СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР Российский патент 1995 года по МПК F24J2/22 F24J2/26 

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.

Известен солнечный коллектор, включающий поглощающую пластину фигурного профиля, находящуюся в тепловом контакте с теплоносителем.

Поглощающая пластина представляет собой гофрированный стальной лист, который может иметь самый разнообразный профиль: волнообразный, полукруглый, треугольный и др.

Такой (плоский) солнечный коллектор обеспечивает незначительный нагрев и используется, например, для нагрева воды в плавательных бассейнах и для бытовых целей, где требуется температура не выше 60^оС.

Чтобы достигнуть с помощью такого коллектора более высоких температур, необходимо обеспечить максимальную освещенность рабочей поверхности поглощающей пластины независимо от перемещения солнца в течение дня. Этого можно достигнуть с помощью различных следящих систем, что однако весьма дорого и сущест- венно усложняет конструкцию коллектора. Значительно выгоднее требуемый КПД обеспечить с помощью коллектора с неподвижной поглощающей пластиной.

Известен также солнечный коллектор, включающий неподвижную поглощающую пластину, имеющую фигурный профиль и находящуюся в тепловом контакте с теплоносителем.

Поглощающая пластина в этом случае имеет вертикальную стенку с горизонтальными гофрами треугольного сечения, верхние и нижние стороны которых наклонены к горизонту под определенными углами, зависящими от широты местности, в которой установлен коллектор.

Такой выбор углов наклона к горизонту сторон гофр позволяет несколько увеличить площадь освещенной поверхности коллектора при перемещении солнца в течение дня.

Однако такое техническое решение тем не менее не позволяет получить высокий КПД коллектора из-за значительной площади тени, отбрасываемой на верхнюю сторону гофр.

Такой солнечный коллектор пригоден лишь для установки на вертикальных стенках и, кроме того, он не является универсальным для разных районов, поскольку профиль поглощающей пластины зависит от широты местности.

Целью изобретения является повышение КПД солнечного коллектора за счет увеличения площади освещенности поглощающей пластины коллектора при использовании его в районах любой широты.

С этой целью в солнечном коллекторе, включающем неподвижную поглощающую пластину фигурного профиля, находящуюся в тепловом контакте с теплоносителем, рабочая поверхность поглощающей пластины выполнена в виде набора расположенных в шахматном порядке выступов и впадин, имеющих форму одинаковых правильных пирамид с углом боковых граней при вершине, равным 110^о.

На фиг.1 показан предлагаемый солнечный коллектор, вид сверху; на фиг.2 поперечное сечение А-А на фиг.1.

Солнечный коллектор включает неподвижную затемненную поглощающую пластину 1 и находящуюся в тепловом контакте с ней емкость 2 для теплоносителя (воды или газа). Рабочая поверхность поглощающей пластины 1 выполнена в виде набора расположенных в шахматном порядке выступов 3 и впадин 4, имеющих форму одинаковых правильных треугольных пирамид с углом боковых граней при вершине, равным 110^о.

Солнечная радиация в течение дня поглощается рабочей поверхностью пластины 1, которая, нагреваясь, передает тепло теплоносителю, находящемуся в емкости 2. При этом угол боковых граней при вершине пирамиды выбран равным 110^о с тем, чтобы обеспечить максимальную площадь освещенности пластины 1 независимо от расположения солнца в течение дня и от широты местности расположения коллектора, поскольку в любом случае освещается не менее двух боковых граней каждой из пирамид. Благодаря этому гарантируется высокий КПД солнечного коллектора.

При отклонении этого угла от указанной величины в сторону уменьшения площадь освещенной поверхности уменьшается, так как увеличивается площадь тени, отбрасываемой каждой из выступающих пирамид, а при превышении углом указанной величины площадь освещенной поверхности уменьшается за счет уменьшения количества пирамид при заданных площади коллектора и высоте пирамид.

Использование: в гелиотехнике. Сущность изобретения: солнечный коллектор включает неподвижную поглощающую пластину и находящуюся в тепловом контакте с ней емкость для теплоносителя. Рабочая поверхность поглощающей пластины выполнена в виде набора расположенных в шахматном порядке выступов и впадин, имеющих форму одинаковых правильных треугольных пирамид с углом между ребрами при вершине, равным 110 град. 2 ил.

СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР, содержащий находящуюся в тепловом контакте с теплоносителем неподвижную поглощающую пластину, рабочая поверхность которой выполнена в виде чередующихся выступов и впадин, отличающийся тем, что выступы и впадины имеют форму правильных треугольных пирамид с углом между ребрами при вершине 110^o.