СОЛНЕЧНЫЙ ВОЗДУХОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F24J2/24 F24J2/34 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а точнее к воздуховодонагревательным установкам, и может быть использовано в области растениеводства защищенного грунта, особенно в условиях высокогорья.

Известна конструкция солнечного коллектора-аккумулятора, содержащая теплоизолированный корпус с теплопоглощающей панелью, установленной наклонно, образующей переднюю стенку бака для теплоносителя, и установленную в баке перегородку, расположенную вдоль теплопоглощающей панели, при этом перегородка выполнена с поперечными отверстиями [1].

К недостаткам данного солнечного коллектора относятся сложность конструкции и назначение его только для нагрева воды.

Известна также гелиоустановка, которая содержит многоступенчатый гелиоколлектор, расходный бак холодной воды с поплавковым регулятором уровня воды и бак аккумулятор, расположенный ниже расходного бака холодной воды, а на последней ступеньке гелиоколлектора размещены регулирующий вентиль и регулятор температуры [2].

К недостаткам данной конструкции установки относятся сложность конструкции и узкая область - только для нагрева воды.

Из известных солнечных воздуховодонагревателей наиболее близким по технической сущности является "солнечный воздуховодонагреватель"[3].

В нем описан коллектор двухцелевого назначения - солнечного водовоздухонагревателя. Его конструктивное решение и принцип работы состоят в следующем. На перфорированный металлический лист-адсорбер солнечной энергии укладывается трубчатый котел. Вода в солнечный водовоздухонагреватель подается снизу и путем термосифонной циркуляции поступает в бак-аккумулятор. Поток воздуха или противотоком, или перекрестно, проходя через перфорированные листы, снимает тепло с теплоприемных поверхностей как адсорбера, так и трубчатого котла. Это позволяет использовать солнечный водовоздухонагреватель в комбинированных солнечных установках.

Недостаток конструкции описанного солнечного водовоздухонагревателя заключается в том, что она конструктивно сложна для исполнения, использование водовоздухонагревателя одновременно двух носителей тепла (вода и воздух) снижает его эффективность как для нагрева воды, так и для нагрева воздуха. Другим недостатком данной конструкции является то, что в ней не предусмотрена естественная циркуляция холодного и подогретого воздуха - вход и выход воздуха расположены на одном уровне.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности действия воздуховодонагревателя, упрощение конструкции установки, снижение трудоемкости монтажа, снижение затрат на строительство.

Сущность изобретения в том, что в солнечном воздуховодонагревателе аккумулятор тепла выполнен двухслойным, причем нижний слой гравийный, а верхний песчаный, в котором частично утоплена труба теплопровода, а у входа трубы установлен кран для переключения теплоносителя, при этом воздуховодонагреватель размещен под углом 30-60^o в зависимости от широты местности.

В солнечном воздуховодонагревателе предусмотрен прогон различных теплоносителей (вода, воздух) по одному и тому же пути. Аккумулятор тепла расположен таким образом, что он одновременно исполняет роль теплоизолятора воздуховодонагревателя. Теплопровод изготовляется из трубы, изогнутой в синусоидальной форме, и частично утопается в песчаном слое аккумулятора тепла.

Основное назначение двухцелевых солнечных нагревателей - это теплоснабжение гелиотеплиц, особенно в условиях высокогорья, где температура поливной воды очень низка даже летом, а колебания дневной и ночной температуры высоки. В конструкции солнечного воздуховодонагревателя предусмотрена возможность переключения с одного теплоносителя-воздуха, на другой - воды, по одному и тому же пути, для этого использован коллектор двухцелевого назначения.

На фиг. 1 представлен общий вид солнечного воздуховодонагревателя, который состоит из металлического каркаса - 1, уложенный по периметру и разделенный посередине, гравийного слоя - 2, слоя песка - 3, металлической трубы для теплоносителя - 4, входа - 5 и выхода - 6, стеклянного покрытия - 7, переключателя крана - 8.

Солнечный воздуховодонагреватель размещается под углом 30-60^o к горизонту в зависимости от широты местности. Это повышает эффективность использования солнечной энергии и, если воздуховодонагреватель используется для нагрева воды, холодная вода подводится снизу. Имея перепад по высоте, вода поднимается по трубе и нагревается, затем используется для полива растений в теплице. Если воздуховодонагреватель используется для нагрева воздуха, подводящего в теплицу, то нижний конец трубы оставляет открытым и воздух, нагретый в воздуховодонагревателе, создает тягу и, поднимаясь по трубе, обеспечивает теплицу теплым воздухом.

В данной конструкции песок и гравий играют роль аккумулятора и теплоизолятора установки. Поступающая солнечная радиация, проходя через прозрачное стеклянное покрытие, нагревает одновременно и трубу, и аккумулятор. Труба для теплоносителя может быть цельной или собранной из отдельных частей трубы, соединенной между собой эластичной резиновой или иной трубой, расположенной как показано на фиг.1.

Испытание установки показало, что при данной конструкции солнечного воздуховодонагревателя можно получить воду, нагретую до 30-50^oС, и воздух, нагретый до 40-50^oС, и обеспечивать теплом, не привлекая для этого электрическую или иную энергию.

Таким образом, предложенная конструкция не требует особых затрат на изготовление, является легкодоступной, удобна в эксплуатации и может быть использована в любой местности.

ЛИТЕРАТУРА
1. Заявка на изобретение 95118685/06. F 24 J 2/04, бюл. 26, 1997 г.

2. Авторское св. 2124680, F 24 J 2/04, бюл. 1, 1999 г.

3. Информационный листок НИИ НТИ и ТЭИ Туркменской ССР, серия: гелиотехника 108-88 г. "Солнечные воздухонагреватели для систем теплоснабжения".

Предложена установка для получения теплого воздуха и воды с использованием солнечной энергии, в которой предусмотрена возможность переключения с одного теплоносителя на другой. Воздух или вода проходят по металлической трубе синусоидальной формы, расположенной на поверхности аккумулятора тепла и частично утопленной в песчаном слое аккумулятора нагревателя. Аккумулятор собран двуслойным, из гравия и песка. Светопрозрачным покрытием воздуховодонагревателя является загерметизированное в металлический каркас оконное стекло. Изобретение позволит упростить конструкцию, снизить трудоемкость монтажа и затраты на строительство. 1 ил.

Солнечный воздуховодонагреватель, включающий коллектор двухцелевого назначения, светопрозрачное покрытие, теплоноситель в виде воды и воздуха, аккумулятора тепла, отличающийся тем, что в солнечном воздуховодонагревателе аккумулятор тепла выполнен двухслойным, причем нижний слой гравийный, а верхний песчаный, труба теплопровода изготовлена синусоидальной формы и частично утоплена в песчаном слое аккумулятора тепла, у входа трубы установлен край для переключения теплоносителя, при этом воздуховодонагреватель размещен под углом 30-60^o в зависимости от широты местности.