Солнечный воздухонагреватель

 

Использование: в гелиотехнике, в частности для создания эффективных плоских коллекторов для нагрева газообразной среды. Сущность изобретения: в поглотителе 3 солнечного излучения со стороны рабочей поверхности 5, образующей совместно с прозрачной верхней стенкой 2 корпуса 1 канал 4 для прохода теплоносителя, выполнены углубления 6 в форме шаровых сегментов. Центральный угол сегментов ограничен диапазоном 45-180°, что позволяет повысить КПД нагревателя за счет возникновения смерчевых образований над углублениями. 3 ил.

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к плоским коллекторам для нагрева газообразной среды.

Известны солнечные воздухонагреватели, содержащие корпус с прозрачной верхней стенкой и плоский поглотитель, установленный в корпусе с образованием воздушного канала между стенкой и рабочей поверхностью поглотителя.

Известен солнечный воздухонагреватель, содержащий корпус с прозрачной верхней стенкой и плоский поглотитель, установленный в корпусе с образованием воздушного канала между стенкой и рабочей поверхностью поглотителя, причем рабочая поверхность выполнена в виде капиллярной структуры с тупиковыми капиллярами, ориентированными перпендикулярно плоскости поглотителя. Длина капилляра должна пятикратно превышать его диаметр, что приводит к повышению КПД нагревателей.

Однако развитие поверхности, воспринимающей солнечное излучение за счет создания в поглотителе развитой капиллярной структуры, неизбежно приводит к увеличению аэродинамического сопротивления и, следовательно, к снижению КПД воздухонагревателя.

Цель изобретения повышение КПД воздухонагревателя.

Это достигается тем, что в солнечном воздухонагревателе, содержащем корпус с прозрачной верхней стенкой и поглотитель, установленный в корпусе с образованием воздушного канала между стенкой и рабочей поверхностью поглотителя, причем в поглотителе со стороны рабочей поверхности выполнены углубления и (лунки) в форме шаровых сегментов, центральный угол которых находится в диапазоне Такое выполнение углублений в поглотителе со стороны рабочей поверхности позволяет существенно интенсифицировать пристенную теплоотдачу не только за счет механизмов но и за счет возникновения смерчевых образований над углублениями, выносящих пристенный слой (наиболее нагретый) теплоносителя, и его замены теплоносителем с низкой температурой. Диапазон значений центрального угла шаровых сегментов, образующих углубления, выбирается исходя из того, что при углах больших происходит затенение части рабочей поверхности даже при оптимальных углах падения солнечного излучения. Если центральный угол меньше то смерчевые образования прекращают существования и теплообмен растет только за счет увеличения рабочей поверхности поглотителя.

На фиг. 1 представлен солнечный воздухонагреватель, разрез; на фиг. 2 то же, вид в плане; на фиг. 3 узел I на фиг. 1.

Солнечный воздухонагреватель имеет корпус 1 с прозрачной верхней стенкой 2 и плоским поглотителем 3, установленным в корпусе 1 с образованием воздушного канала 4 между стенкой 2 и рабочей поверхностью 5 поглотителя 3, со стороны которой в поглотителе 3 выполнены углубления 6 в форме шаровых сегментов. К каналу 4 подведены патрубки 7 и 8 для подачи и отвода теплоносителя (воздуха) соответственно. Размер h углублений меньше толщины Н слоя поглотителя (см. фиг. 3), а расстояние между соседними углублениями а, как показали экспериментальные исследования, определяется из соотношения 0,2 0,7.

Воздухонагреватель работает следующим образом.

Излучение, проникая через стенку 2, улавливается поглотителем 3, рабочая поверхность 5 которого омывается нагреваемым газом, протекающим в канале 4. Наличие углублений 6 в поглотителе 3 со стороны рабочей поверхности 5 способствует возникновению смерчевых образований, с помощью которых происходит существенная интенсификация теплообмена вблизи рабочей поверхности 5 поглотителя 4, что повышает КПД нагревателя.

Формула изобретения

СОЛНЕЧНЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ, содержащий корпус с прозрачной верхней стенкой и плоский поглотитель, установленный в корпусе с образованием воздушного канала между стенкой и рабочей поверхностью поглотителя, причем в поглотителе со стороны рабочей поверхности выполнены углубления, отличающийся тем, что углубления выполнены в форме шаровых сегментов с центральным углом, ограниченным диапазоном /4 .

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3