УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ Российский патент 1995 года по МПК F24J2/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к оборудованию приусадебных и садовых участков.

Для полива овощей и бытовых нужд на приусадебных участках применяется в большом объеме чистая тепловая вода и растворы в ней органических и минеральных удобрений. Нагревание таких жидкостей производится солнечными лучами в бочках, бачках и ведрах.

Недостаток устройства состоит в невысокой температуре нагрева. Стенки сосудов одновременно с нагревом интенсивно охлаждаются воздухом.

Известно устройство для нагрева жидкости, состоящее из тонкостенной стальной трубы, согнутой змеевиком, заключенной в теплоизолирующий ящик. Устройство имеет много узлов и деталей, трудоемкое в изготовлении. Рядовой садовод не в состоянии его изготовить. Несмотря на громоздкость сооружения теплопоглощающая поверхность его невелика.

Известен другой солнечный нагреватель жидкости, содержащий корпус с размещенной в нем трубой, одна стенка которого выполнена из тепловой изоляции, а другая из двух слоев прозрачного материала (прототип).

Недостаток - сложен в изготовлении, теплопоглощающая поверхность трубы используется неэффективно.

Целью изобретения является повышение эффективности работы солнечного нагревателя путем увеличения теплопогло- щающей способности поверхности нагрева. Увеличение эффективности работы теплопоглощающей поверхности нагрева достигается тем, что независимо от времени дня вся нагреваемая поверхность полностью освещается солнечными лучами. В качестве нагреваемой поверхности используется труба большого диаметра неограниченной высоты.

Цель достигается тем, что солнечный нагреватель жидкости, содержащий корпус, одна стенка которого выполнена из тепловой изоляции, а другая из двух внешнего и внутреннего слоев прозрачного материала, между которыми расположены дистанционирующие элементы, в полости корпуса размещена труба поверхности нагрева, подключенная к подводящему и отводящему патрубкам, отличающийся тем, что он дополнительно содержит крепежный и опорные элементы, первый из которых выполнен в виде трубки и стержня, а вторые - в виде колец, труба поверхности нагрева расположена вертикально в корпусе и выполнена с заглушенными торцами, к верхнему из которых подключен отводящий патрубок, при этом стержень помещен в трубку и закреплен вертикально в тепловой изоляции корпуса, а трубка расположена по оси трубы поверхности нагрева, внутри последней, и скреплена с ее нижним заглушенным торцом, кольца опорных элементов закреплены на трубе и взаимодействует с внутренним слоем прозрачного материала, в качестве которого используют эластичную полиэтиленовую пленку, а дистанционирующие элементы двухслойной пленки выполнены в виде стержней из эластичного материала и хомутов, первые из которых расположены вертикально между внешними и внутренними слоями, а вторые охватывают последний между кольцами опорных элементов.

Нагреватель жидкости имеет простую симметричную осевую конструкцию. Труба нагревателя может быть цилиндрической, прямоугольной и овальной формы с короткой осью, обращенной на юг. Нагрев воды в последнем случае будет более интенсивным.

На фиг. 1 показан нагреватель жидкости - общий вид; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

На фиг. 1 и 2 обозначено: 1 - корпус нагревателя, выполненный из двух внешнего 2 и внутреннего 3 слоев прозрачного материала - эластичной полиэтиленовой пленки толщиной δ₁ и δ₂ соответственно с расположенными между ними дистанционирующими элементами 4 в виде вертикальных стержней из эластичного материала, например пластмассовых труб, и хомутов 5, охватывающих внутренний слой 3 прозрачного материала между кольцами 6 опорных элементов 7, закрепленных с помощью полуколец 8 на нагреваемой солнечными лучами трубе 9 с заглушенными торцами 10 и 11, подключенной к подводящему 12 и отводящему 13 трубопроводам; 14 - крепежный элемент нагревателя, состоящий из трубки 15, охватывающей стержень 16, присоединенный, например сваркой, к заглушенному торцу 10 трубы 9; 17 - основание корпуса в виде шайбы из теплоизолирующего материала, например, из пенопласта, охватываемое внешним 2 и внутренним 3 слоями прозрачного материала из эластичной полиэтиленовой пленки, перевязанной шнуром 18; 19 и 20 - перевязывающие шнуры соответственно наружную 2 и внутреннюю 3 слои прозрачного материала из полиэтиленовой пленки вокруг трубопровода 13. Дистанционирующие элементы 4 вверху также перевязаны между собой, не показанной на чертеже связкой из проволоки или шнура.

В предложенном солнечном нагревателе тепловая воздушная изоляция создается объемом воздуха, заключенным между наружной пленкой 2 и внутренней 3. Наружная пленка 2 и внутренняя 3 могут сминаться и в отдельных местах прилегать друг к другу, несмотря на дистанционирующие элементы 4, что может уменьшить тепловую изоляцию. Для повышения качества теплоизоляции хомуты 5 отделяют пленку 3 от пленки 2 и создают местные воздушные промежутки (полости), чем существенно увеличивается тепловое сопротивление воздушного промежутка между пленками 2 и 3. Теплоизолирующая от почвы шайба 17 может быть выполнена, например, из пенопласта, дерева или металла, но пустотелой.

Устройство собирается в следующем порядке. Сначала в почву в удобном месте вбивается стержень 16. На него одевается теплоизолирующая шайба 17 и на стержень насаживается труба 9. На трубе 9 монтируют опорные кольца 6, прикрепленные к опорам 7, присоединенным к полукольцам 8. К трубе 9 присоединяют трубопроводы 12 и 13. Поверх трубы 9 на опорные кольца 6 надевается внутренняя пленка 3, которая между кольцами 6 стягивается хомутами 5, а наверху крепится шнуром 20. На внутреннюю пленку 3 накладывается дистанционирующие прутки 4 и поверх их натягивается наружная пленка 2, перевязываемая внизу шнуром 18, а наверху шнуром 19.

Устройство работает следующим образом. В солнечную погоду или в пасмурную с тонким слоем облаков труба 9 нагревателя, присоединенная заранее к водопроводу посредством трубопровода 12, наполняется водой. Наполнение водой до верха контролируется по началу вытекания ее из трубопровода 13. К трубопроводу 13 в зависимости от потребности присоединяется шланг для подачи воды в бочку для полива грядок или в душ. После того как вода нагреется до необходимой температуры на трубопроводах 12 и 13 открываются краны и холодная вода, поступающая в нижнюю часть трубы 9, постепенно вытеснит теплую воду через трубопровод 13 к месту ее потребления.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. В качестве трубы в опытном солнечном нагревателе была взята водогрейная колонка для газового нагрева воды для ванны. Размер колонки: высота 1500 мм, диаметр 300 мм, вместимость 100 л. Колонка насажена на стержень, вбитый в почву, и опирается на основание из нескольких кирпичей. Внутренняя прозрачная планка натянута на 6 опорных колец, сделанных из проволоки диаметром 6 мм. На пленку были надеты проволочные хомуты диаметром по 800 мм. На внутреннюю пленку поверх хомутов наложено 6 отрезков водопроводного пластмассового гофрированного шланга диаметром по 15 мм. Поверх отрезков шланга натянута трубой вторая наружная пленка. Нагрев воды производится при различной погоде и различной температуре наружного воздуха в разное время дня. Так, например, 29.06.90 в 14 ч температура наружного воздуха была 30^оС. Температура воздуха под пленкой с солнечной стороны 35^оС и температура воды в трубе нагревателя 40^оС. В это же время дня температура в обычной бочке вместимостью 200 л была 25^оС. Первого июля того же года в 8 ч утра температура наружного воздуха была 17^оС, под пленками нагревателя 25^оС, нагретой воды 23^оС, а в бочке 15^оС.

Использование: в сельском хозяйстве. Сущность: устройство для нагрева воды содержит размещенные в корпусе трубу поверхности нагрева, дистанционирующие элементы, крепежные и опорные элементы. Труба расположена вертикально и выполнена с заглушенными торцами. К верхнему торцу подключен отводящий патрубок. Корпус выполнен из внешнего и внутреннего слоев , эластичной полиэтиленовой пленки. Дистанционирующие элементы выполнены в виде стержней и хомутов. Крепежные элементы выполнены в виде трубки и стержня , а опорные - в виде колец. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ, содержащее корпус, одна стенка которого выполнена из тепловой изоляции, а другая из внешнего и внутреннего слоев прозрачного материала, между которыми расположены дистанционирующие элементы, в полости корпуса размещена труба поверхности нагрева, подключенная к подводящему и отводящему патрубкам, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит крепежные и опорные элементы, первые из которых выполнены в виде трубки и стержня, а вторые - в виде колец, труба поверхности нагрева расположена вертикально в корпусе и выполнена с заглушенными торцами, к верхнему из которых подключен отводящий патрубок, при этом стержень помещен в трубку и закреплен вертикально в тепловой изоляции корпуса, выполненной в виде шайбы, а трубка расположена по оси трубы поверхности нагрева внутри последней и скреплена с ее нижним заглушенным торцом, кольца опорных элементов закреплены на трубе и взаимодействуют с внутренним слоем прозрачного материала, в качестве которого используют эластичную полиэтиленовую пленку, образующую замкнутое пространство, а дистанционирующие элементы двуслойной пленки выполнены в виде стержней из эластичного материала и хомутов, первые из которых расположены вертикально между внешними и внутренними слоями, а вторые охватывают последний между кольцами опорных элементов.