Солнечная установка для отопления здания Советский патент 1987 года по МПК F24J2/42 

1

Изобретение предназначено для отопления зданий в зимнее время и охлаждения в летний период.

Целью изобретения является эф(3зек- тивное использование солнечной энергии путем обеспечения нагрузок теп- лохладоснабжения-.

На фиг. 1 представлена установка общий вид; на фиг. 2 - то же, период отопления здания; на фиг. 3 - тоже , период охлаждения; на фиг. 4 - распределительное устройство.

Установка содержит тепловые коллекторы 1 и 2 на южном скате и северном скате крьшш здания, сообщенные с вытяжным воздуховодом 3, воздушный циркуляционный контур, обра- зованньй аккумулятором 4 теплоты, полостями 5-7 расположенными соответственно в южном, северном и потолочном перекрытии здания, заслонку 8, : установленную в циркуляционном контуре для сообщения его с атмосферой и заслонки 9 и 10 для изменения направления потока воздуха.

В тепловом коллекторе 1 установлена перегородка 11, разделяющая полость коллектора на внешний 12 и в внутренний 13 параллельные каналы, а наружная сторона 14 внешнего канала 12 выполнена прозрачной. Дополнительный коллектор 15 с теплообменником 16 для нагрева воды связан с каналом 12 коллектора через заслонку 10. Дополнительньй коллектор I5 посредством распределительного устройства 17 с заслонками 9 и 10 сообщен с воздуишьгм циркуляционным контуром и внутренним каналом 13 теплового коллектора 1. На северной стене здания расположена дополнительная полость 18, отделенная от полости 6 циркуляционного контура, вepтикaJIЬнoй перегородкой 9 из теплопроводного материала с оросителем 20 на ее верхней кромке, сообщенная с атмосферой через заслонки В, а с тепловым коллектором 2 через заслонку 21. Циркуляционный контур и дополнительная полость 18 сообщены с атмосферой посредством канала 22 и заслонки 8. Распределительное устройство 17 вьтолнено в виде короба 23 с установленными в нем перегородками 24, образующими вертикальные 25 и горизонтальные 26 проходы .

Установка работает следующим образом.

2

15

20

25

884592

В режиме отопления (фиг. 2) заслонка 9 находится в нижнем положении, закрывая доступ воздуха и;з потолочной полости 7 под распредели5 тельное устройство 17, заслонка 10 находится в верхнем положении, закрывая доступ воздуха из дополнительного коллектора 15 во внешний канал 12 теплового коллектора 1,

О заслонки 8 и 21 находятся в нижнем положении, препятствуя поступлению холодного воздуха в северную полость 5 контура. Тогда нагреваемый в коллекторе 16 воздух, становясь менее плотным, поднимается вверх, обтекая трубы теплообменника 16 и проникая через перфорацию в его оребрении. Одновременно в тепловом коллекторе 1 происходит тот же процеое подъема воздуха, который выходит через вытяжной воздуховод 3 в атмосферу.

За счет различной плотности воздух начинает движение по контуру от дополнительного коллектора 15, затем через горизонтальные проходы 26 распределительного устройства 17 поступает в полости 7 и 6, где отдает теплоту нагреваемому помещению, далее воздух нагревает гальку

30 в аккумуляторе 4 и через полость 5, вертикальные проходы 25 распределительного устройства 17 и внутренний

канал 13 теплового коллектора 1 выбрасывается через воздуховод 3 в

5 атмосферу.

В режиме охлаждения (фиг. 3) заслонка 10 находится в нижнем положении, заслонки - 8,9 и 21 - в верхнем. Тогда на коллекторе 5 натрева40 емьй воздух поднимается в канал 12 и далее через вытяжнрй воздуховод 3 выбрасывается в атмосферу. При зтом нагрев бытовой воды в теплообменнике 16 не прекрап(ается. Воздух, пред45 назначенный для охлаждения, поступает через канал 22 двумя потоками ,. один из которых способствует испарению тонкой пленки воды, образованной на внешней поверхности вертикальной

50 перегородки 19 с оросителя 20, в который вода поступает с минимальным дебетом. Испаряющаяся влага выносится через полость 18 в тепловой коллектор 2 за счет подогрева потока

55 воздуха в процессе ei o обтекания снизу плоскости крыли, нагреваемой солнечными лучами, и далее через вытяжной воздуховод 3 в атмосферу. Перегородка 19, охлаждаясь благодаря

испаряющейся влаге, отбирает теплоту у обтекающего ее в полости 6 потока воздуха, который также обменивается теплом со стенкой и потолком помещения. Генератором конвективного процесса второго потока является тепловой коллектор 1, в котором в канале 13 происходит интенсивный подогрев выходящего из контура воздух Фактором, способствующим охлаждению внутренних помещений здания, явля- теся то, что весь поток солнечного излучения, приходящего на поверхность здания, воспринимает установк и его энергия тратится на ее функционирование, т.е. на обогрев или охлаждение здания. Если пространство, .примыкающее к каналам 22, покрыто зелеными насаждениями, поливаемыми в летнее время (например, плющ), то в полости 18 и 6 поступает воздух с пониженной температурой. Если пол помещения сделать перфорированным и выполнить верхнюю кромку южной стены также с перфорацией, то полученная система может быть исползована для сущки строительного леса или продуктов сельскохозяйственного производства. Во избежаний тепловых потерь из аккумулятора в ночное время заслонка 9 может быть использована для перекрытия вертикальных проходов 25 распределительного устройства 17.

Формулаизобретени

1. Солнечная установка для отопления здания, содержащая тепловые коллекторы, образующие часть южного и северного скатов крыши и здания и сообщенные с вытяжным воздуховодом, связанный с тепловым коллектором воздушный циркуляционный контур, охватывающий по крайней мере часть здания и образованный аккумулятором теплоты и полостями, расположенными в южной северной стенах и

потолочном перекрытии здания, заслонки, установленные в циркуляционном контуре для сообщения его с атмосферой и для изменения направления потока воздуха, причем в тепловом коллекторе, образующем южный скат, крьшш здания, установлена перегородка, разделяющая полость коллектора на внешний и внутренний

O параллельные каналы, а наружная сторона внешнего канала коллектора вы- полнена прозрачной, отличающаяся тем, что, с целью эф- фективного использования солнечной

5 энергии путем обеспечения нагрузок теплохладоснабжения здания, она содержит дополнительньй коллектор с теплообменником для нагрева воды, связанный с внешним каналом, тепло0 вого коллектора, образующего южный скат крыши, причем дополнительный коллектор посредством распределительного устройства сообщен с воздушным циркуляционным контуром и внутренним

5 каналом теплового коллектора, образующего южный скат крьш1И здания, а на северной стене здания расположена дополнительная полость, отделенная от полости циркуляционного кон0 тура вертикальной перегородкой из теплопроводного материала с оросителем на ее верхней кромке и сообщенная с атмосферой и через дополни тельную заслонку с тепловым коллекг тором, образующим северный скат кры-. ши здания, при этом циркуляционный контур сообщен с атмосферой со стороны полости, расположенной на северной стене здания.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что распределительное устройство выполнено в виде короба с установленными в нем перегородками, образующими вертикальные и горизонтальные проходы, в которых установлены заслонки для изменения направления потока воздуха.

5

Z1

фиг. г

10

21

фиг.З

rL /

26

2 ZH

Редактор Г.Волкова

Составитель М.Валов Техред Л.Олейник

Заказ 7792/35 Тираж 659 . Подписнйе ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическ ое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4

.

Корректор В.Бутяга

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для отопления зданий в зимнее время и охлаждения в летний период. Целью изобретения является эффективное использование солнечной энергии путем обеспечения нагрузок теплохла- доснабжения. Устр-во содержит тепловые коллекторы южного и северного скатов крьшш здания. С коллектором, образугацим южный скат крьшш, связан тепловой коллектор с теплообменником для нагрева водьи Вытяжной воздуховод и циркуляционный контур связаны с тепловыми коллекторами. Циркуляционный контур охватьдаает часть здания. На северной стене здания расположена полость, отделенная-от полости циркуляционного контура вертикальной перегородкой из теплопроводного материала с оросителем на ее- верхней кромке.. В роли интенсификатора конвективного движения выступает тепловой коллектор, установленный на выходе открытого контура. Этот коллектор в режиме отопления выполняет функцию интенсификатора, а в режиме охлаждения - генератора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. СЛ С Л N. гг