ГЕЛИОВЕТРОВОЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2005 года по МПК F24J2/42 

Изобретение относится к гелиоветровой энергетике и может быть использовано для получения горячей воды.

Известна волновая энергетическая установка, содержащая плавучий корпус, преобразователь с генератором и аккумулятор, заполненный теплоемкой средой, снабженный электронагревателями, подключенные к генератору (А. С. СССР 1333818, F 03 В 13/12, БИ №32, 1987).

Известная установка производит нагрев воды в основном с использованием энергии волн.

Известен гелиоветровой водонагреватель, содержащий карусельный ветродвигатель и теплогенератор с баком, имеющим подводящий и отводящий трубопроводы холодной и горячей воды, а также пьезоэлектрические генераторы (Патент РФ 2189543, F 24 J 2/42, БИ №26, 2002).

Известный гелиоветровой водонагреватель сложный по конструкции.

Известен солнечный нагреватель, содержащий абсорбер в виде бесконечной цепи, имеющей последовательно соединенные между собой ячейки, заполненные теплоаккумулирующим веществом с фазовым переходом в области рабочих температур нагревателя (А. С. СССР 1420315, F 24 J 2/34, БИ №32, 1988 г.).

Известный солнечный нагреватель сложный по конструкции и в зимний период не работает.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для ориентации ветроколеса на ветер, содержащее хвостовую балку, поворотное оперение и коромысло, на котором закреплен груз и оперение (А. С. СССР 1437569, F 03 D 7/02, БИ №42, 1988 г.).

Известное устройство не предназначено для получения горячей воды с использованием энергии ветра и солнца.

На чертежах схематически изображен гелиоветровой водонагреватель, где на фиг.1 - общий вид сбоку, на фиг.2 - оперение, вид со стороны ветродвигателя.

Гелиоветровой водонагреватель содержит электрогенератор 1 с ветровым колесом 2 и хвостовую балку 3 прямоугольного сечения, установленные на вертикальном стволе 4, на поворотно-опорном подшипнике 5. На хвостовой балке 3, на шарнире 6, с помощью стержней 7 и 8 вертикально закреплено оперение, состоящее из 2-х и более ромбовидных пустотелых панелей 9, на которых с боков прикреплены фотоэлектрические преобразователи 10, электрически через провода 11 связаны с электронагревателями 12, установленными вертикально в днище 13 водяного кольцевого аккумулятора 14.

Электрогенератор 1 через провода 15 электрически связан с петлевым электронагревателем 16, закрепленным в нижней части водяного аккумулятора 17 прямоугольного сечения, с прикрепленными к нему с боков ячейками 18, которые заполнены теплоаккумулирующим веществом (TAB) с фазовым переходом в области рабочих температур аккумулятора 17.

Водяной аккумулятор 14 кольцевой формы установлен в нижней части ствола 4 на опорах 19. Система холодной воды через трубопровод и вентиль 20 сообщена с внутренним пространством аккумулятора 14, в котором сверху электронагревателей 12 в горизонтальном положении прикреплены ячейки 21, заполненные (TAB) с фазовым переходом в области рабочих температур аккумулятора 14.

Водяной аккумулятор 17 прямоугольной формы установлен на опорах 22, гидравлически связан с кольцевым водяным аккумулятором 14 через трубопровод 23 и вентиль 24. Горячая вода через вентили 25 и 26 и трубопроводы 27 и 28 связаны с потребителем. Сверху водяных аккумуляторов 14 и 17 установлены термометры 29 и 30.

Оба аккумулятора покрыты слоем теплоизоляции (не показаны). Сверху водяного аккумулятора 17 установлен термопреобразователь 31, связанный через провода с электрическим щитком (не показан). Тепловой электронагреватель 16 через провода 15 также подключен к электрическому щитку как резервное электропитание от силовой сети при отсутствии ветра и солнца.

Гелиоветровой водонагреватель работает следующим образом.

В дневное время, при наличии солнца и ветра, заполненные водой аккумуляторы 14 и 17 нагреваются за счет поступления электроэнергии от фотоэлектрических преобразователей 10 и электрогенератора 1. Вещество в ячейках 18 и 21 также начнет нагреваться. В начальный момент вентили 20, 25 и 26 должны быть закрыты, а вентиль 24 - открытым. При нагреве воды в обоих аккумуляторах 14 и 17 до температуры 70°С (по показаниям термометров 29 и 30) открывают вентили 25 и 26, а затем и вентиль 20. Вещество в ячейках 18 и 21 начнет отдавать аккумулированное ими тепло, поступающее в нижнюю часть холодной воды обоих аккумуляторов, и тем самым поддерживать температуру горячей воды в рабочем интервале.

В дневное время, при отсутствии ветра, нагревается вода только в аккумуляторе 14, а потому вентиль 24 на трубопроводе 23 закрывают. При нагреве воды в аккумуляторе 14 до 70°С вентиль 25 и затем вентиль 20 открывают, горячая вода поступает потребителю.

В ночное время и пасмурную погоду, при наличии ветра, вода нагревается в аккумуляторе 17. Расход горячей воды потребителю осуществляют при открытых вентилях 20, 24 и 26. Вентиль 25 при этом остается закрытым.

При работе обоих аккумуляторов 14 и 17 и избытке горячей воды она подается в термопреобразователь 31 для получения электроэнергии. При отсутствии ветра и солнца электронагреватель 16 переключается на получение электроэнергии из силовой сети.

Предлагаемое изобретение простое по устройству и позволяет с использованием энергии солнца и ветра получать горячую воду. Наличие ячеек с теплоаккумулирующим веществом в обоих аккумуляторах позволяет сглаживать температуру воды, выходящей из них в оптимальных пределах. Ячейки непосредственно нагреваются от электронагревателей, а также горячей водой, окружающей их. Гелиоветровой водонагреватель найдет использование в фермерских хозяйствах для обеспечения горячей водой их объектов, а также и в системах отопления в зимний период.

Изобретение относится к гелиоветровой энергетике и может быть использовано для получения горячей воды. Гелиоветровой водонагреватель содержит электрогенератор с ветровым колесом, хвостовую балку прямоугольного сечения, ствол и оперение, состоящее из 2-х и более ромбовидных панелей, на которых с боков прикреплены фотоэлектрические преобразователи. Кольцевой водяной аккумулятор установлен в нижней части ствола, электрически связан с фотоэлектрическими преобразователями, а прямоугольный водяной аккумулятор электрически связан с электрогенератором. К электронагревателям, установленным в аккумуляторах, прикреплены ячейки, заполненные теплоаккумулирующим веществом с фазовым переходом в области рабочих температур аккумуляторов. Изобретение должно обеспечить получение горячей воды, в том числе для систем отопления в зимний период. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Гелиоветровой водонагреватель, содержащий электрогенератор с ветровым колесом, установленные на вертикальном стволе, и водяные аккумуляторы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хвостовую балку, установленную на вертикальном стволе и выполненную прямоугольного сечения, на которой на шарнире с помощью стержней вертикально закреплено оперение, состоящее из двух и более ромбовидных пустотелых панелей, на которых с боков прикреплены фотоэлектрические преобразователи, электрически через провода связанные с электронагревателями, установленными вертикально в днище водяного аккумулятора кольцевой формы, установленного в нижней части ствола на опорах, а электрогенератор через провода электрически связан с петлевым электронагревателем, закрепленным в нижней части водяного аккумулятора прямоугольной формы, имеющего сверху термопреобразователь и установленный на опорах, гидравлически связанный с кольцевым водяным аккумулятором через трубопровод и вентиль, причем сверху электронагревателей кольцевого водяного аккумулятора прикреплены ячейки с теплоаккумулирующим веществом в горизонтальном положении, к петлевому электронагревателю прямоугольного водяного аккумулятора также прикреплены с боков ячейки, заполненные теплоаккумулирующим веществом с фазовым переходом в области рабочих температур аккумуляторов.2. Гелиоветровой водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что петлевой электронагреватель прямоугольного водяного аккумулятора через провода подключен к электрическому щитку силовой цепи.