Гелиоводонагреватель

 

Изобретение относится к гелиотехнике, может быть использовано как в коллекторах, так и в гелиосистемах с термосифонной циркуляцией. Изобретение позволяет повысить технологичность изготовления устройства и повысить его КПД. Гелиоводонагреватель содержит корпус (К) 1 с прозрачным покрытием из двух слоев 2, 3, между которыми размещена ячеистая структура (С) 6, служащая концентратором и подавляющая конвекцию, и установленные в К 1 поглотитель 4 с коническими выступами 5 и теплоизолирующая стенка 13, образующая с К 1 аккумулирующая емкость 14, а со слоем 3 покрытия - канал 15 для теплоносителя. С 6 выполнена сборной из пересекающихся пластинчатых элементов 8 со щелевыми прорезями вдоль линий пересечения. Слой 2 покрытия имеет пирамидальные углубления 10, между гранями которых размещены кромки элементов 8. Углубления 10 служат для компенсации предельного угла отражения и механически стабилизируют С 6. При работе гелиоводонагревателя теплоноситель циркулирует по каналу 15, эффективно отводя тепло от поглотителя 4, нагрев которого интенсифицируется за счет концентрации излучения и снижения потерь тепла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 24 J 2 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОQ

СР

ЯР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4642808/24:-06 (22) 22.12.88 (46) 07.!!.90. Бюл. № 41 (75) В. Ф. Николаевский и Т. Ю. Кузьменко (53) 662.997 (088.8) (56) Патент США № 4078548. кл. F 24 J 3/02, 1976. (54) ГЕЛИОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к гелиотехнике, может быть использовано как в коллекторах, так и в гелиосистемах с термосифонной циркуляцией. Изобретение позволяет повысить технологичность изготовления устройства и повысить его КПД. Гелиоводонагреватель содержит корпус (К) 1 с прозрачным покрытием из двух слоев 2, 3, между которыми размещена ячеистая структура (С) 6, служащая концентратором и подавляющая конвекцию, и установленные

„„SU„„1605109 A 1 в К 1 поглотитель 4 с коническими выступами 5 и теплоизолирующая стенка 13, образующая с К 1 аккумулирующую емкость 14, а со слоем 3 покрытия — канал !5 для теплоносителя. С 6 выполнена сборной из пересекающихся пластинчатых элементов 8 со щелевыми прорезями вдоль линий пересечения. Слой 2 покрытия имеет пирамидальные углубления 10, между гранями которых размещены кромки элементов 8. Углубления 10 служат для компенсации предельного угла отражения и механически стабилизируют С 6. При работе гелиоводонагревателя теплоноситель циркулирует по каналу 15, эффективно отводя тепло от поглотителя 4, нагрев которого интенсифицируется за счет концентрации излучения и снижения потерь тепла.

1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1605109

Изобретение относится к гелиотехнике, преимущественно к фокусирующим коллекторам, и может быть использовано для гелиоустановок с термосифонной циркуляцией.

Цель изобретения — повышение КПД при нагреве теплоносителя.

На фиг. 1 показан гелиоводонагреватель, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — ячеистая структура в процессе сборки; на фиг. 4— поглотитель.

Гелиоводонагреватель содержит теплоизолированный корпус 1 с прозрачным покрытием из двух слоев 2 и 3, установленный в корпусе поглотитель 4 с выступами 5, и лучепроницаемую ячеистую структуру 6 с отражающей пирамидальной поверхностью 7 ячейки, размещенную между слоями 2 и 3 покрытия. Структура 6 выполнена сборной из пластинчатых элементов

8 с косыми щелевыми прорезями 9 вдоль линий пересечения и имеет форму пирамидального концентратора. На наружном слое 2 покрытия выполнены пирамидальные углубления 10, между гранями 11 которых азмещены кромки 12 элементов 8, а каж.I,ûé выступ 5 поглотителя выполнен в форме усеченного конуса.

В корпусе 1 с зазором относительно поглотителя 4 установлена теплоизолируюгцая стенка 13, образующая с корпусом 1 аккумулирующую емкость 14, а со слоем 3 покрытия — сообгценный с емкостью 14 канал 15. Г1оглотитель 4 размещен в канале 15. Корпус имеет форму параллелепипеда и может быть выполнен из полиуретана, а слои 2 и 3 прозрачного покрытия — из кремнийорганического полимера. Структура 6 и наружный слой 2 покрытия укреплены в корпусе 16 пирамидальной формы с фланцами 17 для крепления к корпусу 1. Элементы 8 могут быть выполнены из полированного дюралюминия или нержавеющей стали,.или пластмассы с отражающим покрытием.

Конические выступы 5 поглотителя 4 наклонены и находятся в центре выходной апертуры ячеек структуры 6. Поглотитель 4 изготовлен штамповкой из латунной заготовки и покрыт черной водостойкой краской.

Емкость 14 сообщена с источником (не показан) теплоносителя, потребителем (не показан) и атмосф рой посредством соответственно патрубка !7 .,или воронки 18, гибкого шланга 19 с поплавком 20 и клапана 21.

Гел иоводона гревател ь работает следующим образом.

Корпус 1 гелиоводонагревателя размегцен в помещении (чердачное пространство, ванная комната, подсобное помещение, не показано). Покрытие ориентировано наружу на южную или юго-западную сторону, Так как структура 6 является ловушкой солнечного излучения с углом обзора 150 — 160, то точной ориентации гелиоводонагревателя не требуется, но предпочтительный угол наклона для летнего и зимнего периодов 45 — 60 .

Гелиоводонагреватель в рабочем состоянии заполнен водой до верхнего торца стенки 13 через патрубок 17, находящийся в нижней части емкости, если подключен к водопроводной сети или через воронку 18 в автономном режиме.

10

Солнечное излучение (показано стрелками), пройдя через слой 2 прозрачного покрытия, выполненного с углублениями

15 10 в форме пирамид, попадает на поверхность 7 ячеек структуры 6, концентрируется, и, пройдя через слой 3 покрытия, попадает на поглотитель 4, в результате чего последний нагревается и отдает тепло циркулирующему теплоносителю, например находящейся в канале 5 воде. Канал 15 гидравлически связан с емкостью

14: Возникает термосифонная циркуляция.

Забор воды осуществляется через гибкий теплоизоляционный шланг 19, прикреплен25 ный к поплавку 20, который находится на поверхности воды. Выпуск воздуха и пара в летний период при перегреве воды осуществляется через клапан 21.

Структура 6 концентрирует солнечное излучение и одновременно гасит конвекцию в пространстве между слоями 2 и 3 покрыгия и отражает излучение поглотителя 4, вода, находящаяся впереди поглощающего

30 элемента, работает как линза, это интенсифицирует нагрев в гелиоводонагревателе.

Кроме того, структура 6 собрана из элементов 8 простой формы с применением несложны . технологических операций. Углуб35 ления 10 компенсируют предельный угол отражения слоя 2 прозрачного покрытия и механически стабилизируют структуру 6.

Формула изобретения

1. Гелиоводонагреватель, содержащий теплоизолированный корпус с двухслойным прозрачнь м покрытием, установленный в кор45 пусе пластинчатый поглотитель с выступами на лицевой поверхности и размещенную между слоямt. покрытия лучепроницаемую ячеистую структуру с пирамидальной отражающей поверхностью ячейки, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения технологичности сборки и увеличения КПД структура имеет форму пирамидального конденсатора и выполнена сборной из пересекающихся отражающих пластинчатых элементов с щелевыми прорезями вдоль линий пересечения, на наруж ном слое покры 5 тия выполнены пирамидальные углубления, между гранями которых размещены кромки элементов, а каждый выступ поглотителя имеет форму усеченного конуса.

1605109

1б

Фиг. 2

2. Гелиоводонагреватель по п. 1, отличаюи1ийся тем, что в корпусе установлена продольная теплоизолирующая стенка, образующая с ним аккумулирующую емкость, а с покрытием — сообщенный с ней канал, причем поглотитель размещен в последнем.

1605109

Составитель К. Заграничная

Реда ктор Е. Па пи Текред А. Кравчук Корректор О. Кравкова

Заказ 3447 Тираж 557 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. (агарина, 101