СОЛНЕЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ Российский патент 1998 года по МПК F24J2/44 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных водонагревателей с естественной циркуляцией и может быть использовано для горячего водоснабжения индивидуальных потребителей владельцев садово-дачных участков, фермерских хозяйств и т.п.

Известно устройство солнечного водонагревателя с естественной циркуляцией, включающее гелиоконтур с коллектором солнечного излучения, баком-аккумулятором с теплоизоляцией и соединяющими их трубопроводами, вытеснительную систему с патрубками и вентилями для водоснабжения.

Однако известное устройство не может обеспечить свою функциональную предназначенность без наличия давления в вытеснительной системе при отключении или отсутствии напорной водопроводной сети.

Задачей изобретения, является обеспечение солнечным водонагревателем с естественной циркуляцией горячего водоснабжения индивидуальных потребителей как при наличии, так и при отключении или отсутствии напорной водопроводной сети.

Поставленная задача решается следующим образом.

Известный солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией, включающий гелиоконтур с коллектором солнечного излучения, баком-аккумулятором с теплоизоляцией и соединяющими их трубопроводами, вытеснительную систему с патрубками и вентилями для водоснабжения, снабжен баком-вытеснителем, расположенным над баком-аккумулятором и сообщенным через патрубок и вентиль с вытеснительной системой, причем объем бака-вытеснителя в два раза превышает объем бака-аккумулятора.

На фиг.1 схематично представлен солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией; на фиг.2 поясняется работа устройства при отсутствии напорной водопроводной сети; на фиг.3 поясняется работа устройства при ее наличии.

Солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией (фиг.1) включает гелиоконтур с коллектором солнечного излучения 1, баком-аккумулятором 2 с теплоизоляцией 3 и соединяющими их трубопроводами 4 и 5, вытеснительную систему с патрубками 6 10 и вентилями 11, 12 и 13 для водоснабжения. Над баком-аккумулятором 2 установлен бак-вытеснитель 14, сообщенный через патрубок 15 и вентиль 16 с вытеснительной системой.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии напорной водопроводной сети в положении I (фиг.2) подручными средствами (ведра, ручной, пневматический, электрический насосы и т.п. ) из естественных или искусственных водоемов, колодцев, скважин и т.п. происходит заполнение водой гелиоконтура. При этом вода наливается в бак-вытеснитель 14 и через патрубки 15 и 7 и открытые вентили 16 и 12 при закрытых вентилях 11 и 13 постепенно заполняет коллектор солнечного излучения 1 и бак-аккумулятор 2. При появлении воды из патрубка 10 вентиль 12 закрывается и заполняется бак-вытеснитель 14 (положение II на фиг.2).

В положении III (фиг. 2) световой поток, поглощенный коллектором солнечного излучения 1, нагревает в нем воду. Нагретая вода обладая меньшей по сравнению с холодной водой плотностью, поднимается по трубопроводу 4 в верхнюю часть бака-аккумулятора 2. Одновременно из его нижней части холодная вода по трубопроводу 5 поступает в нижнюю часть коллектора солнечного излучения 16, где также нагревается и в свою очередь подается в бак-аккумулятор 2. Устанавливается естественная циркуляция воды в гелиоконтуре, в результате которой слой горячей воды в баке-аккумуляторе 2 растет, отодвигая вниз ко дну бака границу между ним и остающейся массой холодной воды.

Для водоснабжения потребителей открывается вентиль 12 и в нижнюю часть бака-аккумулятора 2 из бака-вытеснителя 14 через патрубки 15 и 7 и открытый вентиль 16 под действием гидростатического давления подается холодная вода, которая вытесняет горячую воду из верхней части бака-аккумулятора 2 в патрубок 8 и далее поступает к потребителю из патрубка 10. Открытием вентиля 13 через патрубок 9, при необходимости, горячая вода может разбавляться холодной из бака-вытеснителя 14.

При наличии напорной водопроводной сети положении 1 (фиг.3) происходит заполнение водой гелиоконтура, при котором вода из напорной водопроводной сети через патрубки 6 и 7 и открытые вентили 11 и 12 при закрытых вентилях 13 и 16 постепенно заполняет коллектор солнечного излучения 1 и бак-аккумулятор 2. При появлении воды из патрубка 10 вентиль 12 закрывается, открывается вентиль 16 и через патрубок 15 заполняется бак-вытеснитель 14 (положение II на фиг.3), после чего вентиль 16 закрывается.

В положении III (фиг.3) естественная циркуляция воды в гелиоконтуре происходит так же, как и в положении III на фиг.2.

Для водоснабжения потребителей открывается вентиль 12 и в нижнюю часть бака-аккумулятора 2 через патрубки 6 и 7 и открытый вентиль 11 под действием давления напорной водопроводной сети подается холодная вода, которая вытесняет горячую воду из верхней части бака-аккумулятора 2 в патрубок 8 и далее поступает к потребителю из патрубка 10. Открытием вентиля 13 через патрубок 9, при необходимости, горячая вода может разбавляться холодной из напорной водопроводной сети.

В случае отключения напорной водопроводной сети в результате аварий, ремонта и т.п. для водоснабжения потребителей при закрытом вентиле 11 и открытом вентиле 16 используется вода, запасенная в баке-вытеснителе 14 по описанной схеме, представленной в положении III на фиг.2.

Использование: для горячего водоснабжения индивидуальных потребителей как при наличии, так и при отключении или отсутствии напорной водопроводной сети. Солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией включает гелиоконтур с коллектором солнечного излучения, баком - аккумулятором с теплоизоляцией и соединяющими их трубопроводами и вытеснительную систему с патрубками и вентилями для водоснабжения. Над баком-аккумулятором установлен бак-вытеснитель, сообщенный через патрубок и вентиль с вытеснительной системой, причем объем бака-вытеснителя в два раза превышает объем бака-аккумулятора. 3 ил.

Солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией, включающий гелиоконтур с коллектором солнечного излучения, баком-аккумулятором с теплоизоляцией и соединяющими их трубопроводами, вытеснительную систему с патрубками и вентилями для водоснабжения, отличающийся тем, что он снабжен баком-вытеснителем, расположенным над баком-аккумулятором и сообщенным через патрубок и вентиль с вытеснительной системой, причем объем бака-вытеснителя в два раза превышает объем бака-аккумулятора.