КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ Российский патент 1995 года по МПК F24J2/20 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в различных гелиосистемах для нагрева воды.

Известен коллектор солнечной энергии, содержащий две пластины из листового материала, скрепленные между собой по периметру и образующие проточные каналы, сообщенные со сборными тpубопроводами, подключенными к патрубкам для входа и выхода теплоносителя [1]
В данном коллекторе участки между каналами не омываются теплоносителем и имеют наиболее высокую температуру, что приводит к теплопотерям. При этом теплопотери тем больше, чем меньше теплопроводность материала пластин и чем больше промежутки между каналами. В этой связи данный коллектор, выполненный, например, из нержавеющей стали или полимеров, является неэффективным. Для указанных материалов целесообразно использовать конструкцию, в которой вся поверхность между пластинами омывалась бы теплоносителем.

Наиболее близким к заявленному по совокупности признаков является коллектор солнечной энергии, содержащий две пластины из листового материала, скрепленного между собой по периметру с образованием полости для теплоносителя, подключенной к входному и выходному патрубкам, и расположенные в полости в направлении от входного к выходному патрубкам с зазорами относительно последних проставки [2]
В известном коллекторе проставки выполнены в виде ребер. Ребра могут быть выполнены либо методом экструзии, либо с помощью сварки или пайки. Однако для конструкций, изготовленных из материалов, обладающих недостаточной пластичностью, технология, связанная с методом экструзии, достаточно сложная. Использование метода сварки (пайка) также связано с ухудшением либо теплотехнических, либо технологических характеристик. Так, если к пластинам приваривать толстые ребра, то в полости создаются участки, неомываемые теплоносителем, с повышенными теплопотерями. Кроме того, такая конструкция имеет большие весовые характеристики. При сварке тонких ребер возникают технологические трудности при изготовлении.

Задачей изобретения является создание надежной, простой в изготовлении и имеющей высокие теплотехнические характеристики конструкции.

Указанная задача решается тем, что вместо ребер проставки выполнены в виде проточных трубопроводов, прикрепленных к пластинам в местах их контакта.

На фиг. 1(а,б,в) показан коллектор солнечной энергии (корпус с тепловой изоляцией и прозрачным ограждением не показан); на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 показано приспособление для изготовления коллектора.

Коллектор солнечной энергии содержит две пластины 1, 2 из листового материала, скрепленные между собой по периметру с образованием полости 3 для теплоносителя, подключенной к входному и выходному патрубкам 4, 5, и расположенные в полости 3 в направлении от входного к выходному патрубкам 4, 5 с зазорами 6, 7 относительно последних проставки, выполненные в виде проточных трубопроводов 8, прикрепленных к пластинам 1, 2 в местах их контакта. При изготовлении коллектора используется оправка 9.

Коллектор солнечной энергии изготовляют следующим образом.

Трубопроводы 8 вставляют в оправку 9, выполненную в виде гребенки (фиг. 3), толщина которой меньше диаметра трубопроводов. Гребенка фиксирует пакет трубопроводов в пространстве между пластинами 1, 2 из листового материала. Далее производят соединение (сварка, пайка клеевого соединения) трубопроводов 8 с пластинами 1, 2, после чего оправку 9 удаляют и соединяют пластины 1, 2 по периметру, оставляя отверстия для подключения патрубков 4, 5.

Работает коллектор солнечной энергии следующим образом.

Теплоноситель через входной патрубок 4 поступает в зазор 6, служащий распределительным каналом, и проходит в полость между пластинами как через трубопроводы 8, так и между ними. Из зазора 7, служащего сборным каналом, нагретый теплоноситель через выходной патрубок 5 поступает к потребителю. Нагрев теплоносителя осуществляется за счет тепла солнечного излучения. Солнечные лучи проникают в корпус коллектора через прозрачную изоляцию (на чертежах не показано) и поглощаются поверхностью пластины 1, покрытой светопоглощающим материалом. Нагрев теплоносителя происходит достаточно эффективно благодаря развитой теплообменной поверхности проставок, выполненных в виде трубопроводов, и благодаря отсутствию в полости 3 между пластинами 1, 2 участков, не омываемых теплоносителем.

Соединение пластин 1 и 2 с трубопроводами 8 обеспечивает жесткость конструкции и предотвращает вспучивание пластин 1 и 2 при подаче теплоносителя под давлением.

Таким образом, данная конструкция проста в изготовлении, обеспечивает возможность использования материалов с пониженной теплопроводностью при сохранении достаточной жесткости и надежности и обладает высокими теплотехническими характеристиками.

Использование: в устройствах для нагрева теплоносителя в гелиосистемах. Сущность изобретения: в коллекторе в полости между пластинами, скрепленными по периметру, установлены проточные трубопроводы в направлении от входного к выходному патрубкам с зазорами относительно последних. При этом один зазор служит распределительным каналом, а другой сборным. Трубопроводы прикреплены к пластинам в местах их контакта. Теплоноситель проходит как через трубопроводы, так и между ними. Практически вся поверхность между пластинами омывается теплоносителем. Конструкция проста в изготовлении и обеспечивает высокие теплофизические характеристики благодаря развитой поверхности теплообмена. 3 ил.

КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ, содержащий две пластины из листового материала, скрепленные между собой по периметру с образованием полости для теплоносителя, подключенной к входному и выходному патрубкам, и расположенные в полости в направлении от входного к выходному патрубкам с зазорами относительно последних проставки, отличающийся тем, что проставки выполнены в виде проточных трубопроводов, прикрепленных к пластинам в местах их контакта.