Способ преобразования располагаемого тепла атмосферы земли и солнца в механическую энергию

 

Использование: малая энергетика. Сущность изобретения: способ преобразования располагаемого тепла атмосферы Земли и Солнца в механическую энергию для систем периодического или непрерывного действия заключается в том, что природные термодинамические параметры при смешивании атмосферного воздуха с водой искусственно реализуют в ограниченном замкнутом объеме, например, в полостях солнечных коллекторов, организуя перепад давления воздуха, который срабатывает на поршнях, размещенных в цилиндрах, либо на ветроколесе. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике и может найти применение в любой отрасли хозяйства при выработке механической/электрической/энергии за счет возобновляемых запасов тепла и холода окружающей среды простейшими конструктивными средствами, которые годны для выработки механической/электрической/энергии и из лучистой энергии Солнца.

Мы живем в окружающей среде, где буквально бушуют океаны различных видов энергии, проявляющих себя в том, что нас в различные периоды и в определенных местах нещадно мучает жара и треплют ветры, низвергаются сверху потоки воды в виде дождей, которые рождают водопады и мощные течения рек, а сбоку нам доставляют хлопоты волны морей и океанов.

Мизерную долю этих видов энергии человек в настоящее время полезно использует развивая такие отрасли энергетики на возобновляемых видах энергии, как ветроэнергетика, гидроэнергетика и гелиоэнергетика, которые рентабельны не всегда и не везде в связи с тем, что человек в этом случае использует естественные природные явления и процессы, которые имеют случайный характер и мощность их зависит от времени суток и года и места их проявления.

В конечном счете все эти виды энергии в основном получаются за счет лучистой тепловой энергии Солнца и превращаются вновь в тепловую энергию, но уже окружающей среды, которую, что называется голыми руками не возьмешь, хотя ее и очень много. Вот и ждет человек природных явлений, чтобы использовать эту энергию.

Традиционные способы полезного использования этой возобновляемой энергии подробно описаны, например, в книге Дж. Твайделла и А. Уэйра "Возобновляемые источники энергии", Москва, Энергоатомиздат, 1990г.

Известна также силовая установка по патенту США N 4490980, взятая за прототип, в которой паротурбинная установка /ПТУ/ работающая на фреоне, состоящая из замкнуто связанных между собой парового котла, паровой турбины, механически связанной с электрогенератором и конденсатором пара-фреона, имеет еще три замкнутых контура теплоносителей, первый из которых отдает тепло насыщенного влагой воздуха солнечного коллектора в паровой котел и состоит из солнечного коллектора, стенки замкнутого объема которого с воздухом выкрашены в черный цвет и оборудованного увлажнителем воздуха, а также вентилятором, подающим нагретый увлажненный воздух на стенки парового котла, второй контур, включающий сборник конденсата воды, стекающего со стенок парового котла, связан через насос с увлажнителем воздуха, а третий с помощью водяного насоса и заборно-сбросных магистралей естественного водоема омывает стенки конденсатора фреона.

Эта силовая установка, как и все известные гелиоустановки, использует естественно появляющуюся в природе разницу температур рабочих тел для преобразования ее в механическую энергию известными методами термодинамики, но имеет преимущество перед другими за счет наличия воздушного солнечного коллектора, в замкнутой полости которого постоянно поддерживается насыщенное влагой состояние воздуха, что позволяет, с одной стороны, с малыми материальными затратами выполнять солнечные коллекторы сколь угодно больших размеров, а следовательно тепловой мощности и, с другой стороны, по сравнению с чисто газовым теплоносителем увеличить коэффициент теплоотдачи к стенкам парового котла до уровня, характерного для жидкого теплоносителя солнечного коллектора, т.е. примерно в 100 раз, уменьшая этим потребную площадь стенок, а следовательно и вес парового котла для фреона, В то же время все известные, в том числе и эта гелиоустановка не позволяет использовать океан тепловой энергии или холода окружающей среды для выработки механической энергии, например, когда наступает ночь или когда Солнце закрыто облаками.

Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет ликвидировать и такие недостатки известной гелиоустановки, взятой за прототип, как наличие дорогой ПТУ работающей на фреоне, разрушающем озоновый слой Земли, тем более, что конденсатор фреона требует наличия водоема.

Правда эти недостатки отсутствуют в другой силовой установке по патенту США N 4367627, также взятой за прототип уже для другого варианта выполнения поставленной цели использовать для выработки механической энергии не только тепло прямых солнечных лучей, но и холод или тепло окружающей среды, накопленные соответственно за счет недостатка или избытка тепла лучей того же Солнца для компенсации тепла лучеиспускания Земли в космос.

В этой силовой установке по сравнению с первым прототипом использован также воздушный, но без увлажнения воздуха водой солнечный коллектор в виде цилиндра, поставленного вертикально открытого снизу и сверху и внутри которого поставлен не вентилятор, а ветроколесо для выработки механической энергии ввиду появления тяги в трубе за счет нагрева воздуха в ней от стенок, выкрашенных в черный цвет и нагреваемых прямыми солнечными лучами.

Но и в этой гелиоустановке отсутствуют предпосылки для реализации поставленной цели вырабатывать механическую энергию или от тепла солнечных лучей, или от тепла или холода окружающей среды Земли, или от обоих этих источников тепла и холода вместе, причем наипростейшими средствами при абсолютной экологичности, делая к тому же силовые установки работоспособными независимо от времени года и суток и практически всепогодными.

Поставленная цель ранее не была достигнута, ввиду того, что не был выявлен безэнергозатратный способ искусственного создания разницы в температурах рабочих тел окружающей среды, только благодаря которой в соответствии с законами термодинамики и возможно получение механической энергии из тепла, причем для этого неважно как будет достигнута эта разница в температурах, за счет охлаждения или нагрева какого-либо рабочего тела относительно окружающей среды. Желательно только, чтобы осуществлялось это одним и тем же способом и одними и теми же конструктивными средствами без расходования на это тепла или холода повышенных температурных потенциалов, для выработки которых, как известно, в соответствии с законами термодинамики необходима затрата механической энергии или тепла сгорания невозобновляемых горючих.

Самое доступное и экологичное рабочее тело окружающей среды Земли это воздух, который наиболее приемлем и в качестве рабочего тела для совершения термодинамического цикла по превращению располагаемого тепла в механическую энергию, ввиду его большой работоспособности R=29,3 кгм/кг·град. Вот почему в качестве прототипов выбраны гелиоустановки с воздушными солнечными коллекторами.

Вся суть предлагаемого изобретения состоит в том, что найден безэнергозатратный способ или охлаждения порции окружающего воздуха, если погода жаркая или ее нагрева, если погода морозная, с тем чтобы полученную разницу в температурах воздуха уже в соответствии с известными термодинамическими законами преобразовать часть океана тепла окружающей среды в механическую энергию.

Взятую порцию окружающего воздуха всегда можно или охладить или подогреть одним и тем же безэнергозатратным способом-впрыском в эту порцию воздуха воды-рабочего тела не менее распространенного на Земле чем воздух, в зависимости от того жаркая или морозная погода. В первом случае охлаждение воздуха происходит за счет скрытой теплоты испарения воды/тепло воздуха переходит к воде-пару/, ввиду того, что в жаркую погоду относительная влажность окружающего воздуха очень мала в большинстве районов Земли, а во втором подогрев воздуха происходит за счет скрытой теплоты уже кристаллизации капель воды /холод воздуха переходит к воде-льду/. Только в первом случае увеличение объема или давления или того и другого вместе выделенной порции воздуха осуществляется за счет последующего выравнивания температур окружающего воздуха и выделенной его порции /т.е. стенки емкости для порции воздуха должны быть теплопроницаемы/, в то время как во втором случае эти стенки должны быть теплоизолированы, т. к. выравнивания температур в этом случае не требуется, ввиду практически равенства удельных весов воды в виде жидкости и льда, в то время как вода-пар имеет удельный вес примерно в 1500 раз меньший, но в том и другом случае располагаемое увеличение объема и давления порции воздуха преобразуется в механическую энергию за счет расходования части океана тепла окружающей среды, в первом случае за счет отбора тепла от воздуха атмосферы Земли, а во втором за счет превращения воды окружающей среды в лед, который мы вынуждены выбрасывать в ту же окружающую среду, где брали воду при очередной смене порции воздуха, хотя эти процессы могут осуществляться и непрерывно, в связи с чем и предлагаются 2 варианта реализации предлагаемого способа, относительно двух разных прототипов.

В связи с этим предлагаемый способ преобразования тепла атмосферы Земли и Солнца в механическую энергию для систем периодического действия предусматривает использование известных существенных признаков по патенту США N 4490980, заключающихся в том, что природные термодинамические параметры при смешивании атмосферного воздуха с водой искусственно реализуют в ограниченном замкнутом объеме, например, в полостях солнечных коллекторов, часть стенок которых окрашивают в черный цвет и которые представляют собой несущую конструкцию для установки на них например, водонапорного бака или ветроколеса, которые дополняют существенными признаками, заключающимися в том, что с водой смешивают отдельные порции воздуха с малой относительной или абсолютной влажностью соответственно в условиях жаркой или морозной атмосферы Земли, солнечные коллекторы герметизируют, оборудуют впускным и выпускным кранами для периодического замещения влажного воздуха сухим, а также поршнем, ход которого за счет эффекта увеличения объема и давления увлажняемой порции воздуха используют для получения механической энергии, например, для перекачки воды в водонапорный бак, причем часть стенок с теневой стороны солнечного коллектора в солнечную погоду и вое его стенки в пасмурную морозную погоду теплоизолируют, например, теплоизоляционными шторками.

С целью более полного использования располагаемой потенциальной энергии давления воздуха в герметичном солнечном коллекторе-цилиндре поршневой машины в конце рабочего хода поршня и обеспечения автоматического замещения влажного воздуха сухим из атмосферы, предлагаемый способ может быть дополнен существенными признаками, заключающимися в том, что количество солнечных коллекторов выбирают не менее двух и совмещают рабочий ход в одном из них с заменой увлажненного насыщенного воздуха сухим в другом после предварительного выравнивания давления воздуха в них при закрытом впускном и выпускном кранах, расположенных соответственно в нижней и верхней частях солнечных коллекторов, после чего во втором из них открывают впускной и выпускной краны и автоматически замещают влажный воздух сухим, c большим удельным весом.

Второй вариант предлагаемого способа преобразования тепла атмосферы Земли и Солнца в механическую энергию для систем уже непрерывного действия предусматривает использование известных существенных признаков уже по патенту США N 4367627, заключающихся в том, что солнечный коллектор устанавливают вертикально и сообщают его полость снизу и сверху с атмосферой, часть стенок коллектора окрашивают в черный цвет, а в полости его размещают ветроколесо и используют образующуюся при этом тягу или "ветер" для его вращения, которые дополняются существенными признаками, заключающимися в том, что солнечный коллектор устанавливают в условиях жаркой или морозной погоды и используют в качестве несущей конструкции для установки на нем, например, водонапорного бака, и в полости солнечного коллектора размещают коллектор для распыливания воды, при этом механическую энергию ветроколеса используют для закачки воды в водонапорный бак, причем часть стенок с теневой стороны солнечного коллектора в солнечную погоду и все его стенки в пасмурную морозную погоду теплоизолируют, например, теплоизоляционными шторками.

На фиг. 1 изображена водонапорная башня, закачка воды в которую осуществляется возобновляемой тепловой энергией атмосферы Земли с помощью одного из возможных устройств периодического действия, реализующих предлагаемый способ преобразования располагаемого тепла атмосферы Земли и Солнца в механическую работу; на фиг. 2 водонапорная башня с устройством того же назначения, но уже непрерывного действия.

Водонапорная башня с циклической закачкой воды по предлагаемому способу /фиг. 1/ состоит из двух установленных на Земле вертикально герметичных, но теплопроницаемых цилиндров 1, на торцы которых установлен бак 2 для воды 3. В каждом из цилиндров 1 установлены поршни 4 с уплотнениями 5, тросами 6 связанные между собой через блоки 7 и поршень 8 водяного насоса 9,через впускные 10 и выпускные 11 обратные клапаны подключенные соответственно к впускной 12 и выпускной 13 магистралям, первая из которых погружена в источник воды /не показан/, а вторая соединена с полостью бака 2, оборудованного дренажным патрубком 15 и раздаточной магистралью 16 с запорным краном 17. Полости цилиндров 1 соединены с атмосферой через 3-х позиционные впускной 18 и выпускной 19 краны, между собой через запорный кран 20, а с полостью бака 2 через коллекторы 21 и 3-х позиционный впускной кран 22. Дополнительно цилиндры 1 и 2 оборудованы упорами 23 для поршней 4 и дыхательными патрубками 24.

Значительно проще, но со своими недостатками получается водонапорная башня /фиг. 2/ с непрерывной закачкой в нее воды, т.к. многие элементы в ней уже отсутствуют или упрощаются, а добавляется всего один новый элемент - ветроколесо 14, механически связанное с водяным насосом 9.

Предлагаемый способ преобразования располагаемого тепла атмосферы Земли и Солнца, например, в условиях полного штиля ночью и горячего сухого воздуха /Т=30.40^oC/ и ϕ10.20%/ на примере водонапорной башни с циклической подачей в нее воды /фиг. 1/ реализуется следующим образом.

Впускная магистраль 12 водяного насоса 9 погружается в источник воды /река, озеро или колодец/, например, левый цилиндр 1 отсекается от атмосферы, а правый, наоборот, сообщается с атмосферой с помощью 3-х-позиционных впускного 18 и выпускного 19 кранов. При подаче воды через кран 22 и коллектор 21 левого цилиндра 1, давление в нем начинает повышаться и поршень 4 левого цилиндра 1 начинает подниматься вверх, передавая усилие через трос 6 на поршень 8 водяного насоса 9, в котором в левой полости совершается такт выталкивания воды в бак 2, а в правой полости такт всасывания воды. После того как за счет притока тепла через стенки левого цилиндра 1 воздух в нем станет насыщенным влагой при температуре атмосферы, поршень 4 достигнет верхней точки. После этого кранами 18, 19 и 22 полости обоих цилиндров 1 отсекаются от атмосферы и бака 2 и сообщаются между собой краном 20 на время выравнивания давления в них. Когда кранами 18 и 19 полость уже левого цилиндра 1 будет сообщена с атмосферой, а правого с баком 2 с помощью крана 22, начнется обратное движений поршней 4 и 8 с повторением рабочего хода в правом цилиндре 1, в то время как в левом цилиндре 1 будет происходить самопроизвольное замещение влажного, а следовательно более легкого, сухим воздухом, т.к. через краны 18 и 19 полость цилиндра 1 сообщается с атмосферой и снизу и сверху.

При перемещении поршней 4 и поверхности воды 3 дыхание надпоршневого пространства цилиндров 1 и воздушной подушки бака 2 осуществляется через патрубки 15 и 24. По мере потребности раздача накопленной воды потребителям осуществляется с помощью крана 17.

Нетрудно заметить, что в условиях полного штиля закачка воды в бак 2 будет осуществляться как днем, так и ночью. Действительно, испарение воды, поступающей из коллектора 21 на теплопроницаемые стенки цилиндра 1 будет сопровождаться большим отбором тепла от стенок и самого воздуха, что приведет к появлению большой разницы в температурах воздуха вне и внутри цилиндров, а следовательно к мощному потоку тепла через стенки цилиндров 1, за счет которого и будут появляться усилия на поршнях 4. Для реализации предлагаемого способа важно только то, чтобы влажность окружающего воздуха была как можно меньше, а температура стенок цилиндров /т.е. окружающего воздуха/ как можно больше, т.к. в этом случае при тех же объемах цилиндров 1 будет возможность испарять большее количество воды, т.е. обеспечить больший приток тепла в цилиндры 1, а значит получение большего количества работы, в частности, на перекачку воды в бак 2.

Учитывая, что в данном случае важно, чтобы максимальная температура стенок цилиндров 1 была как можно большей, в дневных условиях мощность водонапорной башни может быть значительно увеличена, если внешние поверхности цилиндров 1 будут выкрашены в черный цвет, чтобы лучи Солнца разогревали стенки до температуры большей температуры окружающего воздуха, тем более, что она становится работоспособной даже при большей влажности окружающего воздуха, например, как в Сочи.

В этом варианте водонапорная башня выступает не только в качестве устройства для преобразования располагаемого тепла окружающей среды в механическую работу, но и тепла лучей Солнца в механическую работу, причем практически без ничего только за счет покраски внешних поверхностей цилиндров в черный цвет, что при использовании цилиндров 1 еще в качестве строительной конструкции и делает, в конечном счете, практически выгодным использование такого располагаемого возобновляемого вида природной энергии, как тепло окружающей среды, для преобразования которого в механическую работу достаточно наличия только большого количества сухого воздуха и малого количества воды /3. 20%/, что характерно для больших районов Азии и Африки, причем в течение длительных периодов.

Еще более привлекательной эта установка становится для тех районов Земли, где летом стоит жара, а зимой свирепствуют морозы, например, в районах Сибири и близких к географическому центру Азии и особенно в Якутии. В этом случае зимой работа этой установки становится тем эффективней, чем больше мороз, т.к. в этом случае будет достигаться даже еще большая разница температур воздуха, чем летом /до 80^oC на полюсе холода в Оймяконе в Якутии/, причем принципиально работа этого устройства при подогреве воздуха до 0^oC ничем не будет отличаться будем ли подавать в цилиндры 1 воду при температуре 0 или +80^oC, т.к. теплота кристаллизации воды составляет 80 ккал/кг, а удельная теплоемкость воды 1 ккал/кг·град. Разница лишь в том, что из цилиндров 1 надо будет удалять или воду, охлажденную до 0^oC или снег, ледяную крупу или водоснежную шугу, которую проще удалять обыкновенным насосом, например, для нужд погребов и подвалов для хранения овощей или фруктов с обратным возвратом воды в термодинамический цикл после таяния шуги от тепла накопленного за лето грунтом, окружающим стены подвала или погреба.

Можно себе представить какой бы было мировой сенсацией объявление о том, что во всех районах Земли в морозы повсеместно, где есть источники воды начинают бить природные ключи с подогретой до +80^oC воды. Предлагаемое полезное использование скрытой теплоты кристаллизации воды практически ничем не отличается от такой сенсации. Могут сказать, что горячую воду можно просто подать непосредственно в систему водяного отопления без каких-либо дополнительных устройств. Но еще проще громоздкую систему водяного отопления вообще не делать, если в конце рабочего хода поршней 4 удаляемый из цилиндров 1 подогретый до 0^oC воздух подавать в систему приточной вентиляции отапливаемого помещения, на обдув внешних стен этого помещения /которые надо будет делать тоньше и дешевле/ и использовать в качестве источника низкопотенциального тепла в тепловых насосах-кондиционерах, тем более что предлагаемый способ обеспечивает выработку и электроэнергии, в частности, и для их привода, когда на 1 квт затраченной электроэнергии может вырабатываться до 15.24 квт уже высокопотенциального тепла и холода/ смотри заявку на изобретение того же, что и это изобретение автора N 95120270 от 28-7-95г. и международную публикацию WO 96/00368 от 4-1-96 г. заявки PCT/RU 95/00132 от 24-6-95 г./. А ведь тепло кристаллизации воды в этом изобретении осваивается куда проще, чем тепло горячей воды.

Физические процессы, имеющие место в водонапорной башне, представленной на фиг. 2, те же, что и в башне, показанной на фиг. 1, но проявление их используется по разному. Если на фиг. 1 приток тепла через стенки цилиндров 1 используется для повышения давления в них, за счет которого и передвигаются поршни 4, то в водонапорной башне, показанной на фиг. 2, приток тепла через стенки цилиндров 1 используется для уменьшения удельного веса уже влажного воздуха, в результате чего в цилиндре 1, образуется мощная тяга и ветер, кинетическая энергия которого и снимается ветроколесом.

Удельный вес воздуха в цилиндре 1 в мороз будет уменьшаться уже при подогреве его до 0^oC за счет скрытой теплоты кристаллизации воды и теплопроницаемость стенок цилиндра 1 в этом случае будет только мешать этому процессу и в этом случае желательно эти стенки теплоизолировать или теплоизолированными шторками /не показаны/ или автоматически обеспечить эту теплоизоляцию за счет корки льда на внутренней поверхности цилиндра 1, толщину которой всегда можно регулировать расходом воды в цилиндры 1, а еще проще оставить стенки теплопроницаемыми, т. к. в этом случае температура воздуха 0^oC все равно будет достигнута только за счет увеличенного расхода воды, которая практически ничего не стоит. Способствовать этому также будет и то, что при одной и той же разнице температур мощность теплового потока при теплопередаче через стенку цилиндра 1 не менее чем на порядок будет меньше, чем теплопоток между водой и морозным воздухом при их смешении в объеме, ограниченном этими стенками. По этой причине механическая мощность одной и той же установки ночью при температуре воздуха, например, -40^oC будет во много раз больше, чем при температуре +40^oC, что особенно ценно именно в морозы, когда установка к тому же начинает вырабатывать и тепло в виде подогретого до 0^oC воздуха, но летом недостаток мощности установки может быть ликвидирован уже за счет прямых лучей Солнца, которые могут разогревать выкрашенные в черный цвет стенки цилиндров 1 до 70.80^oC.

Конструкция водонапорной башни, представленной на фиг. 2, несравненно проще, но при этом необходимо отметить и недостатки, заключающиеся в том, что КПД ветроколеса сравнительно низок /не более 40%/, а необходимость достижения при этом достаточно высокой скорости ветра в цилиндрах 1 требует большой высоты цилиндра 1, в то время как высота цилиндров 1 в водонапорной башне, показанной на фиг. 1, может быть выбрана любой, т.к. завершение физических процессов испарения и кристаллизации воды и теплопередачи зависит в этом случае уже не от длины цилиндров, а от промежутков времени между срабатываниями клапанов 18, 19, 20 и 22, т.е. от циклограммы, которая может быть выбрана любой, да и тихоходные поршневые воздушные компрессоры-турбины и водяные насосы обладают максимально возможным КПД снятия мощности от используемого воздуха при технологии изготовления, которая может быть освоена в любой механической мастерской, что особенно важно для фермерских хозяйств, где применение таких водонапорных башен особенно логично.

Естественно, что цилиндры 1 могут быть попутно использованы не только для установки водяного бака 2, но и в качестве мачт для установки, например, ветроколеса или линий электропередач или даже составлять стены различных складов, животноводческих ферм, крытых токов и т.д. что в максимальной степени увеличит сверхэффект от применения предлагаемого способа.

Упомянутое выше изобретение по заявке N 95120270 интересно еще и тем, что в своем составе оно имеет роторную машину объемного типа, с переменной степенью сжатия-расширения, которая используется там в качестве взаимозаменяемых компрессора и турбины и обладающая всеми видами КПД не менее 0,95. Дело в том, что наиболее подходящий для реализации предлагаемого способа термодинамический цикл без предварительного сжатия воздуха /разве что за счет динамического сжатия при торможении воздуха во впускной магистрали к концу впуска в устройство для его реализации/, подводом или отводом тепла при Y= Const и последующим соответственно изотермическими расширением или сжатием с полезным выходом механической энергии, может быть осуществлен все в той же роторной машине соответственно в варианте турбины или компрессора без каких-либо конструктивных доработок /меняются только размеры и соотношение размеров/.

Действительно, в этом случае каждая замкнутая порция взятого с улицы воздуха за счет впрыска воды будет нагреваться или охлаждаться, а значит давление в ней будет вначале увеличиваться или, наоборот, она будет вакуумироваться, а далее соответственно расширяться или сжиматься к моменту выпуска, когда, например, в варианте компрессора такт всасывания воздуха в роторную машину это турбина, а такт выталкивания это компрессор.

Как видим, эта роторная машина на данный момент может рассматриваться как идеальное устройство для реализации предлагаемого способа, т.к. механическая энергия получается в виде крутящего момента на валу роторной машины, а процессы теплообмена через стенки в ней не нужны не только в морозную, но и жаркую сухую погоду, когда днем при наличии солнца полезен будет только отбор в роторную машину воздуха предварительно нагретого у поверхностей выкрашенных в черный цвет, которые и будут выполнять роль солнечных коллекторов, а подача в эту роторную машину так или иначе пропадаемых зря горячих газов, например, ДВС будет равносильна замене его глушителя, создающего противодавление, а следовательно уменьшающего КПД и мощность ДВС, на вспомогательный двигатель, наоборот увеличивающий суммарные КПД и мощность уже комбинированной СУ.

Иначе говоря, не надо ждать милости от природы в виде ветров и лучей Солнца. Черпать возобновляемую и экологичную энергию из окружающей среды как в жару, так и морозы, делая природную энергетику всепогодной, вот задача человека, на что и направлен предлагаемый способ, конструктивные средства для реализации которого значительно упрощают и традиционную энергетику ветрогелиоэнергетику, имея в виду, что вместо бака с водой на цилиндрах 1 может быть установлено ветроколесо, а их стенки со стороны лучей Солнца будут выкрашены в черный цвет или состоять из панелей солнечных полупроводниковых батарей непосредственного преобразования лучей Солнца в электрическую энергию, причем с полезным отбором излишков тепла для реализации предлагаемого способа и предотвращением потери тепла из оболочек через стенки, находящиеся в тени, за счет их теплоизоляции.

Формула изобретения

1. Способ преобразования располагаемого тепла атмосферы Земли и Солнца в механическую энергию для систем периодического действия, заключающийся в том, что природные термодинамические параметры при смешивании атмосферного воздуха с водой искусственно реализуют в ограниченном замкнутом объеме, например в полостях солнечных коллекторов, часть стенок которых окрашивают в черный цвет и которые представляют собой несущую конструкцию для установки на них, например, водонапорного бака или ветроколеса, отличающийся тем, что с водой смешивают отдельные порции воздуха, солнечные коллекторы герметизируют, оборудуют впускным и выпускным кранами для периодического замещения влажного воздуха сухим, а также поршнем, ход которого за счет эффекта увеличения объема и давления увлажняемой порции воздуха используют для получения механической энергии, например, для перекачки воды в водонапорный бак.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество солнечных коллекторов выбирают не менее двух и совмещают рабочий ход в одном из них с заменой увлажненного насыщенного воздуха сухим в другом, после предварительного выравнивания давления воздуха в них при закрытых впускном и выпускном кранах, расположенных соответственно в нижней и верхней частях солнечных коллекторов, после чего во втором из них открывают впускной и выпускной краны и автоматически замещают влажный воздух сухим с большим удельным весом.

3. Способ преобразования располагаемого тепла атмосферы Земли и Солнца в механическую энергию для систем непрерывного действия, заключающийся в том, что солнечный коллектор устанавливают вертикально и сообщают его полость снизу и сверху с атмосферой, часть стенок коллектора окрашивают в черный цвет, а в полости его размещают ветроколесо и используют образующуюся при этом тягу или ветер для его вращения, отличающийся тем, что солнечный коллектор используют в качестве несущей конструкции для установки на нем, например, водонапорного бака и в полости солнечного коллектора размещают коллектор для распыливания воды, при этом механическую энергию ветроколеса используют, например, для закачки воды в водонапорный бак.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2