Солнечный водонагреватель
Изобретение относится к гелиоэнергетике и может быть использовано в солнечных установках для преобразования солнечной энергии в тепловую. Солнечный водонагреватель содержит многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных стеклянных трубок, в межтрубном пространстве которых создан вакуум. Во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, по которой циркулирует теплоноситель, концы которой гидравлически связаны с подводящей и отводящей магистралями, размещенными в продольном корпусе. Корпус установлен на несущих стойках, коаксиальные трубки секций каждого теплообменника установлены в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, под углом по отношению друг к другу. Свободные концы трубок связаны концами смежных трубок в секции и с концами трубок смежных секций. Подводящий и отводящий коллекторы размещены в продольном корпусе. Во внутренней полости стеклянных коаксиальных трубок установлены тепловые гофрированные трубки U-образной формы. Подводящий и отводящий коллекторы связаны с подающей и отводящей магистралями посредством запорной арматуры. Тепловая U-образная трубка выполнена из нержавеющей стали в виде двойной спирали, свитой в продольном направлении. Техническим результатом является повышение эффективности теплопередачи. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к гелиоэнергетике и может быть использовано в солнечных установках для преобразования солнечной энергии в тепловую.
Известен солнечный водонагреватель, содержащий установленные в корпусе U-образные трубопроводы, по которым циркулирует теплоноситель (RU, С1, № 2267716, 2006).
Недостатками известного решения являются сложность конструкции и низкая эффективность теплопередачи.
Наиболее близким к заявленному изобретению является солнечный коллектор, который содержит многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных вакуумных трубок, расположенных в одной плоскости. Во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, заполненная теплоносителем, концы которой гидравлически связаны с подводящим и отводящим нагретый теплоноситель коллекторами (RU, U1, № 171104, 2017).
Недостатком известного решения является низкая эффективность теплопередачи.
Заявленное изобретение направлено на повышение эффективности теплопередачи.
Указанный технический результат достигается тем, что в солнечном водонагревателе, содержащем многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных стеклянных трубок, в межтрубном пространстве которых создан вакуум, во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, по которой циркулирует теплоноситель, концы которой гидравлически связаны с подводящей и отводящей магистралями, размещенными в продольном корпусе, корпус установлен на несущих стойках, коаксиальные трубки секций каждого теплообменника установлены в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, под углом по отношению друг к другу, при этом свободные концы трубок связаны концами смежных трубок в секции и с концами трубок смежных секций, подводящий и отводящий коллекторы размещены в продольном корпусе, причем во внутренней полости стеклянных коаксиальных трубок установлены тепловые гофрированные трубки U-образной формы.
Подводящий и отводящий коллекторы связаны с подающей и отводящей магистралями посредством запорной арматуры.
Тепловая U-образная трубка выполнена из нержавеющей стали в виде двойной спирали, свитой в продольном направлении.
Поскольку заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога рядом существенных признаков, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
В основу заявленного изобретения положены известные законы материального мира, что позволяет утверждать о соответствии изобретения условию «промышленная применимость»
Поскольку из уровня техники не известно выполнение конструкции водонагревателя с трубками, установленными под различными углами друг к другу, что позволяет более рационально использовать отведенную под него площадь, в совокупности с оригинальной конструкцией тепловой U-образной трубки, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства условию патентоспособности «изобретательский уровень».
На фиг. 1 представлен заявленный водонагреватель, общий вид; на фиг. 2 - вид спереди; на фиг. 3 - вид сбоку; на фиг. 4 - узлы А и Б на фиг. 3; на фиг. 5 - узел. В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 7 - коаксиальная трубка с тепловой U-образной трубкой.
Водонагреватель состоит из трубчатого корпуса 1, горизонтально установленного на стойках 2. На корпусе 1 солнечного водонагревателя установлены секции 3 в виде коаксиальных трубок 4 из сверхпрочного боросиликатного стекла, покрытого изнутри специальным селективным покрытием, которое обеспечивает поглощение тепла облучения с минимальным отражением, при этом в межтрубном пространстве трубок 4 создан вакуум.
Во внутренней полости внутренней трубки 5 коаксиальной трубки 4 размещена U-образная тепловая гофрированная трубка 6 из нержавеющей стали, один конец которой гидравлически связан с подводящим коллектором 7, подающим теплоноситель, а второй конец тепловой трубки 4 - с отводящим коллектором 8. Подводящий 7 и отводящий 8 коллекторы связаны с подводящий и отводящей магистралями через запорные краны 9 и 10.
Трубки 4 , установленные в одной плоскости, соединены в общий блок 11, образуя секцию 3 в корпусе 1 водонагревателя. Трубки 4 освещаются Солнцем в течение всего светового дня. Изменяющийся зазор между трубками 4 в водонагревателе позволяет снизить эффект затенения солнечных лучей соседними трубками 4 при движении Солнца.
Тепловая U-образная гофрированная трубка 6 выполнена в виде двойной спирали, ветви которой между собой свиты в продольном направлении.
Посредством хомутов 12, закрепленных на концевых участках внешних трубок 13 коаксиальных трубок 4, и гибких связей 14 (отрезков троса или проволоки) свободные концы коаксиальных трубок 4 связаны с концами смежных трубок 4 в секции 3 и с концами трубок 2 смежных секций 3, формируя таким образом прочный силовой каркас.
Заявленное устройство позволяет эффективно использовать отведенные для него площади независимо от расположения Солнца.
1. Солнечный водонагреватель, включающий многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных стеклянных трубок, в межтрубном пространстве которых создан вакуум, во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, по которой циркулирует теплоноситель, концы которой гидравлически связаны с подводящей и отводящей магистралями, размещенными в продольном корпусе, отличающийся тем, что корпус установлен на несущих стойках, коаксиальные трубки секций каждого теплообменника установлены в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, под углом по отношению друг к другу, при этом свободные концы трубок связаны концами смежных трубок в секции и с концами трубок смежных секций, подводящий и отводящий коллекторы размещены в продольном корпусе, причем во внутренней полости стеклянных коаксиальных трубок установлены тепловые гофрированные трубки U-образной формы.
2. Солнечный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что подводящий и отводящий коллекторы связаны с подающей и отводящей магистралями посредством запорной арматуры.
3. Солнечный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что тепловая U-образная трубка выполнена из нержавеющей стали в виде двойной спирали, свитой в продольном направлении.
