Гелиосистема горячего водоснаб-жЕНия Советский патент 1981 года по МПК F24J3/02 

(54) ГЕЛИОСИСТЕМА ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к солнечной энеретике и может быть использовано в системе

набжения потребителей горячей водой.

Известна гелиосистема горячего водонабжения, содержащая приемник, обратный трубопровод которого связан с расположенным выще приемника баком-аккумуля- 5

тором, заполненным водой и имеющим пластинчатый поплавок и соединенный с ним гибкий шланг, один конец которого подсоединен к прямому трубопроводу, а второй расположен над уровнем воды, причем поплаБОК соединен с гибким щлангом посредством крепежного элемента. Из нижней части бака-аккумулятора холодная вода по обратному трубопроводу поступает в приемник, и, нагреваясь в нем до требуемой температуры, поступает по прямому трубопроводу 5 и гибкому щлангу на свободную поверхность воды. В процессе нагрева вода в баке-аккумуляторе расслаивается на два слоя: горячий, имеющий температуру, равную температуре потребления, и холодный 1.

Недостатком этого способа является пе- 20 ремещивание горячей воды с холодной из-за возмущений, возникающих при изливе горячей воды из шланга на свободную поверхность холодной, что снижает эффективность использования солнечной энергии, так как теряется температурный потенциал нагретой воды и снижается КПД гелиоприемника, а также значительные потери тепла со свободной поверхности воды за счет испарения и конвективного теплообмена.

Цель изобретения - снижение теплопотерь.

Поставленная цель достигается тем, что поплавок расположен относительно стенок бака-аккумулятора с равномерным зазором и имеет паз и сообщенный с ним воздушный канал, причем второй конец шланга введен в паз.

Крепежный элемент выполнен в виде диска, расположенного с зазором относительно поплавка и имеющего центральное отверстие, причем второй конец шланга закреплен в этом отверстии.

На чертеже показана гелиосистема горячего водоснабжения.

Гелиосистема содержит приемник 1, обратный трубопровод 2 которого связан с расположенным выше приемника бакомаккумулятором 3, заполненным водой и имеющим пластинчатый поплавок 4 и соединеиный с ним гибкий шланг 5, один конец которого подсоединен к прямому трубопроводу б, а второй расположен над уровнем воды, причем поплавок соединен с гибким шлангом посредством крепежного элемента выполненного в виде диска 7, расположенного с зазором относительно поплавка 4 и имеющего центральное отверстие, причем второй конец шланга 5 закреплен в этом отверстии. Поплавок 4 расположен относительно стенок бака-аккумулятора 3 с равномерным зазором ц имеет паз 8 и сообшенный с ним воздушный канал 9, причем второй конец шланга введен в паз 8. Отбор горячей воды осушествляется из верхней части бака-аккумулятора посредством трубопровода 10, а подача холодной воды осушествляется в нижнюю часть через трубопровод 11.

Гелиосистема горячего водоснабжения работает следующим образом.

Холодная вода по трубопроводу 11 поступает в нижнюю часть бака-аккумулятора 3 и заполняет его до уровня А-А (для этого можно использовать любое дозируюшее устройство, например уравнительный бачок с поплавковым краном). В соответствии с законом сообшаюшихся сосудов вода заполняет обратный трубопровод 2, приемник 1, прямой трубопровод 6, гибкий шланг 5 и занимает в шланге 5 уровень А-А. При наличии солнечной радиации вода в прие.мнике 1 нагревается, что приводит к уменьшению ее удельного веса и соответственно к повышению уровня воды в шланге 5, так как давление столба холодной воды, находящейся в баке-аккумуляторе 3 и обратном трубопроводе 2, может быть уравновешено более высоким столбо.м горячей воды. Изменяя высоту расположения конца шланга над уровнем воды, добиваются излива воды из шланга с требуемой температурой. При этом холодная вода из нижней части бака-аккумулятора 3 непрерывно поступает по обратному трубопроводу 2, приемнику 1, прямому трубопроводу 6, гибкому шлангу 5 в верхнюю часть бака-аккумулятора 3. Излив горячей воды из шланга 5 осушествляется в пазу 8. Падая на плоский диск 7, вода меняет направление своего , движения с вертикального на горизонтальное и, истекая в радиальном направлении от центра паза 8 по зазору между плоским диском 7 и поплавком 4, снижает свою скорость пропорционально увеличению плошади живого сечения зазора. На границе диска 7, где плошадь живого сечения зазора максимальна и равна произведению длины окружности диска на высоту зазора, горячая вода имеет минимальную скорость и

поэтому поступает на верхний слой воды бака-аккумулятора 3, настилаясь в горизонтальном направлении. Это обеспечивает хорошее температурное расслоение воды в процессе ее нагрева на два слоя - горячий, имеющий, температуру потребления, и холодный. Отбор горячей воды осуществляется из верхней части бака-аккумулятора 3 через трубопровод10.

В данной гелиосистеме горячего водоснабжения потребитель всегда обеспечивается водой необходимой температуры, количество которой уменьшается при уменьшении солнечной радиации. Это достигается вследствие использования вертикального температурного расслоения воды в бакеаккумуляторе, которое происходит при минимальном перемешивании нагретой воды с остальным объемом воды бака-аккумулятора. Это позволяет осуществить подачу в приемник воды с минимальной температурой и накопление горячей воды с максимальной, что в конечном итоге увеличивает КПД приемника. Кроме того, в гелиосистеме потери тепла за счет испарения воды с ее открытой поверхности в баке-аккумуляторе и теплообмена с окружающей средой сведены к минимуму, что также способствует увеличению эффективности использования солнечной энергии.

Формула изобретения

элемента, отличающаяся тем, что, с целью снижения теплопотерь, поплавок расположен относительно стенок бака-аккумулятора с равномерным зазором и имеет паз и сообщенный с ним воздушный канал, причем второй конец шланга введен в паз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2604361, кл. F 24 J 3/02, опублик. 1977.