ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2134846

ЖИДКОСТНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР ДЛЯ ОТБОРА ТЕПЛА
ИЗ СОЛНЕЧНОГО ПОТОКА

Имя изобретателя: Евгенов Александр Михайлович
Имя патентообладателя: Евгенов Александр Михайлович
Адрес для переписки: 456870, Кыштым, Челябинской обл., ул.Абрамова 12-1, Плеханову И.Д.
Дата начала действия патента: 1998.06.16

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в коллекторах для отбора тепла из солнечного потока. Коллектор содержит теплоизоляцию 1 с полостью 2 и дном, на котором выполнены углубления 4 с выходом в полость 2. К теплоизоляции 1 прикреплена лучепоглощающая панель 6, над которой установлена светопрозрачная изоляция 8 с зазором к панели 6. По каналам, образованным углублениями 4 и панелью 6, циркулирует жидкий энергоноситель, например вода. Кроме того, теплоизоляция 1 выполнена водонепроницаемой и может быть изготовлена, например, из вспененных полимеров типа полиуретан, полистерол.

Использование изобретения позволит снизить затраты на изготовление и расширить область применения жидкостных солнечных коллекторов по сравнению с известными аналогичными устройствами того же назначения.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство относится к области гелиотехники, в частности к устройствам для отбора тепла из солнечного потока и отвода его в аккумулятор.

Известен жидкостный коллектор, содержащий теплоизоляцию, лучепоглощающую панель, а между ними размещен теплообменник, выполненный в виде трубок, соединенных между собой, или в виде каналов, выполненных в одном или двух листах и соединенных между собой, например, сваркой (1).

Также известен плоский жидкостный коллектор, содержащий корпус с теплоизоляцией и остеклением, а между ними установлена металлическая лучепоглощающая поверхность с трубками и являющаяся теплообменником, по которому циркулирует вода. При этом корпус и остекление выполнены из жесткого материала, который не имеет возможности изменять свою геометрическую форму (2).

Недостаток этих коллекторов - невысокий КПД теплопередачи из-за потерь тепла на нагрев стенок тела теплообменника и полости между теплоизоляцией и лучепоглощающей панелью и их высокая стоимость. Кроме того, все или большинство элементов коллекторов выполнены из жесткого материала и не имеют возможности изменять при необходимости свою геометрическую форму. Поэтому применение этих коллекторов в народном хозяйстве ограничено из-за значительных затрат при установке и неудобство в процессе эксплуатации.

Задачей данного изобретения является увеличение КПД теплопередачи путем исключения дополнительных промежуточных стенок между панелью и теплоизоляцией, упрощение конструкции коллекторов, уменьшение стоимости и расширение области их использования в народном хозяйстве.

Указанная задача достигается тем, что в коллекторе, содержащем теплоизоляцию, лучепоглощающую панель и теплообменник с жидким энергоносителем между ними, теплообменник выполнен из двух частей, одна из которых в виде углублений в теле теплоизоляции, другая на внутренней поверхности лучепоглощающей панели, а панель и теплоизоляция соединены герметично между углублениями.

Кроме того, часть теплообменника в панели выполнена в виде углублений, теплоизоляция снабжена полостью, в которой установлена светопрозрачная изоляция с зазором между панелью.

Еще одним отличием является то, что светопрозрачная теплоизоляция, а также лучепоглощающая панель выполнены из гибкого материала и в сборе имеют возможность деформироваться не менее чем в одном направлении.

ЖИДКОСТНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР ДЛЯ ОТБОРА ТЕПЛА ИЗ СОЛНЕЧНОГО ПОТОКА. Патент Российской Федерации RU2134846

На фиг. 1 изображен солнечный коллектор, выполненный в соответствии с изобретением.

ЖИДКОСТНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР ДЛЯ ОТБОРА ТЕПЛА ИЗ СОЛНЕЧНОГО ПОТОКА. Патент Российской Федерации RU2134846

На фиг. 2 выполнение части теплообменника в панели в виде углублений и выступов
различной конфигурации (п. 2 формулы).

Как показано на фиг. 1, коллектор содержит теплоизоляцию 1 с полостью 2 и дном 3, на котором выполнены углубления 4 с выходом в полость 2. К теплоизоляции 1 прикреплена лучепоглощающая панель 6 (например приклеена, приварена и т.д.), над которой установлена светопрозрачная изоляция 8 (в виде полимерной пленки или объемной полой конструкции) с зазором к панели 6. По каналам, образованным углублениями 4 и панелью 6, циркулирует жидкий энергоноситель, например вода. Кроме того, теплоизоляция 1 выполнена водонепроницаемой и может быть изготовлена, например, из вспененных полимеров типа полиуретан, полистерол, полиэтилен и т.д.

Сборка и изготовление коллектора осуществляется следующим образом. Теплоизоляцию 1 с углублениями 4 устанавливают полостью 2 вверх. Затем панель 6 заводят в полость 2, прижимают ее ко дну 3 теплоизоляции и закрепляют ее, например, с помощью вулканизации. При этом углубления 4 становятся герметичными по отношению к полости 2. После этого устанавливается светопрозрачная изоляция 8 с зазором 9 по отношению к панели 6 и фиксируется опорами 7 или вершинами углублений 4 панели 6. После этого светопрозрачная изоляция 8 закрепляется внутри полости 2 по всему ее периметру.

Работа предлагаемого коллектора осуществляется следующим образом. Поток солнечной энергии проходит через светопрозрачную изоляцию 8 и попадает внутрь полости 2 теплоизоляции 1 и нагревает лучепоглощащую панель 6. Тепло, полученное от солнечного потока, нагревает жидкость в каналах 4, которая удаляется из коллектора, а на ее место поступает холодная жидкость и происходит постоянная циркуляция жидкости по каналам 4 между теплоизоляцией 1 и панелью 6. При необходимости можно изменить форму коллектора в собранном виде (например, изогнуть, сложить, свернуть и т.д.), а затем и восстановить прежнюю его форму.

Использование изобретения в коллекторах для утилизации солнечного тепла позволяет совместить теплообменник коллектора с теплоизоляцией и лучепоглощающей панелью без промежуточного пространства и убрать дополнительные стенки теплообменника, что в конечном итоге позволит снизить потери тепла при нагреве теплоносителя. Кроме того, выполнение всех элементов коллектора из гибкого материалы открывает возможность изменять его форму в зависимости от условий эксплуатации и изготавливать в промышленных условиях с минимальными затратами при монтаже, что позволяет использовать данный коллектор в различных областях народного хозяйства, например, при обогреве зданий и помещений, подогреве одежды и оборудования для людей, находящихся в экстремальных условиях, обогреве бассейнов особенно в зимнее время года и т.д. Все указанные преимущества отличают предложенный коллектор для использования солнечного тепла от известных коллекторов аналогичного назначения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

  1. Н.В. Харченко. Индивидуальные солнечные установки., Москва, "Энергоатомиздат", 1991 г., стр. 36, рис. 14.

  2. Там же, стр. 26, рис.8

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

  1. Жидкостный солнечный коллектор, содержащий теплоизоляцию, лучепоглощающую панель и теплообменник с жидким энергоносителем между ними, отличающийся тем, что теплообменник выполнен из двух частей, одна из которых выполнена в виде углублений в теплоизоляции, а другая расположена на внутренней поверхности лучепоглощающей панели, при этом панель и теплоизоляция соединены между собой герметично между углублениями.

  2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что часть теплообменника в панели выполнена в виде углублений и выступов различной конфигурации.

  3. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что теплоизоляция снабжена полостью, в которой установлена с зазором по отношению к панели светопрозрачная изоляция.

  4. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что теплоизоляция, панель и светопрозрачная изоляция выполнены из гибкого материала с возможностью изменения геометрической формы не менее чем в одном направлении.

  5. Коллектор по п.3, отличающийся тем, что светопрозрачная изоляция выполнена в виде объемной полой конструкции.

Версия для печати
Дата публикации 02.11.2006гг


вверх