Комбинированная гелиоветровая установка Э.З.Керимова Советский патент 1985 года по МПК F24J2/42 F03D9/00 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к комбинированным гелиоветровым установкам.

По основному авт. св. № 1044903 известна комбинированная гелиоветровая установка, содержащая солнечный коллектор, связанный с ветроагрегатом тепловой насос и секционный бак-аккумулятор, верхние секции которого входными патрубками сообщены с выходами коллектора и охладителя теплового насоса, а нижняя - с входами коллектора и циркуляционного насоса, сообщенного на выходе с охладителем теплового насоса, бак-аккумулятор выполнен по меньшей мере трехсекционным, причем входной патрубок его средней секции сообщен с входом циркуляционного насоса перемычкой с двумя установленными на ней трехходовыми клапанами. Кроме того, нагреватель теплового насоса выполнен в виде последовательно соединенных испарителя и дополнительного теплообменника, вход которого сообщен с выходным патрубком нижней секции бака-аккумулятора, а выход - с входом солнечного коллектора через дополнительно установленный обратный клапан 1.

В этой установке достигается максимальный КПД преобразования солнечной и ветровой энергии в тепловую при номинальных значениях солнечной радиации и скорости ветра.

Увеличение солнечной радиации сверх номинального значения сопровождается отключением электродвигателя компрессора теплового насоса от ветроагрегата, поскольку температурный потенциал рабочего тела теплового насоса в процессе конденсации и, соответственно, охладителя оказывается ниже температурного потенциала среды верхней секции бака-аккумулятора, гидравлически связанной с коллектором. Регулятор давления теплового насоса разрывает электрическую цепь, связывающую электродвигатель компрессора с ветроагрегатом. Электроэнергия ветроагрегата не используется.

Целью изобретения является повыщение КПД преобразования солнечной и ветровой энергии в тепловую.

Поставленная цель достигается тем, что комбинированная гелиоветровая установка снабжена расположенным в верхней секции бака-аккумулятора нагревателем, электрически соединенным с ветроагрегатом через дополнительно установленные магнитный пускатель, с нормально замкнутыми контактами и тепловое реле.

На фиг. 1 показана конструктивная схема комбинированной гелиоветровой установки; на фиг. 2 - электрическая схема включения теплового насоса и нагревателя установки.

Комбинированная гелиоветровая установка содержит солнечный коллектор 1, связанный с ветроагрегатом 2 тепловой насос 3 и секционный бак-аккумулятор 4 тепла, верхние секции 5 и 6 которого входными патрубками 7 и 8 сообщены с выходами 9 и 10 коллектора 1 и охладителя 11 теплового насоса 3 соответственно, а нижняя секция 12 - с входами 13 и 14 соответственно коллектора I и циркуляционного насоса 15, сообщенного на выходе 16 с охладителем 11. Бак-аккумулятор 4 выполнен по меньшей мере трехсекционным, причем входной патрубок 17 его средней секции 6 сообщен с входом 14 5 циркуляционного насоса 15 перемычкой 18 сДвумя установленными на ней трехходовыми клапанами 19 -и 20.

Установка снабжена расположенным в верхней секции 5 бака-аккумулятора 4 нагревателем 21, электри.чески соединенным с ветроагрегатом 2 через дополнительно установленные магнитный пускатель 22 с нормально замкнутыми контактами 23 и тепловое реле 24.

Нагреватель теплового насоса 3 выполнен в виде последовательно соединенных испарителя 25 и дополнительного теплообменника 26, вход 27 которого сообщен с выходным патрубком 28 нижней секции 12 бака-аккумулятора 4, а выход 29 - с входом 13 солнечного коллектора 1 0 через дополнительно установленный обратный клапан 30. Тепловой насос 3 имеет компрессор 31 и дроссельный клапан 32.

Электрическая схема включения теплового насоса 3 и нагревателя 21 содержит также рубильник 33, предохранители 34, нормально открытые контакты 35 основного магнитного пускателя 36, тепловое реле 37 с электродвигателем 38, регулятор 39 давления, переключатель 40 и контакты 41 теплового реле 37. Выходной патрубок 28 снабжен трехходовым клапаном 42.

Комбинированная гелиоветровая установка работает следующим образом.

В номинальном режиме температура в испарителе 25 стабильна.

Теплоноситель, например вода, нагретая под действием солнечной радиации в солнечном коллекторе 1, за счет термосифонной циркуляции поступает через выход 9 и патрубки 7 в бак-аккумулятор 4, а параллельно солнечному коллектору 1 работает тепловой, насос 3 с компрессором 31, привод которого осуществляется от ветроагрегата 2. В испарителе 25 испаряется рабочее тело. Его пары поступают из испарителя 25 в компрессор 31, где в результате сжатия повышаются их давление и температура. Горячие пары

Комбинированная гелиоветровая установка по авт. св. № 1044903, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД преобразования, она снабжена расположенным в верхней секции бака-аккумулятора нагревателем, электрически соед;иненньш с ветроагрегатом через дополнительно установленные магнитный пускатель с нормально замкнутыми контактами и тепловое реле. ш (Л оо со 4 О) Йуг. /