СОЛНЕЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ КОЛЛЕКТОР Российский патент 2008 года по МПК F24J2/36 

Изобретение относится к вопросам энергосбережения посредством использования солнечной энергии для нагрева теплоносителя в действующих и проектируемых системах горячего водоснабжения и отопления с принудительной циркуляцией жидкости, газа и др. теплоносителей, обеспечивающих интенсивный тепломассоперенос.

Известные в настоящее время солнечные тепловые коллекторы (СТК) выполнены в виде цельных металлических панелей, рабочая поверхность которых имеет специальное свето- и теплопоглощающее покрытие (чернение и т.п.), к которым прикреплен с помощью сварки трубчатый коллектор, обеспечивающий перенос нагретой массы жидкости к потребителям.

Недостатком известных СТК является:

- большая металлоемкость с высокой долей использования цветных металлов (как правило, алюминиевые и другие легкие сплавы);

- неудобство транспортирования и монтажа жестких конструкций;

- конструктивная сложность и высокая себестоимость;

- технологическая сложность сварки элементов конструкции из цветных металлов;

- нерациональность конструкции, которая вызывает необходимость создания сложной системы трубопроводов, сопряженных с потерями тепла в них и вызывающих дополнительные потери электроэнергии на преодоление гидравлического сопротивления.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение себестоимости и материалоемкости, повышение технологичности изготовления и монтажа, транспортабельности и эксплуатационных характеристик СТК.

Задача решается тем, что в солнечном тепловом коллекторе, содержащем рабочую панель с встроенным в нее трубчатым коллектором с подводящим и отводящим патрубками для теплоносителя и эластичную камеру, согласно изобретению, рабочая панель и встроенный в нее трубчатый коллектор изготовлены из пластичных полимерных материалов с высокими светотеплопоглощающими свойствами, на рабочей поверхности панели используется сменная гофрированная теплопоглощающая пленка, а в качестве теплоносителя используется газ СО или CO₂ или комбинация газа СО или CO₂ и незамерзающей жидкости (газированная жидкость).

Рабочая поверхность панели может быть закрыта прозрачной пленкой.

Эластичная камера наполняется сжатым воздухом, создавая принудительную систему развертывания коллектора.

В эластичной камере может быть использован клапан избыточного давления.

На чертеже представлен солнечный тепловой коллектор, состоящий из рабочей панели 1, покрытой специальной гофрированной пленкой 2, встроенного в нее коллектора 3 с подводящим 4 и отводящим 5 патрубками; эластичной камеры 6 с подводящим патрубком 7 и клапаном избыточного давления 8, теплозащитной камеры 9, накрытой прозрачной пленкой 10.

Подготовка солнечного теплового коллектора к работе начинается с момента доставки его в свернутом состоянии на место эксплуатации, подсоединения патрубка 7 к системе подачи сжатого воздуха, а патрубков 4,5 - к системе подачи и отвода теплоносителя. Затем включается подача сжатого воздуха и эластичная камера 6, расположенная под рабочей панелью 1, за счет сил Бурдона (выпрямляют свернутый патрубок при подаче в него жидкости или газа под давлением, принцип манометра) развернет СТК в рабочее положение, при этом часть воздушной массы аккумулируется в камере 9, расположенной между рабочей панелью 1 и прозрачной пленкой 10, защищающей тепловой поток, исходящий от рабочей панели 1, от переноса в окружающую среду.

После приведения коллектора в рабочее состояние патрубок 7 отключается от системы подачи сжатого воздуха и закрывается, а в патрубок 4 подается теплоноситель (газированная жидкость или газ), который распределяется в трубчатом коллекторе 3, встроенном в рабочую панель 1. Под воздействием солнечной энергии рабочая поверхность коллектора нагревается, передавая тепло теплоносителю в трубчатом коллекторе. При достижении заданной температуры теплоноситель принудительно через патрубок 5 перекачивается к потребителю, а после остывания в нем возвращается в СТК через патрубок 4.

Изобретение относится к вопросам энергосбережения посредством использования солнечной энергии для нагрева теплоносителя в действующих и проектируемых системах горячего водоснабжения и отопления с принудительной циркуляцией жидкости, газа и других теплоносителей, обеспечивающих интенсивный тепломассоперенос. Солнечный тепловой коллектор содержит рабочую панель с встроенным в нее трубчатым коллектором с подводящим и отводящим патрубками для теплоносителя и эластичную камеру, причем рабочая панель и встроенный в нее трубчатый коллектор изготовлены из пластичных полимерных материалов с высокими светотеплопоглощающими свойствами, на рабочей поверхности панели используется сменная гофрированная теплопоглощающая пленка, а в качестве теплоносителя используется газ СО или СО₂ или комбинация газа СО или СО₂ и незамерзающей жидкости (газированная жидкость). Рабочая поверхность панели закрыта прозрачной пленкой. Эластичная камера наполняется сжатым воздухом, создавая принудительную систему развертывания коллектора. В эластичной камере использован клапан избыточного давления. Технической задачей изобретения является снижение себестоимости и материалоемкости, повышение технологичности изготовления и монтажа, транспортабельности и эксплуатационных характеристик солнечного теплового коллектора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Солнечный тепловой коллектор, содержащий рабочую панель с встроенным в нее трубчатым коллектором с подводящим и отводящим патрубками для теплоносителя, и эластичную камеру, отличающийся тем, что рабочая панель и встроенный в нее трубчатый коллектор изготовлены из пластичных полимерных материалов с высокими светотеплопоглощающими свойствами, на рабочей поверхности панели используется сменная гофрированная теплопоглощающая пленка, а в качестве теплоносителя используется газ СО или CO₂, или комбинация газа СО или СО₂ и незамерзающей жидкости (газированная жидкость).2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что рабочая поверхность панели закрыта прозрачной пленкой.3. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что эластичная камера наполняется сжатым воздухом, создавая принудительную систему развертывания коллектора.4. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что в эластичной камере использован клапан избыточного давления.