CS229757B1 - Sluneční plastový ohřívač média - Google Patents

Description

(54) Sluneční plastový ohřívač média

229 757

229 757

Vynález se týká slunečního plastového ohřívače média, u něhtfž se řeší využiti slunečního záření nebo teploty okolního prostředí tím způsobem, že k energetické přeměně dochází v kanálcích pod povrchem v ploše panelu z plastické hmoty.

Dosud známé plastové kolektory jsou v podstatě konstrukčně řešeny obdobným způsobem jako kovové, to znamená, že absorber je trubkového typu. Celá sestava ohřívače je tvořena nosnou vanou bud kovovou nebo plastovou, ve které je uložena tepelná izolace /minerální vlna, polyuretanová pěna apod./. Na této izolační vrstvě spočívá absorbér trubkového typu z plastické hmoty. Celý kolektor je uzavřen jednoduchým nebo dvojitým zasklením z křemičitého nebo organického skla, různými fóliemi apod., jež jsou uloženy v horním rámu spojeném s nosnou vanou tak, aby byla zajištěna absolutní těsnost a nepropustnost. Nevýhodou tohoto řešení je poměrně malé účinnost trubkového absorberu z plastické hmoty v porovnání s obdobnými absorbery kovovými, jež je dána odlišnými tepelně vodivými vlastnostmi materiálů. Kovové materiály používané při konstrukci kolektorů, at již při výrobě nosné vany, horního rámu či absorbéru navíc podléhají povětrnostním vlivům, jejich značná hmotnost omezuje móžnosti použití. Společnou nevýhodou popsaných plastových slunečních kolektorů je poměrně složitá konstrukce, značné množství jednotlivých komponentů na sebe váže při výrobě a montáži větší počet pracovníků, což se odráží ve výrobních nákladech, jež přímo ovlivňují odbytovou cenu. V neposled ní řadě je jejich funkce podmíněna intenzitou slunečního záření, je tudíž třeba)je situavat směrem na jih ve sklonu 35° až 50°. Nelze je využít k jiným účelům než jsou konstruovány, např.: energetický blok a pod.

- 2 229 757

Uvedené nevýhody obsahuje řešení podle patentového spisu USA č. 4161 170, pro podpovrchový ohřev média se užívá soustavy kanálků uvnitř izolačního materiálu /skelná vlna, polystyren, polyuretan/ a absorbér _v tvoří deska kovová či z polymerů, uložená v tepelném kontaktu s kanálky a zakrytá dvojitým transparentním zakrytím, mezi kterým je fluidní vrstva využívající teplosměnnost látek jako je čpavek, metylamin, dimetylamin při jejich zplynění. Řešení vychází ze známých prvků: izolační vana, absorbér, transparentní zakrytí a má tedy i společné nevýhody těchto prvků, jak je výše uvedeno. Navíc řešení s odděleným absorbérem a kanálky využívá jen velmi malou aktivní plochu pro přestup tepla a vynucuje si použití fluidní vrstvy, která v podstatě dodává to, co se ztrácí nevhodnou konstrukcí odděleného absorbéru. Toto opatření neúměrně zvyšuje náklady, čpavkové prostředí vyžaduje použití materiálů se značnou chemickou odolností, neboť již při krátkodobém působení metyl a dimetylaminů /100 hodin/ při 100° C resp. za varu, dochází k odštěpování kousků materiálů a k rozpadávání celých tělísek polymerů. ío vše se promítá do životnosti a ceny zařízení.

Výše uvedené nedostatky řeší sluneční plastový ohřívač média podle vynálezu, tvořený tvarovaným panelem, v němž je pod povrchem soustava kanálků, jehož podstatou je že cirkulační kanálky probíhají v celé ploše panelu, v němž jsou přímo vytvořeny a na obou koncích zaústěny do sběračů, přičemž povrch panelu jsou vertikálně členěné výstupky. Sluneční plastový ohřívač média je opatřen transparentním krytem upevněným v dráž ce v obvodovém rámu panelu. Použitým plastem pro panel je strukturně lehčený polypropylen - strukturní pěna, vznikající použitím tzv. nadouvadel. Strukturně lehčený polypropylen je tmavě pigmentován.

Použitím plastů v tomto konstrukčním řešení se dosáhne toho, že celoplastový absorbér ohřívače je v podstatě štěrbinový, čímž se eliminují nepříznivé vlastnosti plastů při trubkovém řešení. Činitel využití energie v ohřívači v závislosti na materiálu absorbéru a součiniteli celkových ztrát je při štěrbinové konstrukci u plastů téměř shodný jako při trubkové konstrukci u kovů, v některých případech i lepší. Například při součiniteli celkových ztrát U=^°, je činitel využití ener- 3 229 757 gie u plastového štěrbinového ohřívače 0,85 a u dosud nejužívanějšího, trubkového ocelového 0,84. Největším přínosem je skutečnost, že sluneční plastový ohřívač média pracuje i v nepříznivých klimatických podmínkách, např. v pásmech s velmi nízkým počtem hodin slunečního svitu nebo v noci. Zde se plastový panel využívá jako koncentrující prvek, kde se energie prostřednictvím větru, deště, sněhu, mlhy a proudění vzduchu shromažďuje a přeměňuje k topným účelům. Lze jej umístit vertikálně, horizontálně nebo skloněný pod libovolným úhlem, nezávisle na světových stranách. Při instalaci těsně nad střechou je panel v přímém kontaktu s okolním prostředím. Výsledkem je optimální energetická vytěžitelnost. Při slunečním svitu se ohřívá médium dopadajícím zářením, v době bez energetického zisku ze slunečního záření se potřebná energie získává z okolního prostředí /vítr, déšt, sníh,. mlha apod./ a přeměňuje se k topným účelům. Panely lze též skládat nad sebe, v horizontální poloze, se vzduchovými mezerami, umožňujícími proudění vzduchu. Propojení jednotlivých panelů je možno provést pomocí otvorů na okrajích nebo uprostřed, na středící nosnou rouru, opatřenou elementy vymezujícími vzdálenost mezi - jednotlivými panely. Takto sestavený energetický blok umožňuje zisk požadovaného množství energie v případech, kdy není k dispozici dostatečný prostor k instalaci jednotlivých panelů klasickým způsobem. Uvedené energetické bloky je výhodné instalovat ve větrem exponovaném prostředí, kde je rychlost proudění min.

m.s“¹. Absorbční systém ve spojení se zásobníkem tepla je použitelný se všemi druhy tepelných čerpadel. Sluneční plastový ohřívač média, vyrobený ze strukturní pěny lehčeného, tmavě pigmentovaného polypropylenu, se vyznačuje vysokou životností, chemickou odolností, odolností vůči povětrnostním vlivům, nízkou hmotností. V důsledku snadné výroby i montáže, lze dosáhnout vysoké sériovosti, což příznivě ovlivňuje cenové náklady.

Na připojených výkresech je znázorněno provedení slunečního plastového ohřívače média, kde na obr. 1 je jeho perspektivní nákres s provedeným řezem rovinou, na obr. 2 je nakreslen detail ní řez ohřívače, opatřeného na celém povrchu členěnými výstupky.

Obvodový rám 1 plastového ohřívače /obr.l/, tvoří výlisek strukturně lehčeného, tmavě pigmentovaného polypropylenu, opatřený drážkou pro hermetické upevnění transparentního krytu 2_ ·

- 4 229 757

Absorbční část panelu 6 tvoří výlisek strukturně lehčeného, tmavě pigmentovaného polypropylenu, opatřeného v teplosměnných plochách vertikálně členěnými výstupky 3 podle obr.2., tvarovaných ve vnější kompaktní vrstvě sendvičového materiálu do pravidelných řad, kde každý výstupek mé tvar krychle, rozdělené ve své vrchní části osovým křížem na další čtyři kubické části se zaoblením povrchu každé z nich. Celý povrch panelu tak vytváří kubus. Hloubkový ohřev v ploše je proveden soustavou v podstatě rovnoběžných kanálků 4, vytvořených v jádru sendvičového materiálu s nepravidelnou a dezorientovanou buněčnou strukturou, které jsou zaústěny na obou koncích do sběračů vytvořených rovněž přímo v panelu 6, jež jsou upraveny pro vzájemné spojení systému více ohřívačů. Otvory 7, podle obr.l, slouží k uchycení a snadné instalaci ohřívače na nosnou konstrukci nebo k vzájemnému propojení do energetických bloků. Pomocí sběračů 2 proudí nepřetržitě médium soustavou kanálků 4 v hloubce plochy panelu (5 a plní funkci energetického nosiče.

Sluneční plastový ohřívač média, vyrobený ze strukturní pěny lehčeného, tmavě pigmentovaného polypropylenu nalézá díky nízké hmotnosti uplatnění i tam, kde nelze použít těžké konstrukce tradičního zpracování. Vzhledem k vysoké chemické odolnosti je vhodný i pro agresivní prostředí. Jednou formou zisku tepelné energie je ohřev média radiací při přímém slunečním záření. Druhá forma zisku energie spočívá ve sběru energie z okolního prostředí bez slunečního záření i v noci, pomocí proudění vzduchu, deště, sněhu, mlhy apod. Výhodné je tvořit energetické bloky. Absorbční systém ve spojení se zásobníkem tepla je použitelný se všemi druhy tepelných čerpadel. Panely lze dále užít jednak k zisku tepelné energie z prostředí a za druhé následně jako teplovodní radiátor při prostorovém a podpovrchovém vytápění, jako klimatizační prvek apod. Sluneční plastový ohřívač média nevyžaduje žádnou «údržbu, jako nátěry, výměnu dílů, izolace apod. Je předurčen k širokému použití jako zdroj tepelné užitkové vody pro potřeby zemědělství, zejména v živočišné výrobě, při chovu ryb, při výrobě zeleniny, v sociálních, sportovních a rekreačních zařízení a podobně.

Claims (4)

1. Předmět vynálezu

   229 757

   1, Sluneční plastový ohřívač média tvořený sendvičovým panelem /6/, v němž pod vnější kompaktní vrstvou je soustava kanálků /4/, vyznačený tím, že cirkulační ka- tuivwi v celé ploše panelu /6/, v němž jsou přímo vytvořeny, jsou na obou koncích zaústěny do sběračů /5/, přičemž na vnější kompaktní vrstvě panelu /6/ jsou vertikálně členěné výstupky /3/.
2. 2’ Sluneční plastový ohřívač média podle bodů 1, vyznačený tím, že panel /6/ je opatřen transparentním krytem /2/·
3. 3í Sluneční plastový ohřívač média podle bodu 2, vyznačený tím, že transparentní kryt /2/ je upevněn v drážce, vytvořené v obvodovém rámu /1/ jako součást panelu /6/.
4. 4» Sluneční plastový ohřívač média podle bodu 1 nebo 2 nebo 3, vyznačený tím, že použitým plastem pro panel /6/ je strukturní pěna, tmavě pigmentovaného strukturně lehčeného polypropylenu.