Солнечный водонагреватель Советский патент 1981 года по МПК F24J3/02 

Изобретение относится к использованию солнечной энергии, а конкретно к водонагревательным установ нам периодического действия, аккумулирующим солнечное тепло в емкости, заполненной водой, и подающим во ду потребителю при достижении определенной температуры. Известен солнечный водонагревател содержащий корпус с впускным и выпускным трубопроводами, на первом из которых установлена емкость с впускным поплавковым клапаном, а вто рой снабжен выпускным клапаном, свя занным с термочувствительнЕЛм элементом/ установленным в корпусе, и накопительную емкость, имеющую попла вок с перекрывным элементом I . Недостатком известного водонагре вателя является запаздывание закрытия выпускного клапана при подаче новой порции холодной воды в коллек тор и вследствие этого снижение эффективности водонагревателя. Запаздывание определяется тем, что термо чувствительный элемент начинает зак рывать выпускной клапан только при поступлении в накопительную емкость холодной воды. Цель изобретения - повышение надежности в период опорожнения накопительной емкости. Поставленная цель достигается тем, что водонагреватель дополнительно содержит сообщенную с впускным трубопроводом камеру предварительного наполнения с входным и сливным отверстиями, контактирующую с термочувствительным элементом, и последний выполнен в виде сосуда, заполненного низкокипящей жидкостью и установленного в корпусе с образованием полости, служащей накопительной емкостью, а емкость не впускном трубопроводе выполнена в виде вертикального цилиндра, надклапанная и подклапанная полости которого сообщены с корпусом посредством трубопроводов со сливными отверстиями, причем сливноо отверстие трубопровода подклапанной полости размещено соосно сливному отверстию камеры предварительного наполнения, а перекрывной элемент поплавка расположен между сливными отверстиями. На чертеже изображен предлагаемый солнечный водонагреватель. Водонагреватель содержит корпус 1 с впускным и выпускным трубопроводами 2 и 3, на первом из которых ус тановлена емкость 4 с впускньом поплавковым плапаном 5, а второй снабже выпускным клапаном 6, связанным с термочувствительным элементом 7, выполненным в виде сосуда, заполненног низкокипящей жидкостью и установлен,ного в корпусе 1 с образованием полости , служащей накопительной емкостью 8, имеющей поплавок 9с перекрывным элементом 10. Водонагреватель содержит сообщенную с впускным трубопроводом 2 камеру 11 предварительного наполнения с-входным и сливным отверстиями 12 и 13, контактирующую с,термочувствительным элементом 7, Емкость 4 на впускном трубопроводе 2 выполнена в виде вертикального цилиндра, наклапанная и подклапанная полости 14 и 15 которого соединены с корпусом 1 посредством трубопроводов 16 и 17 соответственно со сливными отверстиями 18 и 19,причем сливное отверстие 19 трубопровода 17 подклапанной полости 15 размещено соосно сливному отверстию 13 камеры 11 предварительного наполнения, а перекрывной элемент 10 поплавка 9 расположен между сливными отверстиями 13 и 19.

Корпус 1 водонагревателя имеет остекление .20. Впускной поплавковый клапан 5 снабжен запорным элементом 21, помещенным в камеру 22, отделенную от клапана 5 эластичной мембраной 23. Выпускной клапан 6 связан с термочувствительным элементом 7 через сильфон 24. До определенного усилия выпускной клапан 6 удерживает ся в закрытом положении упором 25 с пружиной 26. В верхней части накоптельной емкости 8 имеется отверстие 27, сообщающее емкость с окружакедей средой. Перекрывной элемент 10 может быть поджат к отверстию 13 пружиной 28.

Емкость 4 дополнительно сообщается в своей нижней части с накопительной емкостью 8 через дроссель 29, который задерживает слив воды из емкойти 4 при опорожнении накопительной емкости 8, предотвращая преждевмеренное открытие впускного клапана Ь, ив то же время не препятствует конвективному перетоку воды через емкость 4 при нагреве воды в нако- . питёльной емкости 8, учитывая малые скорости конвективного перетока. Это обеспечивает прогрев воды, находящейся в емкости 4. Другим решением может быть помещение емкости 4 внутри емкости 8. .

Устройство работает следуквдим образом.

Перед подачей воды клапан 5 откры клапан б и сливное отверстие 13 закрыты. При температуре термочувствительной жидкости или газа в элементе 7, близ кой к температуре воды на

входе в водонагреватель, целесообразно иметь в элементе 7 некоторое разрежение, чтобы сильфон 24 при этом был сжат. Другим решением может быть установка пружины, соосной сильфону и f поджимающей клапан к седлу при температуре среды в элементе 7, близкой к окружающей температуре или к Температуре воды перед входом в водонагреватель.

О Вода подается в камеру 11 предварительного наполнения, заполняет ее и, переливаясь через ее верхний край, начинает заполнять накопительную емкость 8, при этом поплавок 9 всплывает, перекрывной элемент 10 открывает сливноеотверстие 13 и перекрывает трубопровод 17. После заполнения накопительной ,емкости 8 вода по трубопроводу 16 заполняет емкость 4. Поплавковый клапан 5 всплывает и запорный элемент прекращает подачу воды в корпус 1. По мере нагревания воды в емкости 8 солнечным излучением термочувствительная жидкость в элементе

с 7 также прогревается и давление ее паров (или газа) увеличивается. -При достижении определенной температуры воды, в ёмкости 8 и, следовательно, температуры среды в элементе 7 сильфон 24 преодолевает с помощью скошенной кромки усилие пружины 26, отжи;мает упор 25, и клапан б открывается. .Начинается слив горячей воды потреби(.телю из емкости 8. Так как отверстие 14 открыто, то одновременно опорожняется и камера 11. При дальнейшем снижении уровня воды в накопительной емкости 8 поплавок 9 опускается, перекрывной элемент 10 открывает трубопровод 17 и закрывает сливное отверстие 13 камеры 11. Происходит слив воды из емкости 4, при этом опускается впускной клапан 5 и вода по трубопроводу 2 поступает в камеру 11 предварительного наполнения. По мере

к заполнения камеры 11 охлаждается термочувствительная жидкость (или га;з), находящаяся в элементе 7, и сильфон 24 закрывает выпускной клапан б. Затем происходит заполнение емкости 8

и нагрев воды по схеме, описанной вы ше.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого солнечного водонагревателя определяется повышением эффективности водонагревателя путем предохранения потребителя от п(5дачи холодной воды в конечной стадии опорожнения накопительной емкости.

Формула изобретения

Солнечный водонагреватель, содержащий корпус с впускным и выпускным 5 трубопроводами, на первом из которых