Коллектор солнечной энергии Советский патент 1982 года по МПК F24J3/02 

(S) КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к гелиотех нике, 8 частности к коллекторам сол iнечной энергии. - Известен коллектор солнечной энергии, содержащий теплоизолирован ный корпус с прозрачным покрытием и размещенные в полости корпуса кон центратор и приемник излучения. В этом коллекторе приемник излучения выполнен в виде трубчатой панели, а концентратор - в виде размещенных параллельно оси корпуса двух полуцилиндрических отражающих поверхностей, что позволяет направлять солнечные лучи на приемник при любых углах их падения рJ. Однако известному коллектору сол нечной энергии присущи конвективные потери тепла от приемника через заполненную воздухом полость корпуса в окружающую среду, Кроме того коллектор предназначен лишь для нагрева одного теплоносителя, например воды. Цель изобретения - повышение КПД коллектора и расширение области его применения. Поставленная цель достигается тем, что коллектор солнечной энергии, содержащий теплоизолированный корпус с прозрачным покрытием и раз нещенные в полости корпуса концентратор и приемник излучения, снабжен насосом, гидравлически связанным с полостью корпуса, а в стенке последнего выполнено калиброванное отверстие. Кроме того, приемник излучения выполнен в виде конусного диска с пилообразным поперечным сечением, а концентратор - в виде установленных по оси диска и его периметру центрального полого и периферийного отражателей, соответственно расширяющихся к поверхности диска и прозрачному покрытию, причем диск 3 и отражатели снабжены спиральным трубопроводом и установлены В корпусе с образованиемзазора, заполненного песком. На фиг. 1 показан коллектор соянечной энергии, поперечный разрез; на фиг. 2 - фрагмент конструкции приемника излучения. Коллектор солнечной энергии содержит теплоизолированный корпус 1 с прозрачным покрытием 2 и размещенные в полости 3 корпуса 1 концентратор Ц и приемник 5 излучения Коллектор снабжен насосом 6, гидравлически связанным с полостью 3 корпуса 1, а в стенке последнего Ёыполнено калиброванное отверстие 7 Приемник 5 излучений выполнен в виде КОНУСНОГО диска 8 с пилообразным поперечным сечением, а концентратор 4 - в виде установленных по оси дисков и его периметру централь ного полого отражателя 9 и периферийного отражателя 10, соответственно расширяющихся к поверхности диска 8 и прозрачному пoкpыtию 2, примем диск 8 и отражатели 9 и 10 снабжены спиральным трубопроводом и установлены в корпусе 1 с образованием зазора, заполненного песком 12. Трубопровод 11 состоит из участ ков . Внешняя поверхность диск 8 и примыкающий участок 13 к нему трубопровода 11 окрашены в черный цвет. К отражателям 9 и 10 участки Ц 15 трубопровода 11 примыкают с тыльной стороны. Коллектор имеет впускной патрубок 16 для холодной воды и выпускной патрубок {не пока зан) нагретой воды. Прозрачное пркрытие 2 может состоять из двух и бо лее слоев. Примыкающий к диску 8 (фиг.2) участок 13 трубопровода 11 снабжен зачерненными пластина ми 17 из хорошо проводящего тепло материала. Трубопровод 11 может быть выполнен из отдельных участков 13 и гидравлически не связанных между собой. Отражатели 9 и 10 могут быт составлены из отдельных фацетов, имеющих форму многогранников. Прозрачным теплоизолирующим пок рытием 2 может служить не только пластина из стекла, но и эластичная пленка, а также пластина из различного рода оптически прозрачных пластических млсс или синтети54ческих материалов. Следует также отметить, что при выборе местности для монтажа установки наряду с климатическими факторами следует учитывать характер рельефа и состав почвы., В -частности, наиболее благоприятным естественным сечением является котловина с песчаной почвой. Вместе с тем, при монтаже гелиоустановки не обязательно строго придерживаться правильных геометрических форм, усложняя и удорожая этим технологию изготовления отдельных деталей и узлов устройства. Вполне допустимо кон фигурацию гелиосооружений приспособить к рельефу выбранной местности. Коллектор солнечной энергии работает следующим образом. Через входной патрубок .16 холодная вода поступает в участки Ни 15 трубопровода 11, где предварительно нагревается теплом, поглощенным отражателями 9 и 10, а затем поступает в основной участок 13 трубопровода 11. На участке 13 нагрев воды осуществляется путем поглощения диском 8 и трубопроводом 11 сконцентрированного отражателями 9 и 10, а также непосредственно падающего прямого и рассеянного солнечного излучения. Теплоаккумулирующая масса в виде песка 12 способствует сглаживанию неравномерности поступления солнечного излучения. Пластины 17 на участке 13 трубопровода 11 за счет многократных переотражений увеличивают долю поглощенного излучения. Одновременно с нагревом воды а трубопроводе 11 происходит нагрев воздуха в полости 3 корпуса 1, причем поверхность теплообмена с воздухом увеличивается за счет пластин 17. Нагретый воздух непрерывно откачивается насосом 6 и подается потребителю. В полость 3 поступает воздух из окружающей среды через калиброванное отверстие 7. При этом скорость откачки воздуха насосом 6 выбирается такой, чтобы обеспечить раз режение в полости 3. Снабжение коллектора насосом 6, гидравлически связанным с полостью 3. и выполнение в станке корпуса 1 колллектора калиброванного отверстия 7 обеспечивает возможность поддержания в полости 3 корпуса 1 пониженного давления, что снижает конвективные по