Система солнечного теплоснабжения здания Советский патент 1991 года по МПК F24J2/42 

ющей пластиной 6, воспринимающей сол- JQ потерями. Для этого периода следует неиную радиацию,

Затем вбэдух проходит через воздуховод 26 в камеру 37, в которую также поступает воздух, забираемый из помещений 2 через заслонку 36 и наг- ренаемый при прохождении через гравий 14, нагретый в ночное время,

Режим IV (фиг. 14) имеет место при

отметить четыре основных режима рабо ты I-VIII (фиг. 15-18). Цри этом дуб лирующий источник 9 теплоты не используется, заслонка 36 закрыта, а заслонка 27 находится в открытом сос тоянии.

Режим V (фиг.15) имеет место при отсутствии солнечной радиации, напри мер, в ночное время, и при соотношении tft Ц. При этом заслонки 39 закрыты, циркуляция воздуха в системе отсутствует, а теплота в гравийном аккумуляторе 10 сохраняется в той ме ре, насколько эффективна теплоизоляtg ta. Заслонка 39 при этом закрыта. Гравий 14 сохраняет свою теплоту бла- 2Q годаря теплоизоляции корпуса. В солнечном коллекторе 3 происходит восприятие и накапливание солнечной энергии путем повышения температуры в гравий потерями. Для этого периода следует

отметить четыре основных режима работы I-VIII (фиг. 15-18). Цри этом дублирующий источник 9 теплоты не используется, заслонка 36 закрыта, а заслонка 27 находится в открытом состоянии.

Режим V (фиг.15) имеет место при отсутствии солнечной радиации, например, в ночное время, и при соотношении tft Ц. При этом заслонки 39 закрыты, циркуляция воздуха в системе отсутствует, а теплота в гравийном аккумуляторе 10 сохраняется в той мере, насколько эффективна теплоизоля

Изобретение относится к гелиотехнике, позволяет повысить тепловую эффективность и улучшить микроклимат здания путем снижения перегрева помещений. Система солнечного теплоснабжения содержит совмещенный с южным ограждением здания 1 и сообщенный воздуховодами с помещением 2 солнечный коллектор 3, имеющий прозрачное покрытие 4, и поглощающую пластину 6, за которой расположен ipau;m- ный аккумулятор 10, снабженный верхним 12 и нижним 13 воздушными горизонтальным каналами, в первом из которых установлен чешюобменнш. 7, связанный с водяным баком-аккумулятором, дублирукхцип источник 9 теилотм, сообщенный с помещением 2, коллектором 3 и гравийным аккумулятором 10 пныпоп- ненный в виде заполненного граи net 14 корпуса, в нижней части которого установлены нагревательные элементы 15, расстояние между которыми больше диаметра гравия, причем гравий в дублирующем источнике 9 теплоты и аккумуляторе 10 имеет переменный диаметр, увеличивающийся по высоте засыпки. Изобретение позволяет обеспечить уменьшение капитальных вложений в системы теплоснабжения. 19 ил. SS (Л

ном аккумуляторе 10. Процесс акумули- 25 ция ограждающих поверхностей.

рования теплоты осуществляется при естественной циркуляции воздуха по контуру: зазор 5, где воздух нагревается у пластины 6, отверстия 24, верхний канал 12, аккумулятор 10, нижний канал 13, воздуховод 21, зазор 5. Весьма важной положительной особенностью данного режима является поддерживание постоянного превышения температуры верхних слоев гравийной засыпки относительно нижних. При этом, увеличение до определенных пределов температуры верхних слоев повышает тепловую эффективность коллектора. Температура гравийной засыпки зависит от температуры воздуха tub(j( на выходе из зазора. При прочих равных условиях (интенсивности поступающей солнечной энергии, тепловых потерях коллектора и др.) температура t Во(5( зависит от расхода воздуха через коллектор. При различных интенсивности радиации и тепловых потерях получить оптимальные значения температуры можно изменением расходов воздуха, что с достаточной степенью приближения происходит при естественной циркуляции. Это обуславливается тем, что с повышением интенсивности радиации интенсифицируется циркуляция воздуха и наоборот. При этом температура воздуха 1ВЫЛ колеблется в оптимальных пределах. Предусмотрен также вариант применения вынужРежим VI (фиг. ночное время при

16)

tB t

имеет место в

3

Заслонки 39

0

открыты. Воздух из помещения 2 поступает в гравийный аккумулятор 10, нагревается и по воздуховодам 26 и 38 поступает в отапливаемые помещения 2.

Режим VI (фиг. 17) характеризуется наличием солнечной радиации и соотношением температур tg.ct3. Заслонки 39 открыты, При этом осуществляется прямой нагрев воздуха при прохождении его вдоль поглощающей пластины. Интенсивность движения воздуха про- д порциональна температуре пластины 6,

Режим VIII (фиг. 18) имеет место при наличии солнечной радиации и . Заслонки 39 открыты. В систет

5

ме осуществляется процесс аккумулиро- вания теплот ы солнечной радиачии в аккумуляторе 10 за счет замкнутой циркуляции воздуха в солнечном коллекторе 3,

В летний период солнечная энергия используется только для нужд горячего водоснабжения. Работа системы характеризуется режимом IX (фиг. 19). Все заслонки находятся в закрытом состоянии. Открываются вентили 30 на трубопроводах 28 и 29.

Под действием солнечной радиации происходит замкнутая циркуляция и нагревание воздуха аналогично режиму VIII. Воздух в данном случае являет

l

ся промежуточным теплоносителем, передающим теплоту от коллектора 3 теплообменнику 7. Нагретая в нем вода за счет гравитационного давления поднимается ц бак 8. Использование коллектора Б летнее время на нужды горячего водоснабжения позволяет значительно снизить перегрев помещения, так как температура воздуха, поступающего в гравийный аккумулятор Ш после теплообменника 7, значительно снижается.

Кроме указанных режимов возможны варианты других сочетаний режимов работы предлагаемой системы. Например, обслуживание системой выборочно только некоторых помещении в зимний период. Такой вариант применяется в сельской местности при использовании печного отопления, когда с целью экономии топлива никоторые п юнопия дома не отапливаются. Предiai ас-мая система позволяет осуществил, такой режим путем закрывания заслонок 19 в неотапливаемых помещениях, ij данном случае вся площадь коллектора используется на одно (или нескоп ко) отапливаемых помете ннй. При тгом кошчест- во потребляемой солнечной энерпш может яиитьг-f достаточным дни компенсации тепловых потерь в холодные месяцы.

Форму л а изо о :, е т е н и я .

Система солнечного TCML -оснзОжсния здания, содержащая совм еншлй с юж1

JO

V

Фиг. 7

10

ным ограждением здания и сообщенный воздуховодами с помещением здания солнечный коллектор, имеющий прозрач- 5 ное покрытие и установленную с зазором относительно последнего поглощающую пластину, воздушно-водяной теплообменник, водяной бак-аккумулятор, связанный по водяному тракту с теп- Ю лообменником, дублирующий источник теплоты, подключенный воздуховодами к помещению здания и солнечному коллектору, гравийный аккумулятор, сообщенный с последним, помещением здания 5 и дублирующим источником теплоты, и регулирующие заслонки, установленные в воздуховодах, отличающая- с я тем, что, с целью повышения тепловой эффективности и улучшения мик- 0 роклимата здания путем снижения перегрева помещений, гравийный аккумулятор совмещен с южной- стеноп здания, установлен с зазором за поглощающей пластиной и снабжен верхним и шьк.гим воздушными горизонт адьнымп каналами воздушно-водяной теплообменник уст i- ноилен в верхнем канале, дуб шру.ацип источник тешюты выполнен в виде заполненного гравием корпуса, в нижней части которою ycianoim-ны нагрева- т.ельные элементы, рассюяния между которыпн больше диаметра гравия, причем гравий в дублируют, м источнике гстоты и гравийном аккумуляторе име0

5

ет переменный ч,,Лме1Р, увеличивающийся по высоте засыпки.

21 21

22

П 19

фиг. 5

Фиг. 6

Фиг. В

Фиг.7

/

19

ш

,10 /.

Фиг. 9

Фиг. 10

12 27 26 37 33 х/ / / //

12 27 26 37 39

III II

(&

б 5

/

j

/

27

39

/

r

Фиг. is 36

27 26 37 3d

I I I I

т i

L

/

37

9

15,

36

Фиг 12

12 27 2639

I III

10

2136

Риг.

12 27 26 37 39

I tii/

27 26 37 39

I I I I

5

X

Фиг. 17

Редактор Ю. Середа

Составитель М. Валов Техред А.Кравчук,

Заказ 328

Тираж 388

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

36

Фиг. 18

29 &-/

uSL

31

|-33|хЗЗ

Корректор с.Шекмар

Подписное