КОЛЛЕКТОР Российский патент 1999 года по МПК F24J2/28 

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к устройствам для отбора тепла из солнечного потока и его отвода в тепловой аккумулятор.

Известен жидкостный солнечный тепловой коллектор, включающий корпус с остеклением и теплоизоляцией, а между ними расположена лучепоглощающая панель и адсорбер. Адсорбер выполнен в виде нескольких продольных или одного изогнутого канала, в которых постоянно циркулирует поток жидкого теплоносителя. Поток света, попадая на теплопоглащающую панель, нагревает пространство между панелью и теплоизоляцией, а стенки трубы адсорбера нагреваются до температуры в указанном пространстве. Холодный поток жидкости, проходя по трубам адсорбера охлаждает их, а сам при этом нагревается и уже нагретый удаляется из адсорбера, отдает приобретенное тепло или непосредственно потребителям в виде нагретой воды или направляется в теплообменник ( см. Книгу Н.В.Харченко, Индивидуальные солнечные установки, М., "Энергоатомиздат", 1991 г., стр. 36 рис. 14).

Недостатком этого коллектора - это низкий КПД из-за небольшой площади нагрева жидкости и значительной толщине ее потока. Кроме того, конструкция коллекторов сложна и дорогостоящая и поэтому их применение в народном хозяйстве ограничено.

Технической задачей изобретения является повышение КПД, снижение затрат на изготовление и уменьшение стоимости солнечных коллекторов, преимущественно бытовых.

Указанная задача достигается тем, что в коллекторе, содержащем корпус с теплоизоляцией, внутри которого установлены теплопоглотитель, адсорбер с жидким теплоносителем, установленным за теплопоглотителем, при этом адсорбер выполнен из пористого гидрофильного материала и контактирует своей боковой поверхностью с внутренней поверхностью теплопоглатителя, а другая сторона материала адсорбера контактирует с гидроизоляционным экраном. Гидрофильный материал адсорбера установлен между теплопоглотителем и экраном без зазора. Еще одним отличием является то, что гидроизоляционный экран нанесен на одну из поверхностей материала адсорбера или на теплоизоляцию.

На чертеже изображен коллектор для утилизации солнечного тепла, выполненный в соответствии с изобретением с поперечным сечением для лучшего показа конструкции.

Как показано на чертеже, предлагаемый коллектор содержит корпус 1, внутри которого имеется теплоизоляция 2. С другой стороны в корпусе 1 закреплены светопрозрачная изоляция 3, теплопоглотитель 4 в виде теплопроводного тонкостенного листа, например, медная фольга. Вплотную к теплопоглотителю 4 параллельно его внутренней поверхности примыкает адсорбер 5 в виде гидрофильного материала без перегородки. За адсорбером 5 вплотную к его другой стороне установлена гидроизоляция 6.

Работа предлагаемого коллектора осуществляется следующим образом. Солнечные лучи, проходя через светопрозрачную изоляцию 3, поглощаются поглотителем 4 и нагревают его. Противоположная сторона поглотителя 4 нагревается до температуры со стороны светопрозрачной изоляции 3. По гидрофильному материал 5 постоянно движется по капиллярам жидкий теплоноситель, например вода. Так как площадь контакта материала 5 и теплопоглотителя 4 большая по сравнению с толщиной слоя движущейся жидкости, то ее весь объем быстро нагревается и отводится к потребителю, а на его место поступает холодный поток жидкости. Циркуляция теплоносителя может происходить без дополнительных устройств, за счет конвенции, что в значительной степени упрощает конструкцию коллекторов или за счет разности высот входа и выхода теплоносителя или по принципу сифона. Корпус 1 с теплоизоляцией 2 может быть установлен с зазором по отношению к гидроизоляционному экрану 6, а может контактировать с ним без зазора т. к. на работу коллектора это не влияет.

Использование изобретения в гелиосистемах для утилизации солнечной энергии позволит значительно упростить конструкцию коллектора, сократить потери на нагрев внутреннего пространства корпуса. Т.к. передача тепла от поглотителя к адсорберу производится без дополнительного промежуточного элемента. Кроме этого, единый узел (поглотитель, адсорбер, гидро и теплоизоляция) позволяет выпускать его в виде рулонного изделия и требующий минимальных затрат на монтаж), а его установка возможна в любом месте, где необходима утилизация солнечной энергии.

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к солнечным коллекторам, предназначенным для отбора тепла из солнечного потока и отвода его в тепловой аккумулятор. Коллектор содержит корпус 1, внутри которого имеется теплоизоляция 2. С другой стороны в корпусе 1 закреплены - светопрозрачная изоляция 3, теплопоглотитель 4 в виде теплопроводного тонкостенного листа, например медная фольга. Вплотную к теплопоглотителю 4 параллельно его внутренней поверхности примыкает адсорбер 5 в виде гидрофильного материала без перегородки. За адсорбером 5 вплотную к его другой стороне установлена гидроизоляция 6. Изобретение позволяет получить гибкий адсорбер, который может изготавливаться в заводских промышленных условиях, поставляться в виде рулонного изделия и может применяться в коллекторах без дополнительных затрат. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Коллектор преимущественно для утилизации солнечной энергии, содержащий корпус с теплоизоляцией, внутри которого установлены теплопоглотитель, адсорбер с жидким теплоносителем, установленным за теплопоглотителем, отличающийся тем, что адсорбер выполнен из пористого гидрофильного материала и контактирует своей боковой поверхностью с внутренней поверхностью теплопоглотителя, а другая сторона материала адсорбера снабжена гидроизоляционным экраном. 2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что поверхности теплопоглотителя, материала адсорбера и экрана сопряжены между собой без зазора. 3. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что поверхность материала адсорбера, противоположная теплопоглотителю, выполнена гидронепроницаемой. 4. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что противоположная поверхность гидроизоляционного экрана по отношению к гидрофильному материалу адсорбера совмещена с теплоизоляцией.