвода-отвода теплоносителя расположены на противоположных краях ограждающих внутреннюю полость элементов и выполнены в виде патрубков с прорезью по образующей в центральной части, сообщающейся с полостью для теплоносителя.

8. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что два средства подвода-отвода теплоносителя выполнены в виде штуцеров с резьбовым отверстием, присоединенных к ограждающим внутреннюю полость элементам и сообщающихся с полостью для теплоносителя.