Солнечный пруд

 

Использование: аккумулирование солнечной энергии в пресном водоеме. СущС о л н ц е Y ность изобретения: с целью повышения эффективности аккумулирования тепла солнечный пруд содержит две расположенные друг над другом зоны, выполненные из мембран 2, 3, составленных из пленочных капсул . Капсулы 7 верхней изолирующей зоны выполнены прозрачными, заполнены жидкой и газообразной средами и пригружены. Капсулы 6 нижней теплоаккумулирующей зоны размещены в шахматном порядке, заполнены веществом с фазовым переходом и пригружены. Теплообменник 4 выполнен в виде трубопровода, огибающего капсулы 6. 2 з.п,ф-лы, 1 ил. А СО С х| xj to сл 4 J J В 6

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (и)ю F-24 J 2/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

С О ЛНЦ Ю

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728650/06 (22) 07.08.89 (46) 30,10,92. Бюл, N. 40 (71) Научно-производственное обьединение

"Солнце" AH ТССР (72) М.А.Рахманов и А,В.Якунин (56) 1. Патент США

N. 4429683, кл. F 24 J 3/02, опублик, 1984.

2. Патент США N 4467786. кл. F 24 J

3/02, опублик. 1984 (54) СОЛНЕЧНЫЙ ПРУД (57) Использование: аккумулирование солнечной энергии в пресном водоеме. Сущ„„ А „„1772541 А1 ность изобретения: с целью повышения эффективности аккумулирования тепла солнечный пруд содержит две расположенные друг над другом зоны, выполненные из мембран 2, 3, составленных из пленочных капсул. Капсулы 7 верхней изолирующей эоны выполнены прозрачными, заполнены жидкой и газообразной средами и пригружены, Капсулы 6 нижней теплоаккумулирующей зоны размещены в шахматном порядке, заполнены веществом с фазовым переходом и пригружены. Теплообменник 4 выполнен в виде трубопровода, огибающего капсулы 6.

2 з.п,ф-лы, 1 ил, 1772541

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоп рудам, преобразующим солнечное излучение в тепловую энергию и осуществляющим ее аккумулирование, Известен солнечный пруд, содер>кащий мембраны, покрывающие поверхность пруда и приданную теплоаккумулирующую 30ну с теплобменником (1).

Недостатком известного солнечного пруда является невозможность создания на его основе экологически чистого гелиапруда, путем, например, использования пресной воды, Существование теплоаккумулирующей зоны в данном техническом решении возможно .только при наличии градиента концентрации Соли, возрастающей по глубине пруда, Известен также солнечный пруд, включающий верхнюю изолирующую и связанную с потребителем нижнюю теплоаккумулиру ощую зоны и размещенную в изолирующей зоне мембрану, выполненную из прилегающих друг к другу прозрачных пленочных капсул, заполненных жидкой и газообразной средами, разделенными праслайкзми для подавления конвекции (2).

Основной недостаток этого пруда.— относительно невысокая эффективность аккумулирования тепла.

Цель изобретения — повышение эффективности аккумулирования тепла, Поста ален ная цел ь даст!1 Гс.ется тем, что солнечный пруд, содержаший верхнюю изолиру.ощую и свяэа;IHóþ с потребителем нижнюю теплоаккумулирующую зоны и размещенную в изолирующей зоне мембрану, выполненную иэ прилегающих друг к другу прозрачных пленочных капсул, заполненных жидкой и газообразной средами, разделенными прослойкой для подавления кон эекции, дополнительно содержит размещенную в теплоаккумулирующей зоне мембрану, выполненную в виде прилегающих друг к другу черных пленочных капсул, заполненных веществом с фазовым переходам, при этом капсулы изолирующей и теплоаккумулирующей эон снабжены грузами и расположены относительно друг друга в шахматном порядке. Прослойка для подавления конвекции выполнена в виде ма:, ляной пленки. Потребите.;ь связан с теплоаккумулирующей зоной через теплообменник, выполненный в виде трубопровода, огибающего черные капсулы.

Солнечный пруд позволяет эффективно аккумулировать тепло на дне пруда в теплоаккумулирующей зоне в капсулах, заполненных веществом с фаэовым переходом, с достаточно эффективной теплоизоляцией этой эоны от окру>кающей среды.

На чертеже представлена схема солнечного пруда (поперечный разрез).

Солнечный пруд имеет облицовку 1, заполнен пресной водой и содержит два яруса объемных мембран (верхняя 2 и нижняя 3), Нижняя мембрана 3 расположена в приданной теплоаккумулирующей зоне пруда, где установлен теплообменник 4. Мембрана 3 составлена из заполненных веществом с фазовым переходом и пригруженных грузом 5 капсул 6 из черной полимерной пленки. Грузы 5 расположены внутри капсул 6. Капсулы

6 мембраны 3 плотно размещены в придонной теплоаккумулирующей зоне и огибают15 ся теплаобменником 4, выполненным в виде трубопровода. Такое одноярусное взаимо20

55 расположение капсул 6 и образует мембрану 3; На мембране 3 расположен изолирующий ярус из частично заполненных водой и пригруженных грузом 5 капсул

7 из прозрачной полимерной пленки, Капсулы 7 ориентированы относительно капсул 6 в шахь:атном порядке. Поверхность воды внутри капсул 7 покрыта противаиспарительной пленкой 8, например масляной, Уровень воды в солнечном пруде поддерживается несколько ниже уровня воды в капсуле 7 (на чертеже не показано), Плотное расположение капсул 7 на верхнем ярусе бразует мембрану 2, Незаполненный водой воздушный объем 9 капсул 7 образует теплоизолирующее покрытие солнечного пруда

Солнечный пруд функционирует следующим образом.

Падающее на поверхность, солнечного пруда излучение проникает через верхнюю прозрачную мембрану 2 и преимущественно нагревает вещество с фаэовым переходом, заключенным в капсулы б нижней мембраны 3, а также воду, заключенную между стенками капсул 6. и 7 в самих капсулах 7. В процессе нагрева неизбежно внутри каждой капсулы 6 и 7 и вне их между стенками происходит образование конвективных таков. Однако локализация этих токов внутри и между стенками капсул препятствует образованию конвективных течений по всему обьему пруда, тем самым поддерживается стратификация температуры по высоте пруда, Воздушный обьем 9 в капсулах 7 верхней мембраны" препятствует теплоотдаче от пруда в атмосферу, Масляная пленка 8 не дает. испаряться жидкости внутри капсул 7 верхнего яруса, Шахматное расположение пригруженных капсул 7 веохнега яруса относительно капсул 6 нижнего яруса при плотной их компановке обеспечивает локализацию обьема воды в пруду между тенками капсул. Разность в уровнях

1772541

Составитель M.Ðàõìàíîâ

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор

Заказ 3833 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издателвскии комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 воды внугри капсул 7 верхнего яруса и общего уровня воды в пруду способствует распиранию капсул 7 до контакта с соседней стенкой. При этом сами капсулы 7 принимают.такую форму, при которой до предела уменьшается открытая поверхность воды в пруду, Наличие грузов 5 в каждой капсуле 6 и 7 дает возможность формировать путем затапливания мембраны 3 и 2, Вес каждого груза 5 достаточен для удержания капсул 6 и 7 на месте их установки при действии ветра и в процессе нагрева солнечного пруда, когда возникают дополнительные Архимедовы силы за счет уменьшения плотности. Использование в капсулах 6 в качестве наполнителей веществ с фазовым переходом (например, парафина1 позволяет более эффективно аккумулировать тепло солнечного излучения благодаря увеличению отношения времени разрядки к времени зарядки за счет процесса фазового перехода без увеличения глубины теплоаккумулирующей зоны пруда при постоянной площади поверхности приема солнечного излучения, Теплосьем для потребителя из теплоаккумулирующей зоны осуществляется по-. средством теплобменника 4, выполненного в виде трубопровода, огиба1ощего черные капсулы 6, что озволяет проводить данный процесс долее эффективно.

Формула изобретения

1. Солнечный пруд, содержащий верхнюю изолирующую и связанную с потребителем нижнюю теплоаккумулирующую зоны

5 и размещенную в изолирующей зоне мембрану, выполненную из прилегающих одна к другой прозрачных пленочных капсул, заполненных жидкой и газообразной средами, разделенными прослойкой для

10 подавления конвекции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности аккумулирования тепла, пруд дополнительно содержит размещенный в теплоаккумулирующей зоне мембрану, вы15 полненную в виде прилегающих одна к другой черных пленочных капсул, заполненных веществом с фазовым переходом, при этом капсулы из изолирующей и теплоаккумулирующей зон снабжены грузами и распложе20 ны относительно друг друга в шахматном порядке.

2. Пруд по и. 1, от л и ч а ю шийся тем, что прослойка для подавления конвекции

25 выполнена в виде масляной пленки.

3. Пруд и и, 1, отличающийся тем, что потребитель связан с теплоаккумулирующей зоной через теплообменник, выпол30 ненный в виде трубопровода, огибающего черные капсулы.