Солнечный тепловой коллектор
Изобретение относится к солнечным тепловым коллекторам для нагрева теплоносителя. Коллектор содержит герметичный корпус 1, прозрачное покрытие 2, поглощающую поверхность в виде расположенных в корпусе в одной плоскости поглощающих труб 9 с двумя параллельными каналами 10 для пропуска теплоносителя и тепловую изоляцию 14 под ней. Каналы 10 для пропуска теплоносителя установлены вдоль длинных сторон корпуса 4, вдоль коротких сторон установлены трубы 11 большего диаметра, сообщающиеся с поглощающими трубами 9 и с каналами 10 для пропуска теплоносителя, поглощающая поверхность образуется трубами 9, каналами 10 и размещенными в промежутках между ними перемычками 6, при этом корпус выполнен герметичным с уплотнением 5 между ним и прозрачным покрытием 2. Изобретение позволяет упростить изготовление и улучшить поглощающую способность. 4 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных коллекторов для нагрева теплоносителя.
Известен солнечный тепловой коллектор, содержащий корпус, прозрачное покрытие, поглощающие каналы прямоугольного сечения и отражающую солнечное излучение поверхность (SU 1474391). Технический недостаток коллектора - ограниченное применение, поскольку прямоугольные трубы не выдерживают высокого давления; наличие мертвых зон и возможность гидравлических ударов, так как трубы расположены горизонтально, а вход и выход каналов для пропуска теплоносителя расположены по диагонали корпуса; возможность замедления или прекращения естественной циркуляции при наличии противоуклона. Известно устройство для нагрева воды, включающее корпус с трубами, расположенными в виде лабиринта, имеющего весьма длинную развернутую длину, при этом полость корпуса заполнена песком (SU 321665). Технический недостаток устройства - повышенные габариты и гидравлическое сопротивление из-за наличия сложно изогнутых труб большой длины; нетехнологичность изготовления трубной системы; сезонный характер использования, поскольку в холодное время года песок не будет нагревать трубы. Известен также солнечный тепловой коллектор, содержащий корпус, прозрачное покрытие, поглощающую поверхность в виде расположенных в корпусе в единой плоскости поглощающих труб с двумя параллельными каналами для пропуска теплоносителя и тепловую изоляцию под ней (SU 1474392). Технический недостаток данного коллектора - наличие и технологическая сложность изготовления отражателя солнечного излучения с двумя цилиндрическими и одной плоской поверхностями, которые лишь в определенное время дня направляют отраженные лучи на трубы; обусловленное конструкцией отражателя горизонтальное расположение каналов для пропуска теплоносителя (вдоль короткой стороны корпуса), что существенно увеличивает поле солнечной приемной поверхности и площадь, занимаемую коллектором; повышенные толщина и масса коллектора из-за необходимости применения труб большого диаметра и относительно большой развернутой длины отражателя. Техническая задача - улучшение технико-эксплуатационных показателей. Согласно изобретению каналы для пропуска теплоносителя установлены вдоль длинных сторон корпуса, вдоль коротких сторон установлены трубы большого диаметра, сообщающиеся с поглощающими трубами и с каналами для пропуска теплоносителя, поглощающая поверхность образуется указанными трубами, каналами и размещенными в промежутках между ними перемычками, при этом корпус выполнен герметичным с уплотнением между ним и прозрачным покрытием. На фиг. 1 изображен солнечный тепловой коллектор, общий вид в аксонометрической проекции; на фиг. 2 - нагревательная панель (теплообменник) коллектора; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 (повернуто); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2. Солнечный тепловой коллектор содержит герметичный корпус 1, закрываемый прозрачным покрытием 2. Корпус снабжен отбуртовкой 3, к которому посредством прижимных планок 4 и крепежных элементов крепится прозрачное покрытие. Между покрытием 2 и отбуртовкой 3, а также между покрытием и прижимными планками 4 предусмотрены уплотнения 5, которые обеспечивают герметизацию корпуса и предохраняют от повреждения прозрачное покрытие 2, которое может изготавливаться из стекла. Внутри корпуса 1 установлена нагревательная панель (теплообменник) 6 с выходящими за пределы корпуса входами 7 холодного и выходами 8 горячего теплоносителя, например воды. Нагревательная панель включает набор размещенных параллельно длинной стороне корпуса труб 9, несущих функции поглощающих труб; трубы 9 расположены в одной плоскости. В этой же плоскости, по краям труб 9 - вдоль длинных сторон корпуса установлены каналы 10 для пропуска теплоносителя. Каналы 10 могут быть выполнены из таких же труб, что и поглощающие трубы 9. Вдоль коротких сторон корпуса установлены поперечные трубы 11 большого диаметра, сообщающиеся с поглощающими трубами 9 и трубами 10 - каналами для пропуска теплоносителя. С противолежащей стороной труб 11 сообщаются также входы 7 холодного и выходы 8 горячего теплоносителя, при этом соответствующие входы 7, трубы 10 и выходы 8 образуют прямые (сплошные) каналы для пропуска теплоносителя. Поглощающая поверхность образуется указанными трубами 9 и 11, каналами 10 и размещенными в промежутках между ними перемычками 12. В поглощающую поверхность включаются также полосы 13, размещенные по наружным сторонам каналов 10. Перемычки 12 и полосы 13 жестко скреплены преимущественно с помощью сварки с соответствующими сторонами труб 9, 11 и каналов 10. Под нагревательной панелью 6 - на дне герметичного корпуса 1 размещена тепловая изоляция 14. Между панелью 6 и прозрачным покрытием 2 предусмотрена воздушная прослойка 15. Элементы коллектора могут иметь размеры: проходной диаметр труб 9 и каналов 10-20 мм; проходной диаметр поперечных труб 11-25 мм; толщина перемычек 12 и полос 13 - 1,5 мм, длина каналов 10 (вместе с входом 7 и выходом 3)
1,5 м; ширина нагревательной панели - около 0,6 м. Панель 6, или по крайней мере, ее сторона, обращенная к прозрачному покрытию 2, окрашена в черный цвет. Солнечный тепловой коллектор работает следующим образом. Коллектор устанавливают длинной стороной в направлении ЮГ-Север. Солнечное излучение проходит сквозь прозрачное покрытие 2 и попадает на поглощающую поверхность - поглощающие трубы 9, каналы 10, поперечные трубы 11 и размещенные в промежутках между ними перемычки 12, а также на полосы 13, размещенные по наружным сторонам каналов 10. За счет сравнительно небольшого поперечного размера труб и каналов и малой толщины перемычек и полос нагревательная панель (теплообменник) 6 быстро разогревается, при этом перемычки 12 и полосы 13 передают свое тепло трубам и каналам 10. Этому способствуют: наличие тепловой изоляции 14 под нагревательной панелью 6; наличие воздушной прослойки 15 между панелью и прозрачным покрытием 2; герметичность корпуса 1 и, в частности, его стыка с прозрачным покрытием; покрытие панели 6 в черный свет, поглощающий солнечные лучи. Внутри корпуса создается микроклимат (парниковый эффект). Теплоноситель (холодная вода) подводится к входам 7, посредством поперечных труб 11 большего диаметра вода поступает как в каналы 10, так и в поглощающие трубы 9. Нагрев теплоносителя вызывает его естественную циркуляцию, вследствие чего теплоноситель поднимается по трубам 9 и каналам 10 и посредством верхней поперечной трубы 11 большего диаметра попадает в выходы 8 и далее - в систему горячего водоснабжения. Таким образом, конструкция коллектора и его нагревательной панели (теплообменника) 6 характеризуются технологичностью при изготовлении, упрощением монтажа, универсальностью при эксплуатации, снижением габаритов, массы, гидравлического сопротивления и площади под коллектором. Это достигается за счет установки параллельно длинным сторонам корпуса поглощающих труб 9 и каналов 10 для пропуска теплоносителя, изготовленных из таких же труб и расположенных по краям поглощающих труб - вдоль длинных сторон корпуса, при этом входы 7, выходы 8 и каналы 10 расположены на одной оси; наличия поперечных труб 11 большего диаметра, установленных вдоль коротких сторон корпуса и сообщающихся с поглощающими трубами 9, каналами 10, входами 7 и выходами 8. Благодаря этому мертвые зоны в панели 6 практически отсутствуют, улучшается естественная циркуляция теплоносителя, снижается гидравлическое сопротивление в системе. При изготовлении труб 9, 11 и каналов 10 из стандартных труб небольшого диаметра не только снижаются габариты и масса конструкции, но и снимается ограничение на давление в системе, тонкостенные трубы быстро прогреваются, отдавая свое тепло теплоносителю, наличие перемычек между трубами и герметичность корпуса повышают эффективность коллектора. При таком исполнении коллектора снижается его стоимость и затраты на монтаж, при этом соответствующем теплоносителе коллектор может использоваться в любое время года. В итоге обеспечивается улучшение технико-эксплуатационных показателей при нагреве теплоносителя.Формула изобретения
Солнечный тепловой коллектор, содержащий корпус, прозрачное покрытие, поглощающую поверхность в виде расположенных в корпусе в одной плоскости поглощающих труб с двумя параллельными каналами для пропуска теплоносителя и тепловую изоляцию под ней, отличающийся тем, что каналы для пропуска теплоносителя установлены вдоль длинных сторон корпуса, вдоль коротких сторон установлены трубы большего диаметра, сообщающиеся с поглощающими трубами и с каналами для пропуска теплоносителя, поглощающая поверхность образуется указанными трубами, каналами и размещенными в промежутках между ними перемычками, при этом корпус выполнен герметичным с уплотнением между ним и прозрачным покрытием.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии преобразования солнечной энергии в тепловую и может быть использовано при изготовлении гелиотермических преобразователей
Гелиотермический преобразователь // 2109225
Изобретение относится к области использования солнечной энергии для обеспечения энергетических нужд в быту и на производстве, а именно для обеспечения потребностей в тепловой энергии, и может быть использовано при изготовлении высокотемпературных гелиотермических установок
Солнечный коллектор // 2032861
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть, в частности, использовано в солнечных коллекторах, закрепленных на горизонтальных и вертикальных стенках зданий, резервуараx с водой и пр
Поглотитель солнечного коллектора // 1682731
Солнечный коллектор // 1643888
Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет повысить КПД солнечного коллектора за счет обеспечения полноты утилизации
Солнечный коллектор // 1536178
Изобретение относится к гелиотехнике, к солнечным коллекторам с трубными каналами и позволяет достичь повышения КПД за счет снижения потерь тепла от нагретых излучением труб 6
Солнечный коллектор // 1474393
Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет повысить КПД коллектора за счет увеличения площади освещенной поверхности лицевой стенки при заданных вертикальном разрезе коллектора и высоте гофр
Надувной солнечный воздухонагреватель // 1453125
Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет интенсифицировать теплосъем и одновременно упростить изготовление воздухонагревателя за счет особенности конструкции элементов крепления конусов к поглощающей оболочке
Гелиотеплообменник // 1343234
Солнечный тепловой коллектор // 1332110
Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет интенсифицировать процесс .теплопередачи путем увеличения турбулизации потока
Солнечный модуль с концентратором (варианты) // 2172451
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности - к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электрической энергии и теплоты
Солнечный модуль с концентратом // 2172903
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электрической энергии и теплоты
Солнечный коллектор // 2272969
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения в условиях возможного периодического снижения температуры наружного воздуха до отрицательных температур
Тепловая панель // 2355954
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в солнечных коллекторах, а также в приборах отопления и охлаждения коммунально-бытового и промышленного назначения
Многофункциональный солнечный коллектор // 2538152
Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для преобразования солнечного излучения в тепловую и электрическую энергию. Оно может быть использовано для альтернативного энергообеспечения зданий и сооружений. Многофункциональный солнечный коллектор состоит из корпуса 1 с теплоизоляционным материалом 2, расположенного в нем под прозрачным ограждением 3 абсорбера 4 с продольными металлическими трубками 5, и установленными над абсорбером 4 металлическими сетками 6 с продольными полимерными трубками 8. Полимерные трубки 8 состоят из продольных сегментов 10, соединенных между собой посредством термической сварки, и поэтому они содержат участки металлических сеток 9. На внешней поверхности продольных полимерных трубок 8, обращенной к прозрачному ограждению 3, закреплены фотоэлектрические элементы 11. Продольные трубки, полимерные 8 и металлические 5, расположены в шахматном порядке и сообщаются между собой посредством промежуточной камеры. Такая конструкция устройства позволяет более полно улавливать солнечную радиацию, нагревая теплоноситель до высоких температур, и получать электроэнергию, продлевая срок службы фотоэлектрических элементов за счет их своевременного охлаждения. 3 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воды при помощи солнца в системах отопления и горячего водоснабжения, как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов. Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева содержит стеклопакет, емкости с фазопереходным веществом, также он включает в себя жестко соединенные между собой радиаторно-конвекторные секции, покрытые селективным покрытием, рациональное размещение ребер и их плотное соприкосновение с основной трубой увеличивает теплообменную площадь. Корпус выполнен из теплоизоляционных материалов, на переднюю стенку, выполненную из стеклопакета, нанесена низкоэмиссионная пленка, либо напыление, пропускающее солнечное излучение и удерживающее его внутри модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева, емкости с фазопереходным веществом сделаны из того же материала, что и радиаторно-конвекторные секции, и располагаются непосредственно между их ребрами, сами радиаторно-конвекторные секции выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а на их активную часть нанесено селективное покрытие. Солнечный коллектор позволит максимально эффективно использовать солнечную энергию, снизить стоимость, энергоемкость и материалоемкость конструкции, повышая при этом надежность и технологичность. 4 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным коллекторам для преобразования солнечной энергии в тепловую в системах отопления и горячего водоснабжения как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов. Солнечный коллектор содержит корпус, имеющий прозрачное покрытие, поглощающие каналы для прохода теплоносителя, отражающую солнечное излучение поверхность, каналы имеют прямоугольное поперечное сечение. Корпус выполнен из теплоизоляционного материала, прозрачное покрытие выполнено с двух сторон солнечного коллектора в виде двухкамерного стеклопакета с нанесенным селективным покрытием, поглощающие каналы выполнены внутри жестко соединенных между собой радиатор-конвекторных секций, имеющих прямоугольное, а также круглое поперечное сечение для прохода теплоносителя, отражающая солнечное излучение поверхность выполнена многофункциональной в виде теплопоглощающих и теплоотводящих радиатор-конвекционных элементов, которые в совокупности образуют ряды концентраторов -образной, или -образной, или U-образной, или W-образной формы, образованных на поверхности радиатор-конвекторной секции, активная часть поверхности которых покрыта селективным покрытием, между ребрами радиатор-конвекторных секций расположены емкости с фазопереходным веществом. Реализация данного солнечного коллектора с концентратором для гелиоводоподогрева позволяет максимально эффективно использовать солнечную энергию. 4 ил.
