Солнечная энергоустановка Советский патент 1991 года по МПК F24J2/42 

(21)4682537/06

(22)24.04.89

(46) 23.03.91. Бюл. № 11

(72) В.В,Болдырев, Б.Ф.Лямаев,

Ю.Г.Овчаренко и А.И.Тютюнников

(53)662.W(088. 8)

(56)Коробков В.А. Преобразования энергии океана. - Л.: Судостроение, 1986, с. 183-185.

(54)СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА

(57)Изобретение относится к гелиотехнике. Цель изобретения - повышение автономности и расширение функциональных возможностей. Солнечная энергоустановка содержит резервуар (Р) 1 с нагреваемой соленой водой и мембранный преобразователь (МП) 2 с водяной камерой (ВК) 3 и рассольной камерой (РК) 4, последняя из которых гидравлически связана с Р 1. Энергоустановка снабжена гидравлически связанным с Р 1 солевым баком аккумулятором (БА) 5, расположенным в грунте 6, диалйтической батареей (ДБ) 7, РК 8 которой гидравличес

// s/s //// s

(Л

05

со о о

СП

4

ки связана с МП 2 и Р 1, а конден- сатная камера (КК) 9 соединена паропроводом 10 с последним, и водоструйным насосом (ВН) , активное сопло которого подключено к КК 9, а пассивное - к ВК 3. Р выполнен в виде размещенного на башне 7. и

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным энерго- установкам.

Целью изобретения является повышение автономности и расширение функциональных возможностей.

На чертеже показана конструктив- нал схема солнечной энергоустановки.

Солнечная энергоустановка содержит резервуар 1 с нагреваемой соленой водой и мембранный преобразователь 2 с водяной и рассольной камерами 3 и 4 соответственно, последняя из которых гидравлически связана с резервуаром 1. Энергоустановка снабжена гидрав ли- чески связанным с резервуаром 1 солевым баком-аккумулятором 5, расположен ным в грз нте 6, диалитической батареей 7, расСольная камера 8 которой гидравлически связана с аналогичной мембранного преобразователя 2 и с резервуаром 1, а конденсатная камера 9 - паропроводом 10 с последним, и водоструйным насосом 11, активное сопло которого подключено к конденсат- ной камере 9 диалитической батареи Q, а пассивное - к водяной камере 3 мембранного преобразователя 2, причем резервуар 1 выполнен в виде размещенного на башне 12 и облучаемого при помощи гелиостатов 13 котла, а мембранный преобразователь 2 установлен в колодце 14 и гидравлически связан рассольной камерой 4 с солевым баком- аккумулятором 5./

Солнечная энергоустановка работает следующим образом,

В солевой бак-аккумулятор 5 насыпают соль (например, поваренную) и заполняют его, а также рассольные камеры 4 мембранного преобразователя 2 водой, выжидают некоторое время, пока не заполнится весь внутренний объем рассольных камер 8 диалитической батареи 7, резервуара 1 и трубопровода. Об окончании процесса заполоблучаемого при помощи гелиостаток

13котла. МП 2 установлен в колодце

14и гидравлически связан РК 4 с

БА 5, В энергоустановке осуществляется непрерывная циркуляция.рассола с выработкой электроэнергии, тепла и подачей питьевой воды. 1 ил.

нения можно судить по началу вытекания рассола из водоструйного насоса 11, так как рассол при переполнении резервуара 1 будет поступать к соплу водоструйного насоса 11 по паропрово- ду 10 через конденсатную камеру 9 диалитической батареи 7, Заполнение трубопроводов и оборудования в период ожидания осуществляется вследствие явления естественного осмоса, условием протекания которого является наличие рассола в рассольных камерах 4 и воды в камере 3 мебранного преобразователя 2, погруженного в колодец 14 и имеющего доступ воды в водяную камеру 3, После заполнения системы направляют на резервуар 1 гелиостаты 13 и подключают потребителей электрической энергии к диалитической батарее 7, потребителей питьевой воды - к выходу водоструйного насоса 11, а потребителей тепла - к баку-аккумулятору 5. Этим завершается запуск энергоустановки в работу.

В процессе работы гелиостатов 13 в резеруаре 1 происходит выпаривание из рассола части растворителя (воды), что приводит к увеличению в нем плотности рассола и к перемещению рассола под действием гравитации в бак-аккумулятир 5, где происходит дополнительное увеличение плотности рассола за счет растворения соли. Обогащенный таким образом рассол поступает в сольные камеры 4 мембранного преобразователя 2. В мембранном преобразователе 2 плотность раствора уменьшается, так как он разбавляется водой из колодца 14, поступающей через полупроницаемую мембрану из водяной камеры 3 в рассольные камеры 4. Разбавленный рассол из мембранного преобразователя 2 поступает в рассольные камеры 8 диалитической батареи 7, Здесь также происходит уменьшение плотности рассотак как часть

5

ионов

1

соли прохо

дит через ионообменные мембраны из рассольных камер 8 в конденсатную камеру 9, Из камер 8 обводненный рассол по трубопроводу поднимается в верхнюю зону резервуара 1, где происходит его упаривание. Таким образом, в опускном трубопроводе поддерживается высокое значение плотности рассола, а в подъемном трубопроводе - низкое. Это является условием непрерывного движения рассола по циркуляционному контуру резервуар 1 - бак-акумулятор 5 - мембранный преобразователь 2 - диалитическая батарея 7, Чем интенсивнее протекает упаривание рассола в резервуаре 1 и насыщение его солью в баке-аккумуляторе 5 с одной стороны, и чем интенсивнее протекает обеднение рассола в мембранном преобразователе 2 и диалитической батарее 7 с другой стороны, тем больше скорость движения рассола по циркуляционному контуру. Пар из верхней зоны резервуара 1 поступает в конденсатную камеру 9 диалитической батареи 7, конденсируется там за счет контакта через ионообменные мембраны с охлажденным рассолом и поступает к соплу водоструйного насоса 11. Контакт конденсата с рассолом сопровождается насыщением конденсата солями, т.е. доведением его до кондиций питьевой воды. Перепад давлений на сопле требуемый для работы водоструйного насоса 11, достигается за счет притока в циркуляционный контур части воды из колодца 14 и за счет нагрева резервуара 1. Под действием этого давления из циркуляционного контура через сопло водоструного насоса 11 отводится тот объем воды, который поступает в контур через полупроницаемые мембраны мембранного преобразователя 2. Водоструйный насос 1I обеспечивает прокачивание воды через водяную камеру 3 мембранного преобразователя 2, При этом вода из колодца 14 входит в камеру 3, проходит вдоль поверхности мембран и поступает во всасывающий патру

бок водоструйного ром смешивается г

насоса 11, в кото- кспденсатом и вмес1636654

0

5

0

5

те с ним поступает к потреоителям питьевой воды.

Потребление тепла, накапливающегося в баке-аккумуляторе 5, может быть осуществлено за счет размещения в нем раствор, а потреблять зимой.

Преимуществами энергоустановки являются отсутствие насосов и других потребителей механической энергии, простота обслуживания, возможность доведения конденсата до кондиций питьевой воды, возможность размещения резервуара над поверхностью земли с целью применения гелиостатов с плоскими зеркалами; аккумулирование тепла в размещенных в грунте аккумуляторах за счет безнасосной , передачи тепла сверху вниз.

Описанные технические преимущества направлены на сокращение затрат энергии на собственные нужды.

Формула изобретения

Солнечная энергоустановка, содержащая резервуар с нагреваемой соленой водой и мембранный преобразователь с водяной и рассольной камерами, последняя из которых гидравлически связана с резервуаром, о т л и - чающаяся тем, что, с целью повышения автономности и расширения функциональных возможностей, энергоустановка снабжена гидравлгчески связанным с резервуаром солевым баком- аккумулятором, расположенным в грунте, диалитической батареей, рассольная камера которой гидравлически связана с аналогичной камерой мембранного преобразователя и с резервуаром, а конденсатная - паропроводом с последним, и водоструйным насосом, активное сопло которого подключено к конденсатной камере диалитической батареи, а пассивное - к водяной камере мембранного преобразователя, причем резервуар выполнен в виде размещенного на башне и облучаемого при помощи гелиостатов котла, а мембранный преобразователь установлен в колодце и гидравлически связан рассольной камерой с солевым баком- аккумулятором ,