Солнечная установка для отопления здания

 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для отопления зданий в зимнее время и охлаждения в летний период. Целью изобретения является эффективное использование солнечной энергии путем обеспечения нагрузок теплохладоснабжения. Устр-во содержит тепловые коллекторы южного и северного скатов крьшш здания. С коллектором, образугацим южный скат крьшш, связан тепловой коллектор с теплообменником для нагрева водьи Вытяжной воздуховод и циркуляционный контур связаны с тепловыми коллекторами. Циркуляционный контур охватьдаает часть здания . На северной стене здания расположена полость, отделенная-от полости циркуляционного контура вертикальной перегородкой из теплопроводного материала с оросителем на ееверхней кромке.. В роли интенсификатора конвективного движения выступает тепловой коллектор, установленный на выходе открытого контура. Этот коллектор в режиме отопления выполняет функцию интенсификатора, а в режиме охлаждения - генератора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. СЛ С Л N. гг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (11) @1) 4 F 2 . 7 2/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,11

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3951591 /24-06 (22) 11.09.85 (46) 07.02.87. Бюл. У 5 (71) Физико-технический институт им. С.У.Умарова (72). А.Ф.Ширинский и З.А.Кабилов (53) 662.997(088.8) (56) Патент США )1 4006856, кл. F 24 J 3/02, 1977. (54) СОЛНЕЧНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ (57) Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для отопления зданий в зимнее время и охлаждения в летний период. Целью изобретения является эффективное использование солнечной энергии путем обеспечения нагрузок теплохладоснабжения. Устр-во содержит тепловые коллекторы южного и северного скатов крыши здания. С коллектором, образующим южньй скат крыпи, связан тепловой коллектор с теплообменником для нагрева воды. Вытяжной воздухоВод и циркуляционный контур связаны с тепловыми ксллекторами. Циркуляционный контур охватывает часть здания. На северной стене здания расположена полость, отделенная от полости циркуляционного контура вертикаль«ой перегородкой из теплопроводного материала с оросителем на ее. верхней кромке.. В роли интенсификатора конвективного движения выступает тепловой коллектор, установленный на выходе открытого контура, Зтот коллектор в режиме отопления выполняет функцию интенсификатора, а в режиме охлаждения — генератора. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

1288459

Изобретение предназначено для отопления зданий в зимнее время и охлаждения в летний период.

Целью изобретения является эффективное использование солнечной знер- 5 гии путем обеспечения нагрузок теплохладоснабжения.

На фиг. 1 представлена установка, общий вид; на фиг. 2 — то же, нериод отопления здания, на фиг. 3 — тоже:, период охлаждения, на фиг. 4 распределительное устройство, Установка содержит тепловые коллекторы 1 и 2 на южном скате и северном скате крьппи здания, сообщенные с вытяжным воздуховодом 3, воздушный циркуляционный контур, образованный аккумулятором 4 теплоты, полостями 5-7 расположенными соотнет) ственно н южном, северном и потолоч- 20 ном перекрытии здания, заслонку 8, установленную в циркуляционном контуре для сообщения его с атмосферой и заслонки 9 и 10 для изменения направления потока воздуха.

В тепловом коллекторе 1 установлена перегородка 11, разделяющая полость коллектора на внешний 12 и в ннутренний 13 параллельные каналы, а наружная сторона 14 внешнего канала 12 выполнена прозрачной. Дополнительный коллектор 15 с теплообменником 16 для нагрева воды связан с каналом 12 коллектора через заслонку 10. Дополнительный коллектор

15 посредством распределительного устройства 17 с заслонками 9 и 10 сообщен с воздушным циркуляционным контуром и внутренним каналом 13 теплового коллектора 1. На северной 4О стене здания расположена дополнительная полость 18, отделенная от полости 6 циркуляционного контура, вертика ьной перегородкой 19 из теплопроводного материала с оросите- 45 лем 20 на ее верхней кромке, сообщенная с атмосферой через заслонки

8, а с тепловым коллектором 2 через заслонку 21. Циркуляционный контур и дополнительная полость 18 сообще- 50 ны с атмосферой посредством какала

22 и заслонки 8. Распределительное устройство 17 выполнено короба 23 с установленными в нем пе.— регородками 24, образующими вертикальные 25 и горизонтальные 26 проходы.

Установка работает следующим образом.

В режиме отопления (фиг. 2) заслонка 9 находится в нижнем положении, закрывая доступ воздуха из потолочной полости 7 под распределительное устройство 17, заслонка 10 находится в верхнем положении, закрывая доступ ноздуха иэ дополнительного коллектора 15 во внешний канал 12 теплового коллектора заслонки 8 и 21 находятся в нижнем положении, препятствуя поступлению холодного воздуха в северную полость

6 контура. Тогда нагреваемый в коллекторе 16 воздух, становясь менее плотным, поднимается вверх, обтекая трубы теплообменника 16 и проникая через перфорацию в его оребрении.

Одновременно в тепловом коллекторе

1 происходит тот IIe процесс подъема воздуха, который выходит через вытяжной воэдуховод 3 в атмосферу.

За счет различной плотности воздух начинает движение по контуру от дополнительного коллектора 15, затем через горизонтальные проходы

26 распределительного устройства

17 поступает в полости 7 и 6, где отдает теплоту нагреваемому помещению, далее воздух нагревает гальку в аккумуляторе 4 и через полость 5, нертикальные проходы 25 распределительного устройства 17 и внутренний канал 13 теплового коллектора 1 выбрасывается через воэдуховод 3 в атмосферу.

В режиме охлаждения (фиг. 3) заслонка 10 находится в нижнем положении, заслонки — 8,9 и 2I — в верхнем. Тогда на коллекторе 15 нагреваемый воздух поднимается в канал 12 и далее через вытяжной воздуховод 3 выбрасывается в атмосферу. При этом нагрев бытовой воды в теплообменнике 16 не прекращается. Воздух, предназначенный для охлаждения, поступает через канал 22 двумя потоками, один иэ которых способствует испаре— нию тонкой пленки воды, образованной на ннешней поверхности вертикальной перегородки 19 с оросителя 20, в который вода поступает с минимальным дебетом. Испаряющаяся влага выносится через полость 18 в тепловой коллектор 2 за счет подогрева потока воздуха в процессе его обтекания снизу плоскости крыши, нагреваемой солнечными лучами, и далее через вытяжной воздуховод 3 в атмосферу. Перегородка 19, охлаждаясь благодаря,1288459 испаряющейся влаге, отбирает теплоту у обтекающего ее в полости 6 потока воздуха, который также обменивается теплом со стенкой и потолком помещения. Генератором конвективнога процесса второго потока является тепловой коллектор 1, в котором в канале 13 происходит интенсивный подогрев выходящего из контура воздуха.

Фактором, способствующим охлаждению внутренних помещений здания, являтеся то, что весь поток солнечного излучения, приходящего на поверхность здания, воспринимает установка и его энергия тратится на ее функционирование, т.е. на обогрев или охлаждение здания. Если пространство, примыкающее к каналам 22, покрыто зелеными насаждениями, поливаемыми в летнее время (например, плющ), то в полости 18 и 6 поступает воздух с пониженной температурой. Если пол помещения сделать перфорированным и выполнить верхнюю кромку южной стены также с перфорацией, то полученная система мажет быть использована для сушки строительного леса или продуктов сельскохозяйственного производства. Во избежании тепловых потерь из аккумулятора в ночное время заслонка 9 может быть использована для перекрытия вертикальных проходов 25 распределительного устройства 17.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Солнечная установка для отопления здания, содержащая тепловые коллекторы, образующие часть южного и северного скатов крыши и здания и сообщенные с вытяжным воэдуховодам, связанный с тепловым коллектором воздушный циркуляционный контур, охватывающий по крайней мере часть здания и образованный аккумулятором теплоты и полостями, расположенными в южной северной стенах и потолочном перекрытии здания, заслонки, установленные в циркуляцианном контуре для сообщения ега с атмосферой и для изменения направления потока воздуха, причем в тепловом коллекторе, образующем южный скат крыши здания, установлена перегородка, разделяющая полость коллектора на внешний и внутренний

10 параллельные каналы, а наружная сторона внешнего канала коллектора выполнена прозрачной, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью эф- фективного использования солнечной

15 энергии путем обеспечения нагрузок теплохладоснабжения здания, она содержит дополнительный коллектор с теплообменникам для нагрева воды, связанный с внешним каналом, тепло20 ваго коллектора, образующего южный скат крыши, причем дополнительный коллектор посредством распределительного устройства сообщен с воздушным циркуляцианным контуром и внутренним

25 каналом теплового коллектора, образующего южный скат крыши здания, а на северной стене здания расположена дополнительная полость, отделенная от полости циркуляционного кон30 тура вертикальной перегородкой из теплопроводнога материала с оросителем на ее верхней кромке и сообщенная с атмосферой и через дополни тельную заслонку с тепловым коллектором, образующим северный скат кры-. ши здания, при этом циркуляционный контур сообщен с атмосферой со стороны полости, расположенной на северной стене здания.

2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что распределительное устройство выполнено в виде короба с установленными в нем

45 перегородками, образующими вертикальные и горизонтальные проходы, в которых установлены заслонки для изменения направления потока воздуха.

1288459

1288459

Составитель М.Валов

Редактор Г.Волкова Техред Л.Олейник

Корректор В.сутяга

Заказ 7792/35 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4