Солнечный тепловой коллектор Советский патент 1987 года по МПК F24J2/24 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воздуха за счет солнечной энергии.

Цель изобретения - повышение эффективности использования солнечной энергии и облегчение монтажа, хранения и транспортировки.

На фиг. 1 представлен солнечный коллектор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Солнечный тепловой коллектор содержит эластичный корпус 1 и закрепленные на ег о боковых 2 и торцовых 3 стенках, прозрачное покрытие 4 и поглощающую поверхность 5, образующие рабочую камеру 6. Коллектор дополнительно содержит надувные опоры 7, выполненные в виде эластичных сильфонов, закрепленных на боковых стенках 2 корпуса 1, и установленные на стенках 2 поперечные пневмобаллоны 8, размещенные под поглощающей поверхностью 5, боковые стенки 2 выполнены в виде продольных надувных баллонов, сообщенных между собой через пневмобаллоны 8, а последние снабжены внутренним 9 и наружным 10 слоями пленки, закрепленными на баллонах 8 и расположенными параллельно поглощающей поверхности 5. Внутренний слой 9 образует с поглощающей поверхностью 5 канал 11 для прохода теплоносителя, наружный слой 10 и поглощающая поверхность 5 снабжены отверстиями 12 и 13, а камера 6 - занор- ным клапаном 14 и сообщена с каналом II через отверстия 13 в поглощающей поверхности 5, последняя снабжена гибкими стержнями 15 жесткости, а боковые стенки 2 - спиральными пружинами 16; соединенными с юглощающей поверхностыЬ 5.

Поглощающая поверхность 5 снабжена чещуеобразной перфорацией (не показана). Поверхность 17 продольных надувных баллонов 2 в зоне камеры 6 выполнена отражающей. Поглощающая поверхность 5 может быть выполнена из металлической фольги. Отверстия 3 имеют прямоугольную, продолговатую форму. Продольные надувные баллоны 2 и надувные опоры 7 снабжены клапанами 18 и 19 для нагнетания в них воздуха. Канал 11 со стороны отверстия 13 может быть подсоединен к нагнетательной линии вентилятора, а с противоположной стороны - к воздуховоду потребителя, например к гелиосущилке.

Солнечный тепловой коллектор работает следующим образом.

Приведение солнечного коллектора к рабочему состоянию осуществляется сжатым воздухом, который нагнетают через клапаны 18. Камера 6, канал 11, пространство между слоями 9 и 10 заполняются атмосферным воздухом через клапан 14, отверстия 12 и 13. Регулируя количество воздуха, поступающего в опоры 7 через клапаны 19,ориентируют поверхность- коллектора в направлении максимального прихода солнечной ра0

диации. Канал 11 подсоединяют к нагнетательной линии и потребителю. Воздух в канале 1 нагревается и движется снизу вверх вдоль поверхности 5 к потребителю.

Процессы естественной конвекции воздуха в канале 11 снижают энергозатраты вентилятора. Движущимся потоком нагреваемого воздуха в канале 11 эжектируется часть воздуха из камеры 6 через отверстие 13 и чешуеобразную перфорацию в поглощающей пластине 5. Гибкие стержни 15 и пружины 16 обеспечивают необходимую жесткость конструкции в рабочем состоянии и при демонтаже и переноске.

Кроме того, стержни 15 интенсифицируют

5 теплоотдачу от поглощающей поверхности 5 к нагреваемому воздуху при соблюдении следующих опти.мальных условий:

-«10-13 и 0,02-0,,03,

СптЙЭХВ

0 где SL - шаг между поперечными стержнями;/I - высота поперечных стержней;

/г от

- относительный шаг между поперечными стержнями;

5 F

.гтр - эквивалентный диаметр канала с

прямоугольнь м поперечным сечением, представляющего собой за- зор между тепловоспринимающей пластиной и двойным дном, где 0F - плошадь поперечного сечения канала; Я - периметр. Режим движения нагреваемого теплоносителя при этом должен быть турбулентным,

т. е. Re У- 20000.

Предлагаемая конструкция солнечного теплового коллектора позволяет интенсифицировать теплообмен, обеспечить быстрый и удобный монтаж, демонтаж и транспортировку конструкции.

Формула изобретения

5

0

1. Солнечный тепловой коллектор, содержащий эластичный корпус и закрепленные на его боковых и торцовых стенках про45 зрачное покрытие и поглощающую поверхность, образующ.ие рабочую камеру, отличающийся тем, что, с. целью повышения эффективности использования солнечной энергии и облегчения монтажа, хранения и транспортировки, коллектор дополнительно содер5 жит надувные опоры, выполненные в виде эластичных сильфонов, закрепленных на боковых стенках корпуса, и установленные на них поперечные пневмобаллоны, размещенные под поглощающ,ей поверхностью, боJ.J. ковые стенки выполнены, в виде продоль ных надувных баллонов, сообщенных между

собой через пневмобаллоны, а последние

снабжены внутренним и наружным слоями

пленки, закрепленными на баллонах и расположенными параллельно поглощающей поверхности, причем внутренний слой образует с поглощающей поверхностью канал для прохода теплоносителя, наружный слой и поглощающая поверхность снабжены отверстиями, а камера - запорным клапаном и сообщена с каналом через отверстия в поглощающей поверхности, последняя снабжена гибкими стержнями жесткости, а боковые стенки - спиральными пружинами, соединенными с поглощающей поверхностью.

2.Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что поглощающая поверхность снабжена чещуеобразной перфорацией.

3.Коллектор по п. 1, отвечающийся тем, что поверхность продольных надувных баллонов в зоне камеры н над проз-рачным покрытием выполнена отражающей.

Изобретение м. б. использовано для нагрева воздуха за счет солнечной энергии и позволяет повысить эффектйЬность использования солнечной энергии и облегчить монтаж, хранение и транспортировку коллектора. Надувные опоры 7 выполнены в виде эластичных сильфонов, закрепленных на боковых стенках 2 корпуса 1. Стенки 2 выполнены в виде продольных надувных баллонов, сообщенных между собой через пневмо- баллоны 8. Последние размещены под поглощающей поверхностью (ПП) 5 и снабжены пленкой, внутренний и наружный слои 9 и 10 которой закреплены на баллонах и расположены параллельно ПП 5. Слой 9 образует с ПП 5 канал 11 для прохода теплоносителя. Слой 10 имеет отверстия 12, а рабочая камера 6 - запорный клапан 14. Через отверстия 13 в ПП 5 камера 6 сообщена с каналом 11. Гибкие стержни 15 жесткости ПП 5 и спиральные пружины стенок 2 обеспечивают необходимую жесткость конструкции. Воздух в канале II нагревается и движется снизу вверх вдоль ПП 5 к потребителю. Движущимся потоком эжектируется часть воздуха из камеры 6 через отверстия 13 и чешуеобразную перфорацию в ПП 5. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. о (Л 1-5 -1 /)//////. со «i О5 х ас I П Фиг.1

// ////////7

Редактор Н. Тупица Заказ 4658/38

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

Составитель М. Валов

Техред И. ВересКорректор .М. Максимишннец

Тираж 659Подписное