Солнечный коллектор с антиконвективной структурой луданова

 

Сущность изобретения: в солнечном коллекторе с антиконвёктивной структурой, размещенной в зазоре корпуса 1 между поглощающей панелью 4 и прозрачным покрытием 2 и выполненной в виде гибкой непрерывной ленты 10, натянутой на два ряда опорных элементов, установленных в шахматном порядке вдоль краев поглощающей панели 4с образованием совокупности параллельных полос, опорные элементы выполнены в виде роликов 9 с параллельными осями вращения, а лента 10 снабжена натяжным элементом 11. Ролики 9 установлены с возможностью синхронного поворота их осей в плоскостях, перпендикулярных полосам ленты 10. 2 з.п. ф-лы, З ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (я)э F 24 J 2/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ый

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4935550/06 (22) 12,05.91 (46) 15.05.93. Бюл. ¹ 18 (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (72) К.И.Луда нов (56) Патент США

¹ 4106483, кл. F 24 J 3/02, 1974.

Заявка РСТ

N 8833//0000991166, кл. F 24 JЗ/02,,1983. (54) СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР С АНТИКОНВЕКТИВНОЙ СТРУКТУРОЙ ЛУДАНОВА (57) Сущность изобретения: в солнечном

„„5U 1815531 А1 коллекторе с антиконвективной структурой, размещенной в зазоре корпуса 1 между поглощающей панелью 4 и прозрачным покрытием 2 и выполненной в виде гибкой непрерывной ленты 10, натянутой на два ряда опорных элементов, установленных в шахматном порядке вдоль краев поглощающей панели 4с образованием совокупности параллельных полос, опорные элементы выполнены в виде роликов 9 с параллельными осями вращения, а лента 10 снабжена натяжным элементом 11. Ролики 9 установлены с возможностью синхронного поворота их осей в плоскостях, перпендикулярных полосам ленты 10, 2 з.п, ф-лы, 3 ил, 1815531

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в плоских коллекторах солнечной энергии (солнечных коллекторах), Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности.

На фиг.1 изображен солнечный коллектор с ленточной АКС в варианте с опорными элементами в виде одинарных роликов, приводится общий вид в аксонометрии; на фиг.2 — в аксонометрии фрагмент коллектора — вариант с опорным элементом в виде пары роликов, установленных с возможностью поворота в плоскости их осей; на фиг.3 — фрагмент коллектора (вид сбоку с удаленной стенкой корпуса) в варианте, аналогичном фиг.2, с парой опорных..роликов, но в наклоненном относительно поглощающей панели положении.

Корпус 1 солнечного коллектора с лицевой стороны закрыт листом прозрачного покрытия 2. Внутри корпуса 1 между прозрачным покрытием 2 и днищем 3 корпуса 1 размещена поглощающая панель 4 с трубами 5 для подвода и отвода теплоносителя. Между поглощающей панелью 4 и днищем 3 установлена теплоизоляция 6. В зазоре между поглощающей панелью 4 и прозрачным покрытием 2 размещена АКС.

В варианте на фиг.1 в корпусе 1 установлен каркас 7, на котором смонтированы торцевые крепления 8 опорных роликов 9. На два ряда роликов 9 (установленных у противоположных стенок каркаса 7) петлеобразно натянута непрерывная лента 10. Постоянный натяг ленты 10 для поддержания плоской формы ее полос обеспечивает натяжной элемент 11 (например, пружина). Диаметр роликов 9 в этом варианте равен шагу параллельных полос ленты 10. Лента AKC может быть выполнена иа металлической фольги с зеркально отражающей поверхностью. Полосы такой ленты 10 в коллекторе ориентируются в направлении восток-запад своей длинной и осью устанавливаются перпендикулярно плоскости поглощающей панели 4, а сам коллектор наклоняется к cry на оптимальный угол, т.е. устанавливается таким образом, чтобы полосы ленты 10 АКС находились в плоскости гномонома (в пло-. скости траектории видимого движения солнца по небосводу). В таком случае в течение практически всего светового дня полосы ленты 10 АКС не будут создавать помех (тени) для прохождения солнечного излучения к поверхности поглощающей панели 4.

В варианте на фиг.2 и 3 пара роликов 9 малого диаметра выполняет функции одного опорного элемента. Каждый из роликов 9 обоими торцами шарнирно закреплены к двум штангам (играющим в данном случае роль каркаса АКС), верхней 12 и нижней 13, Нижняя штанга 13 в корпусе 1 коллектора закреплена неподвижно, а верхняя штанга

12 установлена с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения и фиксации рукояткой. установленной снаружи корпуса 1. Это обеспечивает возможность синхронного поворота осей всех роликов 9

10 с соответствующим изменением угла наклона полос ленты 10, натянутой на ролики 9.

Лента 10 в местах огибания пары роликов 9 выполнена в виде двух гибких и тонких тяг

14, проходящих по кольцевым канавкам 15

15 на поверхности роликов 9, что позволяет избежать сминания участков ленты 10, огибающих пару опорных роликов и их смещения вдоль оси роликов 9 при синхронном повороте полос ленты 10 вместе с роликами

20 9.

Солнечный коллектор работает следующим образом.

Солнечная радиация, поступающая к поглощающей панели 4, нагревает ее, превращаясь в полезное тепло. Часть поглощаемой солнечной энергии отводится теплоносителем, прокачиваемым по трубам

5, а другая часть — уходит в окружающую, среду в виде теплопотерь, Ряд параллель30 ных полос ленты 10АКС щелевого типа снижает эти теплопотери. подавляя конвекцию воздуха в зазоре между поглощающей панелью 4 и прозрачным покрытием 2 коллектора.

8 процессе работы коллектора под воздействием изменений температур его элементов происходит изменение длины непрерывной ленты 10. Сохранение плоской формы ее полос обеспечивается натяж40 ным элементом 11 (пружиной), а равномерное распределение усилия натяжения ленты 10 по параллельным полосам обеспечивается вращением роликов 9 вокруг своих осей.

45. При оптимальной ориентации коллектора полосы ленты 10 из металлической фольги с зеркально отражающей поверхностью находятся в плоскости гномонома и не создают помех (тени) для прохождения сол50 нечного излучения к поглощающей панели

4. Однако в течение года высота Солнца над горизонтом(угол а) изменяется в диапазоне

+23,5 относительно его положения в момент равноденствия, При этом плоскости

55 полос ленты 10 уже не совпадают с плоскостью гномонома, что приводит к увеличению оптических потерь в АКС. Для уменьшения этих потерь угол наклона полос ленты.10 приводят в соответствие с меняющейся вы1815531 сотой Солнца над горизонтом, Вдвигая или выдвигая подвижную штангу 12 за рукоятку. расположенную снаружи корпуса 1 коллектора, Осуществляют синхронный поворот осей всех роликов 9 с соответствующим изменением угла наклона полос ленты 10, что позволяет совмещать их плоскости с плоскостью гномонома, т,е. регулярно переориентировать полосы ленты 10 в оптимальное положение, не изменяя при этом угол наклона самого коллектора e тTеeч еeнHи е e г оoд а, При синхронном повороте роликов 9 вместе с ними синхронно поворачивается и ряд параллельных полос ленты 10. Участки ленты

10, огибающие пары роликов 9, в этом случае не сминаются и не смещаются на роликах 9 вдоль их осей, поскольку выполнены в виде двух тонких и гибких тяг 14. огибающих ролики 9 по кольцевым канавкам, которые фиксируют место огибания тягами 14 роликов 9 в осевом направлении. Участки тяг 14 между кольцевыми канавками роликов 9 при повороте их осей перемещаются друг относительно друга, оставаясь параллельными, Использование заявляемой конструкции позволяет обеспечить полное подавление конвекции воздуха в зазоре коллектора при минимальном уровне оптических потерь и с использованием недорогих и долговечных материалов.

Формула изобретения

1. Солнечный коллектор с антиконвективной структурой, размещенной в зазоре

5 корпуса между плоской поглощающей панелью и прозрачным покрытием и выполненной в виде гибкой непрерывной ленты, натянутой на два ряда опорных элементов, установленных в шахматном порядке вдоль

10 краев поглощающей панели с образованием совокупности параллельных полос, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления конвекции воздуха и экономичности, опорные элемен15 ты выполнены в виде роликов с параллельными осями вращения, а лента снабжена по меньшей мере одним натяжным элементом.

2, Коллектор по п.1. о тл и ч а ю щи йс я тем, что каждый опорный элемент вы20 полнен в виде пары установленных с зазором роликов.

3. Коллектор по п.2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что ролики установлены с возмож. ностью синхронного поворота их осей в пло25 скостях, перпендикулярных к полосам ленты, а лента в местах огибания пары роликов выполнена в виде по меньшей мере двух тонких гибких тяг, соединяющих концы соседних полос и проходящих по кольцевым

30 канавкам, выполненным на поверхности роликов.

1815531

Составитель Л,Луданов

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор В,Фельдман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1631 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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