Система солнечного теплоснабжения Советский патент 1987 года по МПК F24J2/42 

1.13

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к системам обогрева, использующим тепло солнечного. излучения,

Цель изобретения - улучшение уело- ВИЙ эксплуатации.

На фиг.1 приведена схема системы солнечного теплоснабжения; на фиг,2 - насос, поперечный разрез; на фиг,3 - схема установки перфорированного экрана.

Система солнечного теплоснабжения содержит частично размещенный в грунте 1 замкнутый контур 2, заполненный теплоносителем, включающий последова- тельно расположенные расширительную полость 3, солнечный коллектор 4, теплообменники 5 и насос-нагреватель 6, а также соединенный с насосом- нагревателем 6 токопроводами 7 фото- гальванический генератор 8. В контур 2 также включен клапан 9, Насос-нагреватель 6 выполнен в виде цилиндра 10 с внутренней полированной поверхностью 1I и охватывающего его омического нагревателя 12, окруженного слоем изоляции 13, В расшири- тельной полости 3 установлен перфорированный экран 14, а контур 2 частично заполнен теплоносителем до уровня 15, не превышаюп1;его уровень промерзания грунта 1, В замкнутый контур 2 дополнительно, может быть подключен насос-нагреватель 16 через выключатель 17. Для подключения внеш- ней электросети предусмотрены клеммы 18, 1

Запуск и работа системы теплоснабжения осуществляется следующим об- разом.

Контур 2 системы через клапан 9 заполняют теплоносителем (например, биднстиллятом) до указанного уровня 15 промерзания, но выше насоса-на- гревателя 6, Затем включаются оба насоса-нагревателя 6 и 16 в цепь фотогальванического генератора 8 или во внешнюю сеть через клеммы 18, и осуществляется нагрев теплоносителя до кипения. Пары теплоносителя вы- . тесняют из системы неконденсируемые газы (воздух) и вместе с ними через клапан 9 удаляются из системы. После того как температурньй перепад между кипящим теплоносителем и верхней частью контура 2 станет минимальным, клапан 9 герметично закрывается и электропитание от внешней сети

5

6

O

5 0 0 5

0

5 0

122

отключается или снижается напряжение, поступающее от фотогальванического генератора 8. В результате остывания теплоносителя, давление в системе снижается и становится равным давлению паров при температуре насыщения. При нагреве жидкости при пониженном давлении кипение носит взрывной характер, при этом часть столба жидкости над насосом-нагревателем 6 разрывается и быстрорастущим паровым пузырем проталкивается в верхнюю часть контура 2. Ударяясь о перфорированный экран 14, жидкость равномерно растекается и самотеком попадает в коллектор 4, где за счет лучистой энергии солнца нагревается до более высокой температуры и стекает в обратный трубопровод к теплообменникам 5, Отдав часть тепла в теплообменнике 5, теплоноситель за счет гравитационных сил соединяется с остальным теплоносителем, и его уровень над насосом-нагревателем 6 возвращатеся в исходное положение. Так как полированная поверхность 11 омического нагревателя 12 обеднена центрами парообразования, между его стенкой и жидкостью, увеличивается температурньш перепад, усршивается скорость роста парового пузыря и,

следовательно, динамический напор пара, действующего на отрываемую верхнюю часть столба теплоносителя и скорость его движения может достигать 10 м/с и более. Реактивные силы растущего парового пузыря действуют в обе стороны, но так как отрываемая часть столба жидкости (по массе) значительно меньше остальной, существенное перемещение массы по трубопроводу происходит в одном направлении.

Снижение интенсивности со.пнечного излучения снижает частоту забросов жидкости, так как изменяются параметры электрического тока, поступающего от фотогальванического генератора 8, Однако, даже после полного отключения электропитания забросы теплоносителя продолжаются дО полного вырав.- нивания давления и температур паров .и теплоносителя в системе.

Таким образом, процесс циркуляции теплоносителя обеспечивается за счет взрывного характера кипения жидкости при пониженном давлении, который уси-i ливается с ростом температурного :

31

перепада между жидкостью и стенкой нагревателя, и с увеличением класса чистоты внутренней поверхности насоса-нагревателя 6, соприкасающейся с теплоносителем.

Другой фактор, обеспечивающий эффективность циркуляции, - перепад давления между зоной солнечного коллектора 4 и теплообменниками 5. Увеличение перепада давления зависит от интенсивности охлаждения теплообменников 5 и площади их теплоотдаю- щих поверхностей.

Изобретение позволяет повысить автономность работы системы обогре- ва за счет снижения чувствительности насоса-нагревателя 6 параметрам электропитания, поступающего от фотогальванического генератора 8. Вместе

с тем, использование насосов-нагрева-20 теля, в расширительной полости устателеи существенно улучшает условия эксплуатации системы обогрева: сокращается время ее запуска, уменьшается возможность вероятных протечек

теплоносителя и нарушения герметизации системы.

Формула изобретениЛ

Система солнечного теплоснабжения, содержащая частично размещенный в грунте замкнутый контур, заполненный теплоносителем, включающий последовательно расположенные расширительную полость, солнечный коллектор, теплообменники и насос, а также соединенный с последним токопроводами фото- гальв анический генератор, о т л и - чаю щаяся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, насос вьшолнен в виде цилиндра с внутренней полированной поверхностью и охватывающего его омического нагревановлен перфорированный экран, а контур частично заполнен теплоносителем до уровня, не превьш1ающего уровень промерзания грунта.

Изобретение относится к гелио- технике и позволяет улучшить условия эксплуатации системы. Частично размещенный в грунте 1 замкнутый контур 2 заполнен теплоносителем до уровня 15, не превьшающего уровень промерзания грунта. Насос-нагреватель 6 вьтолнен в виде цилиндра с внутренней полированной поверхностью и охватывающего его омического нагревателя 12. В расширительной полости 3 установлен перфорированный экран 14, ударяясь о который, жидкость равномерно растекается и самотеком попадает в коллектор 4. За счет снижения чувствительности насоса-нагревателя 6 к параметрам электропитания, поступающего от фотогальванического генератора 8, повышается автономность работы системы обогрева. Использование .насоса-нагревателя позволяет сократить время запуска системы, уменьшает возможность вероятных протечек теплоносителя и нарушения герметичности системы. 3 ил. с (Л 7Фи«.;

10

X

ff

1

fj

V72

. 2

/ / / f /

SL Ж. IL JL

XL

in.

JL

M.

74

. 3

Редактор И.Сегляник

Составитель М.Валов Техред В.Кадар

Заказ 2646/42 Тираж 659Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

/ХХ/ /хх/У/ //x3

Корректор Т,Колб