Гелиосистема Советский патент 1991 года по МПК F24J2/42 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к гелиосистемам отопления и горячего водоснабжения зданий.

Целью изобретения является повышение теплового комфорта отапливаемых зданий.

На фиг. 1 показана гелиосистема, разрез, и схема подключения труб водонагревателя к системам горячего водоснабжения помещения; на фиг. 2 - участок стены в аксонометрии и схема подключения труб водонагревателя к системе горячего водоснабжения,- на фиг. 3 - схема движения воздушных потоков в канале воздухонагревателя.

Гелиосистема содержит встроенную в ограждение здания (не показано) аккумулирующую стену 1 с воздухопроницаемым наполнителем 2, полость 3 которой сообщена в верхней и нижней зонах с расположенным на ее лицевой поверхности 4 гелиовоздухонагревателем 5 с поглотителем в виде пластины 6 и помещением 7 здания. В верхней зоны стены 1 по ее длине размещен с тепловым контактом с наполнителем 2 водонагреватель в виде горизонтально расположенных труб 8. Каждая пластина 6 .поглотителя воздухонагревателя ориентирована поглощающей поверхностью 9 встречно набегающему воздушному потоку. Гелиовоздухонагреватель содержит оптически прозрачное ограждение 10, расположенное относительно стены 1 с зазором 11. Стена 1 имеет верхний и нижний каналы 12 и 13 и соединенный с последним вертикальный канал 14, сообщающие помещение 7 с зазором 11. Размещенные в последнем пластины 6 поглотителя солнечного излучения перекрывают зазор 11 по диагонали и параллельны друг другу У верхнего канала размещен управляемый датчик 15 температуры шибер 16. Аккумулирующей средой наполнителя может быть крупнопористый бетон на крупном тяжелом гравии или заЈ

О

о

CJ CJ Јь (л)

сыпка из крупного гравия. В последнем случае поверхности стены 1 могут быть сформированы кирпичной кладкой. Наполнитель 2 поддерживается снизу решеткой 17, под которой расположен воздушный коллектор 18. Другой воздушный коллектор 19 расположен под поверхностью наполнителя 2.

Пластины 6 выполнены из неметаллических материалов, например из асбоцемент- ных листов, поверхность 9 которых покрывается матовой черной краской или селективным покрытием.

Трубы 8 водонагревателя, установленного в верхней зоне стены 1, имеют штуцеры 20 и 21 для подвода холодной и отвода горячей воды соответственно. Штуцер 21 соединяется с дополнительным водоподот- ревателем 22, на выходе из которого устанавливается водоразборная арматура 23. Водопроводная вода подается с помощью крана 24.

Гелиосистема теплоснабжения здания работает в двух основных режимах - зимнем и летнем.

В зимнем режиме кран 24 закрыт и гелиосистема работает только для отопления помещений. При этом возможны в зависимости от соотношения задаваемой и существующей температур , в помещении и от наличия солнечной энергии режимы прямого нагрева помещения, аккумулирования теплоты или использования акку улирован- ной теплоты. При всех режимах циркуляция воздуха происходит естественным путем вследствие разности плотностей нагретого и охлажденного воздушных потоков в гравитационном поле.

Прямой нагрев помещения 7 имеет место при температуре воздуха о нем ниже задаваемой и при наличии достаточного солнечного излучения, В этом случае с помощью датчика 15 открывается шибер 16 и циркуляция воздуха осуществляется по контуру: помещение 7 - нижний канал 13 - коллектор 18 - канал 14 - зазор 11 - щели между пластинами 6 - канал 12 - помещение 7. Воздух нагревается от поверхности 4, навгрёваемой солнечным излучением, и поднимается за счет естественной конвекции. Ориентация пластин 6 встречно воздушному потоку способствует разрушению пограничного слоя у поверхности, что интенсифицирует теплообмен.

В режиме аккумулирования теплоты при температуре воздуха выше задаваемой шибер 16 закрывается и циркуляция воздуха осуществляется по контуру, полость 3 аккумулирующей стены 1 - коллектор 18 - канал 14-зазор 11 - коллектор 19- полость 3. Нагреваемый в зазоре 11 воздух повышает температуру теплоаккумулирующего наполнителя стены 1.

Использование аккумулированной теплоты в ночное время или при пасмурной

погоде имеет место при температуре воздуха ниже задаваемой. При этом шибер 16 открывается и возникает естественная циркуляция воздуха по контуру: помещение 7 - канал 13 - коллектор 18 - полость 3 стены 1 0 коллектор 19- канал 12 - помещение. При этом воздух, забираемый из помещения 7, нагревается, проходя сквозь аккумулирующую полость 3, и опять поступает в отапливаемое помещение 7.

5В летнем режиме гелиосистема служит

для нагревания зоды. Кран 24 открыт, шибер 16 закрыт. Воздух будет циркулировать по контуру таким же образом, как при режиме аккумулирования энергии. Нагретый на0 полнитель стены 1 обладает запасом теплоты, которая испопьзуется для нагрева- ния воды при о.ткрывании водозаборной арматуры 23. Вода через штуцер 20 поступает в трубы, где нагревается за счет естествен5 ной циркуляции воздуха внутри полости стены 1 между поверхностями нагретых частиц наполнителя 2 и холодными поверхностями труб 8. Нагретая вода под давлением водопровода поступает к потребителю через до0 полиительный водоподог.реватель 22, который включается при недостаточной температуре нагрева воды.

Установка водонагревателя в виде труб 8 в верхней зоне стены 11 позвдляет расши5 рить функциональные возможности гелиосистемы и повысить тепловой комфорт помещения 7, предотвратить его перегрев в летнее время путем организации охлаждения стены 1 за счет естественной циркуля0 ции воздуха в ее полости.

Предлагаемая гелиосистема является неметаллоемкой за счет использования неметаллов для пластин 6 поглотителя. При этом для обеспечения эффективности

5 теплообмена пластины 6 ориентированы к набегающему воздушному потоку поглощающей поверхностью 9. Кроме того, снижены потери теплоты через прозрачное ограждение 1 за счет того, что при данной

0 ориентации пластин 6 поглотителя нагретый воздух не контактирует с внутренней поверхностью ограждения 10 и отсутствуют потери тепла из-за негерметичности торцов пластин 6.

5

Формула изобретения 1. Гелиосистема, содержащая встроенную в ограждение здания полую аккумулирующую ,стену с воздухопроницаемым наполнителем, полость которой сообщена в

верхней и нижней зонах с расположенным на ее лицевой поверхности гелиовоздухо- нагревателем с пластинчатым поглотителем и с помещением здания, отл ичающая- с я тем, что, с целью повышения теплоаого комфорта помещения, в верхней зоне стены

наполнителем водонагреватель в виде горизонтально расположенных труб.

2. Гелиосистема по п. 1,отличающая с я тем, что каждая пластина поглотителя гелиовоздухонагревателя ориентирована поглощающей поверхностью встречно

Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет повысить тепловой комфорт помещения. Гелиосистема содержит полую аккумулирующую стену с воздухопроницаемым наполнителем, полость которой сообщена в верхней и нижней зонах с расположенным на ее лицевой поверхности гелиовоздухонагревателем с пластинчатым поглотителем и с помещением здания. В верхней зоне стены по ее длине размещен с тепловым контактом с наполнителем водонагреватель в виде горизонтально расположенных труб. Каждая пластина поглотителя гелиовоздухонагревателя ориентирована поглощающей поверхностью встречно набегающему воздушному потоку. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

по ее длине размещен с тепловым контактом с набегающему воздушному потоку.

22

фиг.1

11