СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР Российский патент 2004 года по МПК F24J2/34 

Изобретение относится к области гелиотехники, а именно к низкотемпературным солнечным коллекторам, и может быть использовано в системах горячего водоснабжения.

Известен солнечный коллектор [1], который содержит корпус с прозрачным ограждением и размещенные в корпусе последовательно сообщенные первичный поглотитель в виде емкости с гофрированной лицевой стенкой и трубчатый вторичный поглотитель с трубами, ориентированными параллельно гофрам. Емкость образована стенкой и днищем корпуса. Каждая труба вторичного поглотителя установлена над гребнем гофры, имеет форму трехгранной призмы, причем одна из ее граней обращена к ограждению, а противоположное ей ребро снабжено опорным элементом. Трубы соединены в змеевик и сообщены с емкостью посредством патрубка с насосом. На входе емкости также установлен насос.

Недостатком этого изобретения является сложность конструкции, высокие энергозатраты из-за использования двух насосов, тепловые потери и отсутствие теплоаккумулирующей способности.

Наиболее близкой по технической сущности является гелиокаскад [2], содержащий корпус с наклонным основанием, бортами по периметру и прозрачным ограждением. На основание уложен экран. У верхнего борта размещена распределительная труба для подачи воды на экран, а у нижнего - сборная труба для отвода воды с экрана. На экране поперек потоку воды установлены дренажные пороги в виде шлангов, удерживающие на всей его площади проточный слой нагреваемой воды и опорожняющие его после снятия с него тепла. Экран выполнен из полимерной пленки, а борта - из монолитного армированного цементобетона. Шланги заполнены песком, перфорированы и выполнены из черной полимерной пленки.

Недостатком известного гелиокаскада является низкая теплоаккумулирующая (только за счет теплоемкости песка) и поглотительная способности из-за прохождения воды через коллектор сверху вниз прямо и большие тепловые потери из-за открытости.

Задача изобретения в повышении степени использования возобновляемых источников энергии, обеспечении достаточно полного поглощения солнечных лучей.

Технический результат - повышение теплоаккумулирующей способности, снижение тепловых потерь и энергозатрат.

Технический результат достигается тем, что солнечный коллектор включает корпус со стенками и наклонным основанием, прозрачное ограждение крышки, экран, а также он содержит гофрированную стенку с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом между ней и бетонным основанием, при этом она прикреплена к крышке и основанию корпуса, расположенного на склоне горы и выполненного из асфальтобетонных стенок.

На фиг.1 показан солнечный коллектор, разрез; на фиг.2 - солнечный коллектор, план; на фиг.3 - узел 1; на фиг.4 - узел 2.

На фиг.1 показан поперечный разрез солнечного коллектора. Коллектор содержит корпус, состоящий из асфальтобетонных стенок 1 и основания 2, выполненных на выемке грунта на склоне горы, прозрачное ограждение крышки 3, поперечно гофрированную стенку 4, фазопереходный теплоаккумулирующий материал 5 между ней и асфальтобетонным основанием 2, трубопроводы подвода 6 и отвода 7 воды. На верхней стороне коллектора имеется рулон теплоизоляционного материала 8. Поперечно гофрированная стенка 4 крепится к крышке коллектора 3 по 1-му узлу 13 и к основанию 2 по 2-му узлу 14 шпильками 9, гайками 10, резиновыми прокладками 11 и шайбами 12.

На фиг.2 показаны трубопроводы 6 подвода холодной воды, движения внутри коллектора и трубопроводы 7 отвода горячей воды, рулон 8 теплоизоляционного материала, закрепленного к прозрачной крышке 3, схемы расположения креплений по узлу-1 13 - знаком и по узлу-2 14 - знаком .

На фиг.3 показан узел 1 - крепление гофрированной стенки 4 к прозрачной крышке 3 коллектора шпилькой 9, гайками 10, резиновыми прокладками 11 и шайбами 12.

Коллектор работает следующим образом.

Нагреваемая вода подается через трубопровод 6, уложенный по склону горы в грунте на глубине, превышающей глубину промерзания, в межгофровое пространство снизу коллектора. Самотечно проходя снизу вверх, обходя гофры и заполняя пространство между ними, вода, как показано на фиг.2 стрелками, отводится сверху коллектора по трубопроводу 7. Солнечные лучи, попадая на установку, проходят через светопрозрачное ограждение 3, поглощаются водой в межгофровом пространстве, поверхностью гофрированной стенки 4 и фазопереходным теплоаккумулирующим материалом 5. Излучение, отраженное от гофрированной стенки 4, содержащегося под ней фазопереходного теплоаккумулирующего материала 5 и от асфальтобетонного основания 2 также поглощается водой. При избытке солнечного излучения энергия расходуется на нагрев и плавление фазопереходного теплоаккумулирующего материала 5 в гофрах, т.е. аккумулируется. В периоды отсутствия солнца вода греется за счет теплоты выделяемой при кристаллизации теплоаккумулирующего материала, и коллектор укрывается теплоизоляционным материалом 8, который одним краем закреплен на верхней отметке коллектора.

Солнечный коллектор обладает большей теплоаккумулирующей способностью за счет использования фазопереходного теплоаккумулирующего материала 5 в гофрах, например, парафина В5 с Т_плавл.=46°С и ΔН=209,4 кДж/кг, обеспечивает достаточно полное поглощение солнечных лучей водой в межгофровом пространстве, гофрированной поверхностью стенки 4, фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, использует тепло грунта и уменьшает тепловые потери, так как коллектор выполняется из асфальтобетонных стенок и основания на склоне горы в грунте и укрывается теплоизоляционным материалом 8. Используется энергия стока воды по склону горы для ее прохождения через коллектор снизу вверх, обходя гофры - снижает энергозатраты на насосы и повышается степень использования возобновляемых источников энергии.

Библиографические данные

1. Степаньян В.М., Аблаев А.Т., Денисов В.Н. Солнечный коллектор. Авторское свидетельство №1578418, F 24 J 2/14, бюл. №26, 1990.

2. Марченко Н.Я., Маршалин А.И., Догода П.А. Гелиокаскад. Авторское свидетельство №1537976, F 24 J 2/22, бюл. №3, 1990.

Изобретение относится к гелиотехнике. Солнечный коллектор содержит корпус, состоящий из асфальтобетонных стенок и основания, выполненных на выемке грунта на склоне горы, прикрепленную к прозрачной крышке и асфальтобетонному основанию гофрированную стенку с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, например парафин В5 с Т_плавл.=46°С и ΔН=209,4 кДж/кг, между ней и асфальтобетонным основанием. Нагреваемая вода подается через трубопровод, уложенный по склону горы в грунте на глубине, превышающей глубину промерзания, в межгофровое пространство снизу коллектора, самотечно проходит снизу вверх, обходя гофры и заполняя пространство между ними, отводится сверху коллектора. Солнечные лучи, попадая на установку, поглощаются водой в межгофровом пространстве, поверхностью гофрированной стенки и фазопереходным теплоаккумулирующим материалом. Излучение, отраженное от гофрированной стенки, содержащей под собой фазопереходный теплоаккумулирующий материал, и от асфальтобетонного основания также поглощается водой. Коллектор обеспечивает повышение степени использования возобновляемых источников энергии и теплоаккумулирующей способности, снижение тепловых потерь и энергозатрат. 4 ил.

Солнечный коллектор, включающий корпус со стенками и наклонным основанием, прозрачное ограждение крышки, экран, отличающийся тем, что он содержит гофрированную стенку с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом между ней и бетонным основанием, при этом она прикреплена к крышке и основанию корпуса, расположенного на склоне горы и выполненного из асфальтобетонных стенок.