Гелиоводонагреватель Советский патент 1990 года по МПК F24J2/16 

Изобретение относится к гелиотехнике, преимущественно к фокусирующим коллекторам, и может быть использовано для гелиоустановок с термосифонной циркуляцией.

Цель изобретения - повышение КПД при нагреве теплоносителя.

На фиг. 1 показан гелиоводонагрева- тель, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - ячеистая структура в процессе сборки; на фиг. 4 - поглотитель.

Гелиоводонагреватель содержит теплоизолированный корпус 1 с прозрачным покрытием из двух слоев 2 и 3, установленный в корпусе поглотитель 4 с выступами 5, и лучепроницаемую ячеистую структуру 6 с отражающей пирамидальной по- Е ерхностью 7 ячейки, размещенную между слоями 2 и 3 покрытия. Структура 6 выполнена сборной из пластинчатых элементов 8 с косыми щелевыми прорезями 9 вдоль линий пересечения и имеет форму пирамидального концентратора. На наружном слое 2 покрытия выполнены пирамидальные углубления 10, между гранями 11 которых азмсщепы кромки 12 элементов 8, а каж- .|,ый выступ 5 поглотителя выполнен в форме усеченного конуса.

В корпусе 1 с зазором относительно поглотителя 4 установлена теплоизолирующая стенка 13, образующая с корпусом 1 аккумулирующую емкость 14, а со слоем 3 покрытия - сообщенный с емкостью 14 канал 15. Поглотитель 4 размещен в канале 15. Корпус имеет форму параллелепипеда и может быть выполнен из полиуретана, а слои 2 и 3 прозрачного покрытия - из кремнийорганического полимера. Структура 6 и наружный слой 2 1юкрытия укреплены в корпусе 16 пирамидальной ф ормы с фланцами 17 для крепления к корпусу 1. Элементы 8 могут быть выполнены из полированного дюралюминия или нержавеющей стали, или пластмассы с отражающим покрытие.м.

Конические выступы 5 поглотителя 4 наклонены и находятся в центре выходной апертуры ячеек структуры 6. Поглотитель 4 изготовлен штамповкой из латунной заготовки и покрыт черной водостойкой краской.

Емкость 14 сообщена с источником (не показан) тепл|Г)носителя, потребителем (не показан) и атмосферой посредством соответственно патрубка 17.. или воронки 18, гибкого шланга 19 с поплавком 20 и кла- папа 21.

Гелиоводонагреватель работает следующим образом.

Корпус 1 гелиоводонагревателя размещен в по.мещении (чердачное пространство, ванная комната, подсобное помещение, не показано). Покрытие ориентировано наружу на южную или юго-западную сторону., .Так как структура 6 является ловушкой солнечного излучения с углом обзора 150-160°, то точной ориентации гелиоводонагревателя не требуется, но предпочтительный угол наклона для летнего и зим- него периодов 45-60°.

Гелиоводонагреватель в рабочем состоянии заполнен водой до верхнего торца стенки 13 через патрубок 17, находящийся в нижней части емкости, если подключен к водопроводной сети или через ворон

ку 18 в автономном режиме.

Солнечное излучение (показано стрелками), пройдя через слой 2 прозрачного покрытия, выполненного с углублениями

10 в форме пирамид, попадает на поверхность 7 ячеек структуры 6, концентрируется, и, пройдя через слой 3 покрытия, попадает на поглотитель 4, в результате чего последний нагревается и отдает тепло циркулирующему теплоносителю, например находящейся в канале 15 воде. Канал 15 гидравлически связан с емкостью 14; Возникает термосифонная циркуляция. Забор воды осуществляется через гибкий теплоизоляционный шланг 19, прикреплен5 ный к поплавку 20, который находится на поверхности воды. Выпуск воздуха и пара в летний период при перегреве воды осуществляется через клапан 21.

, Структура 6 концентрирует солнечное излучение и одновременно гасит конвекцию

0 в , пространстве между слоями 2 и 3 покрытия и отражает излучение поглотителя 4, вода, находящаяся впереди поглощающего элемента, работает как линза, это интенсифицирует нагрев в гелиоводонагревателе. Кроме того, структура 6 собрана из

5 элементов 8 простой формы с применением несложных технологических операций. Углубления 10 компенсируют предельный угол отражения слоя 2 прозрачного покрытия и механически стабилизируют структуру 6.

40

Формула изобретения

1. Гелиоводонагреватель, содержащий теплоизолированный корпус с двухслойным прозрачным покрытием, установленный в кор- пусе пластинчатый поглотитель с выступами на лицевой поверхности и размещенную ду апоями покрытия лучепроницаемую ячеистую структуру с пирамидальной отражающей поверхностью ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения тех- нологичности сборки и увеличения КПД структура имеет форму пирамидального конденсатора и выполнена сборной из пересекающихся отражающих пластинчатых эле- .ментов с щелевы ми прорезями вдоль линий пересечения, на наружном слое покры- тия выполнены пирамидальные углубления, между гранями которых размещены кромки элементов, а каждый выступ поглотителя имеет форму усеченного конуса.

2. Гелиоводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе установлена продольная теплоизолирующая стенка, образующая с ним аккумулирующую емкость.

а с покрытием - сообщенный с ней канал, причем поглотитель размещен в последнем.

Изобретение относится к гелиотехнике, может быть использовано как в коллекторах, так и в гелиосистемах с термосифонной циркуляцией. Изобретение позволяет повысить технологичность изготовления устройства и повысить его КПД. Гелиоводонагреватель содержит корпус (К) 1 с прозрачным покрытием из двух слоев 2, 3, между которыми размещена ячеистая структура (С) 6, служащая концентратором и подавляющая конвекцию, и установленные в К 1 поглотитель 4 с коническими выступами 5 и теплоизолирующая стенка 13, образующая с К 1 аккумулирующая емкость 14, а со слоем 3 покрытия - канал 15 для теплоносителя. С 6 выполнена сборной из пересекающихся пластинчатых элементов 8 со щелевыми прорезями вдоль линий пересечения. Слой 2 покрытия имеет пирамидальные углубления 10, между гранями которых размещены кромки элементов 8. Углубления 10 служат для компенсации предельного угла отражения и механически стабилизируют С 6. При работе гелиоводонагревателя теплоноситель циркулирует по каналу 15, эффективно отводя тепло от поглотителя 4, нагрев которого интенсифицируется за счет концентрации излучения и снижения потерь тепла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

П 10

Фиг. г

.5

4