EA008116B1 - Solar power device for products heat treatment - Google Patents

Solar power device for products heat treatment Download PDF

Info

Publication number
EA008116B1
EA008116B1 EA200400123A EA200400123A EA008116B1 EA 008116 B1 EA008116 B1 EA 008116B1 EA 200400123 A EA200400123 A EA 200400123A EA 200400123 A EA200400123 A EA 200400123A EA 008116 B1 EA008116 B1 EA 008116B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
heat
solar
heat treatment
products
power device
Prior art date
Application number
EA200400123A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200400123A1 (en
Inventor
Алим Иванович Чабанов
Михаил Парфенович Сычев
Николай Михайлович Ерохов
Георгий Лукич Щукин
Юрий Петрович Сидоренко
Евгений Семенович Филипенко
Андрей Николаевич Баженов
Владислав Алимович Чабанов
Иван Ильич Смарж
Михаил Иванович Городов
Рев Александрович Матасов
Владимир Романович Марченко
Виктор Никифорович Жигайло
Алексей Алексеевич Воронков
Владимир Петрович СЕВАСТЬЯНОВ
Дмитрий Алексеевич Чабанов
Александр Александрович Чепасов
Валериан Маркович СОБОЛЕВ
Александр Алексеевич Соловьев
Original Assignee
Зао Международная Гелиоэнергетическая Компания "Интергелиоэкогалактика"
Научно-Производственное Частное Унитарное Предприятие "Мателот"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зао Международная Гелиоэнергетическая Компания "Интергелиоэкогалактика", Научно-Производственное Частное Унитарное Предприятие "Мателот" filed Critical Зао Международная Гелиоэнергетическая Компания "Интергелиоэкогалактика"
Priority to EA200400123A priority Critical patent/EA008116B1/en
Publication of EA200400123A1 publication Critical patent/EA200400123A1/en
Publication of EA008116B1 publication Critical patent/EA008116B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/30Solar heat collectors for heating objects, e.g. solar cookers or solar furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/77Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/10Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors using latent heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/90Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
    • Y02A40/924Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation using renewable energies
    • Y02A40/926Cooking stoves or furnaces using solar heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
    • Y02B40/18Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers using renewables, e.g. solar cooking stoves, furnaces or solar heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Abstract

The invention relates to solar power engineering, in particular, to domestic and mobile solar power engineering.The device is embodied for heat treatment of different types of products within a wide range of temperatures including food products, for example, for food preparation, hot and cold smoking, drying of apothecaries grass, as well as for manufacturing industrial products such as ceramic glassware. Besides, the device can be used for producing fresh and warm water, power supply of green houses, farms, houses and remote objects.The device comprises a helio-thermal stove-chamber for products heat treatment, characterized in using high-quality heat-insulating material and “pumping” energy-condensing streams of sun rays from outside into the inner stove capacity. The result is achieved by coating ceiling and walls thereof with heat-insulating material and placing concentrators and conductors of sun rays made as hollow truncated pyramids, faces of which are covered with ray-reflecting mirror material and bases are coated with light-transparent heat-insulating material. Outside the helio-thermal stove-there arranged ray-reflecting surfaces formed by carrying materials of mainly rectangular shape. The reflected sun rays form an energy channel between the ray-reflecting surfaces and the inner medium of the helio-thermal stove.There anticipated the use of outer heat-insulated storages of heat-accumulating material and heat-generating devices filled with fluid high-temperature heat carrier.The result is aimed at considerable accumulation and safe of energy supplies for products heat treatment and other purposes.

Description

Настоящее предполагаемое изобретение относится к области создания гелиоэнергоустановок, преимущественно бытовых и мобильных, передвижных, ориентированных на сельских жителей или дачников, фермерские хозяйства, малое и среднее предпринимательство, геологические партии, отдаленные и передвижные подразделения оборонного или иного назначения.The present alleged invention relates to the field of creating solar energy installations, mainly domestic and mobile, mobile, oriented to rural residents or summer residents, farms, small and medium enterprises, geological parties, remote and mobile units of defense or other purposes.

Известны бытовые энергетические установки, использующие энергию солнечных лучей для обогрева жилых помещений и получения теплой воды для удовлетворения нужд в крестьянских или фермерских хозяйствах. Типичным техническим решением для таких случаев является создание коллектора солнечной энергии, включающего в себя систему трубопроводов, по которым протекает вода или плоский поток воды, накрытые светопроницаемой теплоизолированной поверхностью, которая выполняется в подавляющем числе случаев с помощью листового стекла при однорядном или двухрядном остеклении.Known household power plants that use the energy of sunlight to heat residential premises and produce warm water to meet the needs of farmers or farms. A typical technical solution for such cases is the creation of a solar energy collector that includes a piping system through which water flows or a flat stream of water, covered with a translucent heat-insulated surface, which is performed in most cases using sheet glass with single or double row glazing.

Известны такие солнечные коллекторы, в которых нагревается воздух, омывающий темные теплопроводящие пластины, расположенные под принципиально подобной стеклянной поверхностью. Недостатком таких технических решений является низкая технико-экономическая эффективность солнечных коллекторов, их низкий КПД из-за больших тепловых потерь. Они вытекают из того, что при желании максимально использовать энергию солнечной радиации, поступающей на каждый квадратный метр площади, занимаемой солнечным коллектором, стремятся увеличивать долю светопроницаемой поверхности в нем.Such solar collectors are known in which the air is heated, washing the dark heat-conducting plates located under a fundamentally similar glass surface. The disadvantage of such technical solutions is the low technical and economic efficiency of solar collectors, their low efficiency due to large heat losses. They follow from the fact that if you want to maximize the use of the energy of solar radiation supplied to each square meter of the area occupied by the solar collector, they tend to increase the proportion of the translucent surface in it.

При этом адекватно возрастают и тепловые потери, так как тонкое стекло является слабым местом в теплоизоляции внутренней среды солнечного коллектора, а увеличение толщины и числа слоев остекления вызывает повышенные потери солнечной энергии, так как нарастают потери, связанные с поглощением и отражением солнечных лучей.At the same time, heat losses also adequately increase, since thin glass is a weak point in the thermal insulation of the internal environment of the solar collector, and an increase in the thickness and number of glazing layers causes increased losses of solar energy, since losses associated with absorption and reflection of sunlight increase.

Уровень техники, а также проблемы и потенциальные возможности в области таких решений детально рассмотрены в монографии Д. Мак-Вейг «Применение солнечной энергии», М., Энергоиздат, 1981 г. Наиболее эффективные решения в этой области изложены в патентных материалах.The prior art, as well as problems and potential opportunities in the field of such solutions are discussed in detail in the monograph by D. McWig "The Use of Solar Energy", M., Energoizdat, 1981. The most effective solutions in this area are described in patent materials.

Известно применение концентраторов солнечных лучей для увеличения энергосодержания в солнечном коллекторе - гелиопреобразующем светопроницаемом и теплоизолированном пространстве [см. а.с. СССР № 1449703 «Аэродинамическая гелиостанция» Р 030 7/02, Р 241 2/42, опубл. 07.01.89г.]. Данное техническое решение позволяет снизить удельную стоимость гелиоконцентратора в общей стоимости энергетической установки, однако оно не решает задачи снижения тепловых потерь с единицы светопроницаемой площади и не позволяет снизить стоимость бытовых гелиоустановок до конкурентоспособного уровня в сравнении с другими источниками энергии. Тем не менее, указанное техническое решение значительно эффективнее известных гелиоустановок. В частности, известно применение гелиоустановок конкретно для термообработки некоторых продуктов с помощью гелиоконцентратора, сводящего поток солнечных лучей на небольшой участок гелиопоглощающей поверхности и в небольшую объемную зону, где устанавливается емкость для приготовления пищи (см. патент РФ 2109228 «Устройство для преобразования солнечной энергии», Р2412/42, опубл. 20.04.98г.). Такое техническое решение применимо лишь в специфических условиях и лишь в южных регионах России, Украины, а также в экваториальных регионах. С его помощью может осуществляться низкопроизводительное приготовление пищи, в период с середины летнего светового дня, а термообработка других продуктов - промышленных, при температуре, существенно превышающей температуру кипения воды, вообще невозможна. Вместе с тем освоение малонаселенных территорий Сибири и Дальнего Востока, пустынь Средней и ЮгоВосточной Азии, Африки требует наличия маломощных источников энергии, прежде всего на основе использования солнечной энергии, ибо доставка нефтепродуктов в таких случаях затруднена, для опреснения морской воды, изготовления и сушки кирпича, черепицы, керамической посуды и других продуктов, а также для приготовления пищи. В обжитых регионах применение солнечной энергии для подобных целей также необходимо из-за непрерывного роста стоимости энергоносителей, быстрого уменьшения их запасов и вредного воздействия на окружающую среду сжигания энергоносителей.It is known the use of solar concentrators to increase the energy content in the solar collector - heliotransmitting light-permeable and heat-insulated space [see A.S. USSR No. 1449703 "Aerodynamic solar station" P 030 7/02, P 241 2/42, publ. 01/07/89]. This technical solution allows to reduce the unit cost of the solar concentrator in the total cost of the power plant, however, it does not solve the problem of reducing heat loss from a unit of translucent area and does not allow to reduce the cost of domestic solar plants to a competitive level in comparison with other energy sources. However, the specified technical solution is much more effective than known solar installations. In particular, it is known to use solar plants specifically for heat treatment of certain products using a solar concentrator that reduces the flow of sunlight to a small area of the helioplastic surface and into a small volume zone where a cooking tank is installed (see RF patent 2109228 “Device for converting solar energy”, P2412 / 42, publ. 04/20/98). Such a technical solution is applicable only in specific conditions and only in the southern regions of Russia, Ukraine, as well as in the equatorial regions. With its help, low-performance cooking can be carried out in the period from the middle of a summer daylight, and heat treatment of other products - industrial, at a temperature significantly higher than the boiling point of water, is generally impossible. At the same time, the development of sparsely populated territories of Siberia and the Far East, deserts of Central and Southeast Asia, and Africa requires the availability of low-power sources of energy, primarily based on the use of solar energy, because the delivery of oil products in such cases is difficult for desalination of sea water, production and drying of bricks, tiles, ceramic dishes and other products, as well as for cooking. In habitable regions, the use of solar energy for such purposes is also necessary because of the continuous increase in the cost of energy, the rapid reduction of their reserves and the harmful effects on the environment of burning energy.

Задачей настоящего технического решения согласно предполагаемому изобретению является создание гелиоэнергетической бытовой и/или передвижной установки для термообработки продуктов, в том числе для приготовления пищи, в которой достигалась бы температура, значительно превышающая точку кипения воды, обеспечивалось бы аккумулирование тепловой энергии, по меньшей мере, на период ненастных дней, когда отсутствует солнечная радиация, чтобы она функционировала зимой и летом, днем и ночью, охватывая значительный спектр термообрабатываемых продуктов, имела доступную цену для различных слоев населения.The objective of the present technical solution according to the proposed invention is the creation of a solar energy household and / or mobile installation for heat treatment of products, including for cooking, in which a temperature is reached that is significantly higher than the boiling point of water, the accumulation of thermal energy is ensured, at least the period of rainy days when there is no solar radiation to function in winter and summer, day and night, covering a significant range of heat-treated products, had an affordable price for various segments of the population.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является создание гелиоэнергетической установки для термообработки продуктов, включая приготовление пищи, которая позволяет накапливать тепловую энергию в бытовых и передвижных условиях на продолжительный период, превышающий обычно встречающееся время ненастной погоды, обеспечивая высокую температуру термообработки продуктов в летнее и зимнее время, в связи с чем она выполнена в виде гелиотермической печи, по подобию русской печи, предназначенной для наружной установки, с замкнутой и хорошо теплоизолированной внутренней полостью, в которую направляют необходимые по энергетическому уровню потоки солThe technical result of the proposed invention is the creation of a solar energy installation for heat treatment of products, including cooking, which allows the accumulation of thermal energy in domestic and mobile conditions for a long period exceeding the usual time of inclement weather, providing a high temperature of heat treatment of products in summer and winter, due to with what it is made in the form of a heliothermal furnace, in the likeness of a Russian furnace intended for outdoor installation, with a closed that and well heat-insulated internal cavity into which streams of salt, necessary on an energy level, direct

- 1 008116 нечных лучей, преобразуемые в тепло высокотемпературным гелиопоглощающим материалом с повышенной температурой и удельной теплотой плавления, а при отсутствии солнечной радиации - тепловые потоки необходимой интенсивности от гелиотеплоаккумулятора.- 1 008116 point rays converted into heat by a high-temperature solar-absorbing material with an increased temperature and specific heat of fusion, and in the absence of solar radiation - heat fluxes of the required intensity from the solar thermal accumulator.

Частными техническими результатами предложенного гелиоэнергетического устройства термообработки продуктов являются применение его для обогрева домов, помещений временного и туристического проживания людей, получение электроэнергии для локальных целей собственных нужд, опреснение морской воды, обеспечение жизнедеятельности на островах и материковых отдаленных местностях специализированных отрядов геологов, строителей и т.д.Particular technical results of the proposed solar energy device for heat treatment of products are its use for heating houses, temporary and tourist accommodation for people, generating electricity for local purposes, desalination of sea water, life support on islands and mainland remote areas of specialized teams of geologists, builders, etc. d.

Хотя предложенное гелиоэнергетическое устройство создано преимущественно для бытовых целей и передвижной гелиоэнергетики, оно имеет значительный спектр общепромышленного применения и его ближайшим аналогом, прототипом выбрано устройство, изложенное в а.с. СССР № 1449703 «Аэродинамическая гелиостанция» Р0367/02, Р2412/42, опубл. 07.01.89г.Although the proposed solar energy device was created primarily for domestic purposes and mobile solar energy, it has a significant range of general industrial use and its closest analogue, the prototype of the device described in A.S. USSR No. 1449703 "Aerodynamic solar station" P0367 / 02, P2412 / 42, publ. 01/07/89

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что относительно известных технических решений, в том числе относительно указанного прототипа, содержащих по меньшей мере один концентратор солнечных лучей, гелиопоглощающую поверхность, расположенную в пространстве концентрированного потока лучей и примыкающую к ней объемную зону лучевого и конвективного нагрева, где размещены термообрабатываемые продукты, имеются различия в том, что гелиопоглощающая поверхность и зона лучевого и конвективного нагрева выполнены при помощи теплоизолированного днища с расположенными в нем и/или на нем технологическими емкостями, заполненными теплоаккумулирующим материалом и герметично закрытыми гелиопоглощающими теплопроводными пластинами с теплоотводами, например, гофрированными металлическими листами, теплоизолирующих стенок и потолков, образующих совместно корпус гелиотермической печи с замкнутой нагреваемой воздушной полостью, посредством которых размещены средства технологического обеспечения гелиотермической печи, например, поддоны для установки емкостей, содержащих термообрабатываемые продукты, фиксирующие упоры для размещения поддонов на различных температурных уровнях, приспособления и механизмы для перемещения поддонов и емкостей, в том числе для закладки и выемки технологических емкостей, причем, по меньшей мере, потолок гелиотермической печи содержит поле встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей, выполненных преимущественно в виде пустотелых усеченных четырехгранных пирамид, которые расположены в несущем теплоизолирующем материале корпуса гелиотермической печи так, что меньшие основания их находятся на его внутренней поверхности, а большие основания - на наружной поверхности, при этом основания пирамидальных встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей закрыты светопроницаемым теплоизолирующим материалом, а грани их содержат лучеотражаюшие поверхности, при этом в окружающем гелиотермическую печь пространстве с помощью несущих материалов и конструкций размещены дополнительные лучеотражаюшие поверхности, энергетически связанные с замкнутой нагреваемой воздушной полостью и гелиопоглощающими теплопроводными пластинами гелиотермической печи посредством потоков отраженных солнечных лучей через окружающую воздушную среду и встроенные концентраторы и проводники солнечных лучей, причем дополнительные лучеотражающие поверхности образованы с помощью гибких и/или жестких материалов, плотно соединенных с тонким слоем лучеотражающего материала и имеющих различные геометрические формы, преимущественно в виде прямоугольников, закрепленных к соответствующим несущим конструкциям, по меньшей мере, часть из которых присоединена к управляющим механизмам с ручными и/или автоматизированными приводами, подключенными через управляющие устройства к индикаторам положения солнечного диска на небосводе и датчикам скорости естественного ветра.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that relatively well-known technical solutions, including with respect to the specified prototype, containing at least one concentrator of sun rays, a helioplastic surface located in the space of a concentrated beam of rays and adjacent to it a volume zone of radiation and convective heating where heat-treating products are located, there are differences in the fact that the helioplastic surface and the area of radiation and convective heating made using a thermally insulated bottom with technological tanks located in and / or on it, filled with heat-accumulating material and hermetically sealed solar-absorbing heat-conducting plates with heat sinks, for example, corrugated metal sheets, heat-insulating walls and ceilings, which together form the body of a heliothermal furnace with a closed heated air floor by which the means of technological support of the heliothermal furnace are placed, for example, pallets for I install containers containing heat-treated products, fixing stops for placing pallets at various temperature levels, devices and mechanisms for moving pallets and containers, including for laying and removing technological tanks, and at least the ceiling of the heliothermal furnace contains a field of built-in concentrators and conductors of sunlight, made mainly in the form of hollow truncated tetrahedral pyramids, which are located in the carrier heat-insulating material of the body the heliothermal furnace so that their smaller bases are on its inner surface, and the larger bases are on the outer surface, while the bases of the pyramidal built-in concentrators and solar rays are covered with a translucent heat-insulating material, and their faces contain radiation-reflecting surfaces, while in the surrounding heliothermal furnace space with the help of supporting materials and structures placed additional reflective surfaces energetically associated with a closed heated by the air cavity and helioplastic heat-conducting plates of the heliothermal furnace by means of reflected sun rays through the surrounding air and built-in concentrators and conductors of sun rays, the additional reflective surfaces being formed using flexible and / or rigid materials tightly connected to a thin layer of reflective material and having various geometric forms, mainly in the form of rectangles, fixed to the corresponding load-bearing structures, at least at least, some of which are connected to control mechanisms with manual and / or automated drives connected via control devices to indicators of the position of the solar disk in the sky and to sensors of natural wind speed.

Предложенное техническое решение отражает принципиально новый подход к созданию гелиотермических установок и печей, который позволяет экономически эффективно снять традиционный для известных технических решений конструктивно-технологический предел наращивания температуры в их замкнутых нагреваемых воздушных полостях за счет уменьшения тепловых потерь до любого, наперед заданного, уровня при одновременном увеличении площади светопроницаемых поверхностей до максимального уровня.The proposed technical solution reflects a fundamentally new approach to the creation of solar thermal installations and furnaces, which allows cost-effective removal of the traditionally-known structural and technological limit of temperature increase in their closed heated air cavities by reducing heat loss to any predetermined level while increasing the area of translucent surfaces to a maximum level.

Это достигается тем, что в базовый несущий и теплоизолирующий материал потолков и стенок в корпусе гелиотермической печи согласно предлагаемому изобретению встраиваются концентраторы и проводники солнечных лучей, которые выполнены в виде усеченных пустотелых четырехгранных пирамид и которые снабжены внутренними лучеотражающими поверхностями на их гранях, направлены своими меньшими (малыми)основаниями внутрь замкнутой нагреваемой воздушной полости, в то время как их большие (могут быть и многократно большие по площади) основания размещены на наружной поверхности корпуса гелиопоглощающей печи. Таким образом, солнечные лучи поступают из окружающей среды на светопроницаемые поверхности значительных размеров больших оснований в лучеконцентрирующих пирамидах - световодах, а выходят внутрь гелиотермической печи концентрированными потоками-пучками через значительно меньшие по площади основания-проемы. При этом, чем толще стенки и потолок последней, следовательно, чем лучше ее теплоизоляция, тем эффективнее работают пирамидальные концентраторы и проводники солнечных лучей, ибо в таком случае при заданном соотношеThis is achieved by the fact that in the base bearing and heat-insulating material of the ceilings and walls in the housing of the heliothermal furnace according to the invention, concentrators and conductors of sunlight are integrated, which are made in the form of truncated hollow tetrahedral pyramids and which are equipped with internal beam-reflecting surfaces on their faces, directed their smaller ( small) bases inside a closed heated air cavity, while their large (may be many times larger in area) bases placed on the outer surface of the body of the solar-absorbing furnace. Thus, the sun’s rays come from the environment to light-transmitting surfaces of significant dimensions on large bases in beam-concentrating pyramids — optical fibers, and exit inside the heliothermal furnace by concentrated beam flows through much smaller openings. Moreover, the thicker the wall and ceiling of the latter, therefore, the better its thermal insulation, the more efficient the pyramidal concentrators and conductors of sunlight, because in this case, for a given ratio

- 2 008116 нии площадей входных и выходных оснований угол наклона лучеотражающих граней друг относительно их осей уменьшается и, соответственно, уменьшается число отражений солнечных лучей при прохождении через лучеконцентрирующие пирамиды - световоды. Оба основания каждой из них закрыты тонким светопроницаемым и воздухонепроницаемым теплоизолирующим материалом. В условиях практической реализации толстые теплоизолирующие стенки, потолок и частично днище гелиотермической печи выполняются (по своей толщине) из нескольких ориентировочно параллельных слоев прочного пенистого материала, разделенных воздушными прослойками, и сквозь эти слои закладываются с весьма малыми зазорами встроенные концентраторы и проводники солнечных лучей, в частности, составленные из отдельных элементов - подобных частей упомянуты» пустотелых усеченных пирамид, пристыкованых последовательно друг к другу с закрытыми светопроницаемым материалом основаниями. В этом случае тепловые потери изнутри гелиотермической печи поступают в указанные воздушные прослойки, как и тепловые потери, возникающие от лучевых потоков извне на лучеотражающих поверхностях. Откачивая посредством специальных средств воздух из указанных воздушных прослоек, в частности, внутрь гелиотермической печи, что бывает технологически необходимо и полезно, тепловые потери в подавляющем количестве могут быть утилизированы: печь может выдавать непрерывный поток горячего воздуха для различных применений.- 2 008116 the area of the input and output bases, the angle of inclination of the reflecting faces relative to their axes decreases and, accordingly, the number of reflections of sunlight when passing through the beam-concentrating pyramids - optical fibers decreases. Both bases of each of them are covered with a thin translucent and airtight heat-insulating material. In terms of practical implementation, thick heat-insulating walls, the ceiling and partially the bottom of the heliothermal furnace are made (in thickness) of several approximately parallel layers of durable foam material, separated by air layers, and through these layers built-in concentrators and solar conductors are laid with very small gaps. in particular, composed of separate elements - similar parts are mentioned "hollow truncated pyramids, docked sequentially to each other with closed breathable base material. In this case, heat losses from inside the heliothermal furnace enter these air spaces, as well as heat losses arising from radiation fluxes from the outside on radiation reflecting surfaces. By pumping through special means air from the indicated air spaces, in particular, into the heliothermal furnace, which is technologically necessary and useful, the heat losses in overwhelming quantities can be utilized: the furnace can produce a continuous stream of hot air for various applications.

Вместе с тем согласно предполагаемому изобретению температура и мощность гелиотермической печи фиксированных размеров наращиваются за счет установки в окружающем пространстве дополнительных лучеотражающих поверхностей. Отраженные последними солнечные лучи направляются во входные проемы встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей. Образно этот процесс можно представить как принудительное нагнетание, накачивание энергии солнечных лучей внутрь гелиотермической печи. Таким образом, принципиально становится возможным наращивание мощности и температуры последней до любых заданных величин, которые ограничиваются лишь температурной устойчивостью конструкции и применяемых материалов. Исходя из этого, температурный режим во внутренней среде гелиотермической печи имеет оптимальное значение в пределах 200-300°С. Более высокие температуры предусматриваются для последней в случае ее особых применений. При температуре 300°С могут быть выбраны наилучшие режимы для приготовления пищи и для термообработки многих других продуктов, а также можно получать пар, с необходимым перегревом и повышенным давлением, для локального производства электроэнергии - для собственных нужд (промышленное исполнение гелиотермической печи позволяет осуществлять высокоэффективное гелиопроизводство товарной электроэнергии в необходимых количествах). Для производства электроэнергии применим также производимый печью нагретый воздух, а в турбоэлектрогенераторах - специальные типы фреона для низкотемпературного потребления тепловой энергии при производстве электроэнергии (участки гелиотеплоаккумуляторов часто содержат внутри себя зоны с пониженной температурой).However, according to the proposed invention, the temperature and power of a fixed-temperature heliothermal furnace are increased by installing additional radiation-reflecting surfaces in the surrounding space. The last reflected rays of the sun are sent to the entrance openings of the built-in concentrators and conductors of sunlight. Figuratively, this process can be represented as forced pumping, pumping of the energy of sunlight into the heliothermal furnace. Thus, in principle, it becomes possible to increase the power and temperature of the latter to any given values, which are limited only by the temperature stability of the structure and the materials used. Based on this, the temperature regime in the internal environment of the heliothermal furnace has an optimal value in the range of 200-300 ° C. Higher temperatures are provided for the latter in the case of its special applications. At a temperature of 300 ° C, the best modes for cooking and for heat treatment of many other products can be selected, and steam can be produced with the necessary overheating and high pressure for local electricity production for own needs (the industrial design of the heliothermal furnace allows highly efficient solar production commercial electricity in the required quantities). For the production of electricity, the heated air produced by the furnace is also applicable, and in turboelectric generators - special types of freon for low-temperature consumption of thermal energy in the production of electricity (areas of solar heat accumulators often contain areas with lower temperatures).

Лучеотражающие дополнительные поверхности относительно гелиотермической печи могут устанавливаться на значительных расстояниях, а в некоторых случаях на достаточно больших, и по своей лучеотражающей поверхности могут превышать многократно, в 5-10, а иногда и в 50 раз и больше, лучеприемную площадь потолка и стенок. Они выполняются с помощью несущих материалов и конструкций - из тканевых, пленочных и композитных гибких (сворачиваемых) материалов или жестких легких пластин любых форм и размеров, складывающихся в малые объемы для транспортировки. Эти материалы в зависимости от условий размещения и придаваемых функций могут покрываться с одной или двух сторон лучеотражающим материалом - алюминиевой или медной фольгой или высококачественным оцинкованным железом, а также тонким полимерным материалом, напыленным с одной стороны алюминием, медью и др. Стоимость 1 м2 такого лучеотражающего алюминиево-пленочного материала составляет 715 российских рублей.Reflecting additional surfaces relative to the heliothermal furnace can be installed at considerable distances, and in some cases at sufficiently large, and on their reflecting surfaces can exceed many times, 5-10, and sometimes 50 times or more, the luminous area of the ceiling and walls. They are carried out with the help of supporting materials and structures - from fabric, film and composite flexible (rolled up) materials or rigid light plates of any shape and size, folding into small volumes for transportation. These materials, depending on the placement conditions and assigned functions, can be coated on one or two sides with a reflective material - aluminum or copper foil or high-quality galvanized iron, as well as thin polymeric material sprayed on one side with aluminum, copper, etc. The cost of 1 m 2 of this ray-reflecting aluminum-film material is 715 Russian rubles.

Стоимость 1 м2 дополнительных лучеотражающих поверхностей с их опорной базой может не превышать 30-60 российских рублей, а каждые 20 м2 их «накачивают» в гелиотермическую печь мощность солнечной радиации около 2-3 кВт на большей части территории России и около 2 кВт в Республике Беларусь, в осредненном по году значении. В сравнении с газовой плитой это весьма значительные мощности. Лучеотражающие дополнительные поверхности, при использовании устройства согласно предполагаемому изобретению малоимущими слоями населения, корректируются (относительно положения солнечного диска на небосводе) вручную, в то время как для обеспечения остальных слоев населения в автоматизированных исполнениях устройства - посредством управляемых электроприводов, а также автономных комплектных приспособлений с радиоуправлением. Последние через устройства управления связаны с индикаторами положения солнечного диска и датчиками скорости ветра, получая управляющие команды от технологического компьютерного устройства. Для повышения эффективности дополнительных лучеотражающих поверхностей, расположенных в окружающем пространстве вокруг гелиотермической печи, на корпусе самой печи размещаются дополнительно такие поверхности с ручным или автоматическим регулированием их углового положения для оптимального направления отраженных солнечных лучей внутрь печи. Дополнительные лучеотражающие поверхности могут располагаться в виде лучеконцентрирующей усеченной пирамиды - конфузора, входная поверхность которого значительно превышает светопроницаемую поверхность гелиотермической печи и облегчает согласованноеThe cost of 1 m 2 of additional reflecting surfaces with their supporting base may not exceed 30-60 Russian rubles, and every 20 m 2 they are "pumped" into the heliothermal furnace with solar radiation power of about 2-3 kW in most of Russia and about 2 kW in Republic of Belarus, in the year-averaged value. In comparison with a gas stove, this is a very significant capacity. The additional reflecting surfaces, when using the device according to the proposed invention by the poor, are manually adjusted (relative to the position of the solar disk in the sky), while to provide the rest of the population in automated versions of the device - by means of controlled electric drives, as well as autonomous complete devices with radio control . The latter, through control devices, are connected with indicators of the position of the solar disk and wind speed sensors, receiving control commands from a technological computer device. To increase the efficiency of additional reflective surfaces located in the surrounding space around the heliothermal furnace, additional surfaces with manual or automatic adjustment of their angular position are placed on the body of the furnace itself to optimally direct reflected sunlight into the furnace. Additional beam-reflecting surfaces can be in the form of a beam-concentrating truncated pyramid - a confuser, the input surface of which significantly exceeds the translucent surface of the heliothermal furnace and facilitates a coordinated

- 3 008116 размещение отдаленных лучеотражающих поверхностей. Указанные дополнительные лучеотражающие поверхности, будучи выполненными повышенной прочности и закрепленными посредством кинематических приспособлений, используются и в ветрозащитных целях.- 3 008116 placement of distant reflective surfaces. These additional reflective surfaces, being made of increased strength and fixed by means of kinematic devices, are also used for windproof purposes.

Весьма эффективной формой гелиотермической печи является цилиндрическая, а при больших ее мощностях - тороидообразная, и при этом лучеотражающие поверхности удобно располагаются на кольцевых, вокруг печи, канатных подвесках, в один или несколько кругов вокруг печи, при этом с помощью кольцевых канатных подвесок лучеотражающие поверхности с регулируемым наклоном поворачиваются согласно передвижению солнечного диска.A very effective form of the heliothermal furnace is a cylindrical, and at its high power - toroidal, and at the same time, the reflective surfaces are conveniently located on the circular, around the furnace, rope suspensions, in one or more circles around the furnace, while with the help of ring rope suspensions, the reflective surfaces with adjustable tilt rotate according to the movement of the solar disk.

В гелиоэнергетическом устройстве согласно предполагаемому изобретению соответственно достигнутым возможностям создания высокой температуры, до 300°С и больше, применяют и высокотемпературный гелиопоглощающий и теплоаккумулирующий материал, расположенный в зоне днища корпуса печи, с помощью технологических емкостей. В частности, возможно применение в качестве такого материала олова, температура плавления которого составляет 232°С, а точка кипения - 2237°С. При этом может быть применен защитный материал, например стеарин или парафин, температура кипения которого составляет 350-450°С. Кроме того, расплавленный материал в технологических емкостях герметично закрывается теплопроводящими металлическими пластинами, содержащими теплоотводы, погруженные в расплавленный материал. Эти пластины могут выполняться посредством гофрированного стального листа, получаемого с помощью штамповки с глубокой вытяжкой. Солнечные лучи, поступающие внутрь печи, поглощаются этими пластинами. Такая конструкция надежно обеспечивает темплоаккумулирование с температурой до 300°С. В отдельных случаях может применяться и алюминий с температурой плавления до 800°С.In the solar energy device according to the proposed invention, according to the achieved possibilities of creating a high temperature, up to 300 ° C and more, high-temperature solar-absorbing and heat-accumulating material located in the zone of the bottom of the furnace body is also used with the help of technological tanks. In particular, tin can be used as such a material, the melting point of which is 232 ° C, and the boiling point is 2237 ° C. In this case, a protective material, for example stearin or paraffin, whose boiling point is 350-450 ° C, can be used. In addition, the molten material in technological containers is hermetically sealed with heat-conducting metal plates containing heat sinks immersed in the molten material. These plates can be made by means of corrugated steel sheet obtained by deep drawing. The sun's rays entering the furnace are absorbed by these plates. This design reliably provides thermal storage with temperatures up to 300 ° C. In some cases, aluminum with a melting point up to 800 ° C can also be used.

Однако более дешевым и эффективным теплоаккумулирующим материалом являются различные смеси стеаринов, солей щелочных металлов, некоторые виды пластмасс и слюды, также с защитными материалами, где это необходимо. При этом можно достигать достаточно высокой удельной теплоты плавления смесей, например до 30-50 ккал/кг и более, за счет чего используется высокая «скрытая» теплоемкость теплоаккумулирующего материала. В случае повышенных требований в части количества аккумулируемой тепловой энергии могут быть применены внешние, хорошо теплоизолированные, технологические емкости, размещаемые стационарно под печью или ниже - под землей, с несколькими вариантами теплоаккумулирующих материалов, в частности с сильно соленой водой. В частности, ниже уровня почвы удобно может быть размещено внешнее хранилище теплоаккумулирующего материала, заполненное смесью стеарина и поваренной соли, в некоторых случаях - с добавлением определенных видов пластмасс, слюды. Для первоначального разогрева этой смеси и перевода ее в жидкое, расплавленное состояние в таком случае используются регулируемые электротеплонагреватели. Этот материал в расплавленном виде посредством насосного аппарата поступает в технологические емкости, расположенные в днище корпуса гелиотермической печи, с применением циркулярного контура из теплоизолированных трубопроводов. В более дешевом и тяжелом исполнении в качестве теплоаккумулирующего материала во внешнем хранилище может быть использован подручный сыпучий материал в виде щебня или даже песка. В таком случае теплобменный контур содержит циркуляционные теплоизолированные воздуховоды с устройством прокачивания воздуха как теплоносителя и/или жидкого высокотемпературного теплоносителя. При этом температура теплоаккумулирующего материала может быть высокой.However, cheaper and more efficient heat storage materials are various mixtures of stearins, alkali metal salts, some types of plastics and mica, also with protective materials where necessary. In this case, it is possible to achieve a sufficiently high specific heat of fusion of the mixtures, for example, up to 30-50 kcal / kg or more, due to which the high “hidden” heat capacity of the heat storage material is used. In the case of increased requirements in terms of the amount of accumulated thermal energy, external, well-insulated, technological tanks can be applied permanently placed below the furnace or below the ground, with several options for heat-accumulating materials, in particular with very salt water. In particular, below the soil level, an external storage of heat-storage material filled with a mixture of stearin and sodium chloride, in some cases with the addition of certain types of plastics, mica, can conveniently be placed. For the initial heating of this mixture and its transformation into a liquid, molten state, in this case, adjustable electric heaters are used. This material in molten form through a pumping device enters the process tanks located in the bottom of the housing of the heliothermal furnace, using a circular circuit from insulated pipelines. In a cheaper and heavier version, improvised bulk material in the form of crushed stone or even sand can be used as a heat-storage material in an external storage. In this case, the heat exchange circuit contains circulating insulated air ducts with a device for pumping air as a coolant and / or a high-temperature liquid coolant. In this case, the temperature of the heat storage material may be high.

В бытовом и передвижном исполнениях гелиоэнергетического устройства согласно предполагаемому изобретению герметизированные технологические емкости с теплоаккумулирующим материалом выполняются переносными, в теплоизолирующем кожухе, с приспособлениями для мобильного закрепления теплоизолирующей крышки и скоб для переноса емкостей вручную. Для закладки и выемки технологических емкостей последние снабжены приспособлениями, посредством которых их захватывают подручными средствами в упрощенных вариантах, а в автоматизированных вариантах - посредством роботизированных приспособлений.In domestic and mobile versions of the solar energy device according to the proposed invention, the sealed technological containers with heat-accumulating material are portable, in a heat-insulating casing, with devices for mobile fastening of the heat-insulating lid and brackets for carrying containers manually. For laying and excavation of technological tanks, the latter are equipped with devices, by means of which they are gripped by improvised means at hand, and in automated versions, by means of robotic devices.

То же предусмотрено и относительно поддонов, на которых размещаются емкости с термообрабатываемыми продуктами, причем поддоны могут располагаться посредством упоров на различных (по высоте) температурных уровнях, причем упоры могут выдвигаться и убираться посредством ручных приспособлений.The same is provided for pallets on which containers with heat-treated products are placed, and the pallets can be placed by means of stops at different (in height) temperature levels, and the stops can be extended and removed by means of hand tools.

Для уменьшения лучевой тепловой нагрузки на термообрабатываемые продукты, в том числе через их емкости, а также и для других технологических целей перед внутренними проемами встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей устанавливаются лучеотражающие пластины, снабженные ручными или автоматизированными механизмами. В этом случае входящие потоки солнечных лучей направляются на свободные поверхности теплопроводящих пластин, герметизирующих технологические емкости, что содействует непрерывному накоплению тепловой энергии в солнечные периоды. Соответствующие внутренние поверхности стенок и перегородок в замкнутой нагреваемой воздушной полости выполняются лучеотражающими, содействующими направлению потоков солнечных лучей в те или иные зоны печи.To reduce the radiation heat load on heat-treated products, including through their containers, as well as for other technological purposes, ray-reflecting plates equipped with manual or automated mechanisms are installed in front of the internal openings of the built-in concentrators and conductors of sunlight. In this case, incoming streams of sunlight are directed to the free surfaces of heat-conducting plates that seal the technological capacities, which contributes to the continuous accumulation of thermal energy in solar periods. The corresponding internal surfaces of the walls and partitions in a closed heated air cavity are made reflective, contributing to the direction of the flow of sunlight into certain zones of the furnace.

Температура воздуха во внутренней среде печи регулируется подачей воздуха извне и отводом его наружу, к потребителям посредством созданных для этого каналов.The air temperature in the internal environment of the furnace is regulated by the supply of air from the outside and its removal to the outside, to the consumers through the channels created for this.

- 4 008116- 4,008116

Вышеприведенные пояснения предложенного технического решения согласно предполагаемому изобретению раскрывают целый комплекс дополнительных отличий его от известных технических решений и названного прототипа.The above explanations of the proposed technical solutions according to the alleged invention reveal a whole range of additional differences from the known technical solutions and the named prototype.

В частности, отличие состоит в том, что указанные емкости, как технологические, так и оперативные, содержат приспособления для их мобильной закладки и выемки, в том числе подручными средствами.In particular, the difference lies in the fact that these containers, both technological and operational, contain devices for their mobile laying and excavation, including improvised means.

Отличие состоит в том, что технологические емкости, расположенные посредством теплоизолирующего днища гелиотермической печи, дополнительно размещены в локальных теплоизолирующих переносных коробах и содержат приспособления для закрепления съемных теплоизолирующих крышек над их гелиопоглощающими теплопроводными герметизирующими пластинами.The difference is that the technological tanks located by means of the heat-insulating bottom of the solar thermal furnace are additionally placed in local heat-insulating portable boxes and contain devices for fixing removable heat-insulating covers over their heli-absorbing heat-conducting sealing plates.

Отличие состоит в том, что относительно корпуса гелиотермической печи закреплены механизмы с ручными и/или автоматическими приводами, которые содержат стропы, связанные одними концами с наматывающими барабанами, а другими концами - с захватами, причем конструкции последних сопряжены своими геометрическими параметрами с ответными конструктивными элементами, содержащимися на поддонах и технологических емкостях.The difference lies in the fact that relative to the housing of the heliothermal furnace, mechanisms with manual and / or automatic drives are fixed, which contain slings connected at one end with winding drums, and at the other ends with grippers, the structures of the latter being coupled by their geometric parameters to the response structural elements, contained on pallets and process tanks.

Отличие состоит в том, что в составе теплоаккумулирующего материала, расположенного в герметизированных технологических емкостях, применены смеси парафинов, стеаринов и/или солей щелочных металлов.The difference is that in the composition of the heat-accumulating material located in the sealed technological tanks, mixtures of paraffins, stearins and / or alkali metal salts are used.

Отличие состоит в том, что в составе теплоаккумулируюшего материала, расположенного в герметизированных технологических емкостях, применены смеси слюды и/или пластмасс с добавками защитных материалов меньшего удельного веса, точка кипения которых превышает значение температуры плавления теплоаккумулирующего материала.The difference is that in the composition of the heat-accumulating material located in sealed technological containers, mixtures of mica and / or plastics with the addition of protective materials of lower specific gravity, the boiling point of which exceeds the melting point of the heat-accumulating material, are used.

Отличие состоит в том, что в составе теплоаккумулирующего материала, расположенного в герметизированных технологических емкостях, применены легкоплавкие металлы и/или высокотемпературные жидкие теплоносители, преимущественно технические масла и концентрированные растворы солей щелочных металлов совместно с защитной добавкой в виде более легкоплавкого материала меньшего удельного веса, с точкой кипения, превышающей значение температуры плавления металла, например, смеси парафинов и стеаринов.The difference lies in the fact that the composition of the heat-accumulating material located in sealed technological containers uses fusible metals and / or high-temperature liquid coolants, mainly technical oils and concentrated solutions of alkali metal salts, together with a protective additive in the form of a more fusible material of lower specific gravity, with boiling point in excess of the melting point of the metal, for example, a mixture of paraffins and stearins.

Отличие состоит в том, что герметизированные технологические емкости, содержащие теплоаккумулирующий материал, присоединены к предохранительным клапанам предельного давления, выходные каналы которых через отверстия, выполненные в корпусе, например, в днище гелиотермической печи, соединены со сборником аварийных выбросов и/или с хранилищем теплоаккумулирующего материала.The difference lies in the fact that the sealed technological tanks containing heat-accumulating material are connected to pressure relief valves, the outlet channels of which through openings made in the body, for example, in the bottom of the heliothermal furnace, are connected to the emergency emission collector and / or to the storage of heat-accumulating material .

Отличие состоит в том, что в верхней части корпуса гелиотермической печи выполнено отверстие, к которому параллельно подключены предохранительный клапан давления воздуха и внутренняя полость теплоизолированной воздухоотводящей трубы, содержащей теплоизолированную регулируемую задвижку, а в нижней его части, например в днище, выполнен теплоизолированный воздухозаборный канал, входной конец которого расположен в наружной атмосферной среде и к нему присоединена вторая теплоизолированная регулируемая задвижка.The difference is that a hole is made in the upper part of the housing of the heliothermal furnace, to which an air pressure relief valve and an internal cavity of a heat-insulated air outlet pipe containing a heat-insulated adjustable valve are connected in parallel, and a heat-insulated air intake channel is made in its lower part, for example, in the bottom the inlet end of which is located in an external atmospheric environment and a second thermally insulated adjustable gate valve is connected to it.

Отличие состоит в том, что в верхней части замкнутой нагреваемой воздушной полости размещены под выходными проемами встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей поворотные теплоизолирующие пластины, которые покрыты лучеотражающим материалом и соединены с ручными и/или автоматизированными приводами.The difference is that in the upper part of the closed heated air cavity, rotary heat-insulating plates are placed under the outlet openings of the built-in concentrators and solar conductors, which are coated with reflective material and connected to manual and / or automated drives.

Отличие состоит в том, что в теплоизолирующих стенках корпуса гелиотермической печи встроено по меньшей мере по одному дверному проему и смотровому окну, закрытому подвижной теплоизолирующей пластиной.The difference is that in the heat-insulating walls of the housing of the heliothermal furnace, at least one doorway and a viewing window are closed, closed by a movable heat-insulating plate.

Отличие состоит в том, что в замкнутой нагреваемой воздушной технологической полости установлены осветители, подключенные к источнику электрической энергии, в качестве которого применен, например, термоэлектронный прибор.The difference is that in a closed heated air technological cavity, illuminators are installed that are connected to a source of electrical energy, for example, a thermionic device is used.

Отличие состоит в том, что к корпусу гелиотермической печи, например, относительно наружной поверхности ее потолка закреплены посредством несущих конструкций и кинематических приспособлений со стопорными механизмами поворотные участки листового лучеотражающего материала повышенной прочности в качестве ветрозащитных средств и дополнительных лучеотражающих поверхностей, причем кинематические приспособления со стопорными механизмами сочленены с ручными и/или автоматизированными приводами.The difference is that to the housing of the heliothermal furnace, for example, relative to the outer surface of its ceiling, the rotary sections of high-strength sheet reflective material are fastened by means of supporting structures and kinematic devices with locking mechanisms as wind-protective means and additional beam-reflecting surfaces, and kinematic devices with locking mechanisms articulated with manual and / or automated drives.

Отличие состоит в том, что поддоны и/или емкости, посредством которых размещены термообрабатываемые продукты, содержат косвенные измерители температуры и интенсивности процессов термообработки последних, например, кипения, а технологические емкости, в которых расположен теплоаккумулирующий материал, содержат измерители температуры, причем информационная система подключена, в частности, к локальному технологическому компьютеру, закрепленному относительно корпуса гелиотермической печи.The difference lies in the fact that the pallets and / or containers, by which the heat-treated products are placed, contain indirect meters of the temperature and intensity of the heat treatment processes of the latter, for example, boiling, and the technological tanks, in which the heat-storage material is located, contain temperature meters, and the information system is connected in particular, to a local process computer, fixed relative to the housing of the heliothermal furnace.

Отличие состоит в том, что по меньшей мере часть поддонов, посредством которых размещены термообрабатываемые продукты на гелиопоглощающих теплопроводных пластинах и в замкнутой наThe difference lies in the fact that at least part of the pallets, by means of which heat-treated products are placed on solar heat-absorbing plates and in closed

- 5 008116 греваемой воздушной полости, содержат приспособления в качестве опор качения для загрузки и выемки термообрабаты ваемых продуктов с повышенным весом, например керамических изделий, при этом к днищу гелиотермической печи, снаружи, присоединены загрузочные площадки.- 5 008116 of the heated air cavity, contain devices as rolling bearings for loading and removing heat-treated products with increased weight, for example ceramic products, while loading platforms are attached to the bottom of the heliothermal furnace.

Отличие состоит в том, что фиксирующие упоры для размещения поддонов на различных температурных уровнях в замкнутой нагреваемой воздушной полости содержат кинематические механизмы для их перемещения в зоне траектории вертикальных передвижений поддонов, причем указанные кинематические механизмы присоединены к ручным и/или автоматизированным приводам.The difference is that the locking stops for placing pallets at different temperature levels in a closed heated air cavity contain kinematic mechanisms for their movement in the area of the vertical trajectory of the pallets, and these kinematic mechanisms are attached to manual and / or automated drives.

Отличие состоит в том, что в замкнутой нагреваемой воздушной полости размещена емкость, содержащая морскую воду, подводящие и отводящие магистрали которой подключены к водоопреснительной установке.The difference is that in a closed heated air cavity there is a container containing sea water, the inlet and outlet lines of which are connected to a water desalination plant.

Отличие состоит в том, что в замкнутой нагреваемой воздушной полости размещена емкость с нагреваемой пресной водой, подключенная входной магистралью к источнику воды, а выходной магистралью - к локальным турбоэлекгрогенерирующим установкам, преимущественно к установкам электроснабжения собственных нужд, при этом выходные теплоэнергетические каналы последних подключены к другим потребителям горячей воды и пара.The difference is that in a closed heated air cavity there is a container with heated fresh water connected by an inlet line to a water source, and an outlet line to local turbo-electric generating units, mainly to auxiliary power supply units, while the outlet heat supply channels of the latter are connected to other consumers of hot water and steam.

Отличие состоит в том, что корпус гелиотермической печи выполнен в пирамидальной, призматической и/или цилиндрической формах и размещен преимущественно над поверхностью почвы на опорных стойках.The difference lies in the fact that the housing of the heliothermal furnace is made in pyramidal, prismatic and / or cylindrical forms and is placed mainly above the soil surface on supporting posts.

Отличие состоит в том, что корпус гелиотермической печи выполнен подобным тороидообразной форме и содержит, в частности, два дверных проема и одну вертикальную перегородку внутри замкнутой нагреваемой воздушной полости.The difference is that the housing of the heliothermal furnace is made in a similar toroidal shape and contains, in particular, two doorways and one vertical partition inside a closed heated air cavity.

Отличие состоит в том, что корпус гелиотермической печи выполнен в сборно-разборной конструкции, а дополнительные лучеотражающие поверхности образованы посредством гибких несущих материалов и/или сборных легких пластин из жестких материалов, а их несущие формы выполнены посредством составных конструкций, в том числе вертикальных и горизонтальных несущих элементов, поворотных и стопорных механизмов.The difference is that the housing of the heliothermal furnace is made in a collapsible design, and additional beam-reflecting surfaces are formed by means of flexible supporting materials and / or prefabricated light plates of hard materials, and their bearing forms are made by means of composite structures, including vertical and horizontal bearing elements, rotary and locking mechanisms.

Отличие состоит в том, что к воздухоотводящей трубе присоединено управляемое вытяжное, например ветрозаборное, приспособление, а ее выходной проем подключен к входным термодинамическим и аэродинамическим средствам ветротурбогенератора, установленным над ней.The difference lies in the fact that a controlled exhaust, such as a wind-suction, device is attached to the exhaust pipe, and its outlet opening is connected to the inlet thermodynamic and aerodynamic means of the wind turbine installed above it.

Отличие состоит в том, что под корпусом гелиотермической печи и/или в ее окружающей среде, ниже уровня почвы, размещено теплоизолированное, в частности передвижное внешнее хранилище теплоаккумулирующего материала, заполненное преимущественно смесью стеарина, парафина и поваренной соли и/или технического масла и соединенное теплоизолированными трубопроводами посредством циркулярного насосного агрегата с внутренней полостью герметизированных технологических емкостей, причем в нижней части внешнего хранилища теплоаккумулирующего материала дополнительно размещены теплоэлектронагреватели.The difference is that under the body of the heliothermal furnace and / or in its environment, below the soil level, a thermally insulated, in particular a mobile external storage of heat-accumulating material, filled mainly with a mixture of stearin, paraffin and sodium chloride and / or technical oil and connected with thermally insulated pipelines by means of a circular pumping unit with an internal cavity of sealed technological tanks, and in the lower part of the external storage of heat storage m Therians further arranged teploelektronagrevateli.

Отличие состоит и в том, что под корпусом гелиотермической печи и/или ниже уровня почвы размещено теплоизолированное внешнее хранилище теплоаккумулирующего материала, заполненное сыпучим веществом, например щебнем, и соединенное теплоизолированным циркуляционным воздухоканалом и/или каналом жидкого теплоносителя посредством подающего устройства с внутренней полостью герметизированной технологической емкости, в которой, в частности, над теплоаккумулирующим материалом создана воздушная полость, причем во внешнем хранилище теплоаккумулирующего материала размещены управляемые теплоэлектронагреватели и датчики температуры.The difference lies in the fact that under the housing of the heliothermal furnace and / or below the soil level there is a thermally insulated external storage of heat-accumulating material filled with bulk material, such as crushed stone, and connected by a thermally insulated circulating air duct and / or liquid heat carrier channel through a feed device with an internal cavity of a sealed technological containers, in which, in particular, an air cavity is created above the heat-storage material, and in the external storage heat umuliruyuschego material has controlled teploelektronagrevateli and temperature sensors.

Вышеприведенные отличия технического решения согласно предполагаемому изобретению в дополнительных пояснениях не нуждаются - с учетом вышеизложенного, а также с учетом нижеприведенного примера конкретной конструкции и функционирования гелиоэнергетического устройства для термообработки продуктов, в том числе для приготовления пищи.The above differences of the technical solution according to the proposed invention do not need additional explanations, taking into account the foregoing, as well as taking into account the following example of a specific design and functioning of a solar energy device for heat treatment of products, including for cooking.

На фиг. 1 изображено схематичное фронтальное представление гелиотермической печи в разрезе.In FIG. 1 shows a schematic frontal view of a solar thermal furnace in section.

На фиг. 2 показан вид сбоку гелиотермической печи в схематичном разрезе.In FIG. 2 shows a side view of a heliothermal furnace in a schematic section.

На фиг. 3 изображено представление о схеме расположения дополнительных лучеотражающих поверхностей.In FIG. 3 shows a view of the arrangement of additional beam-reflecting surfaces.

Гелиотермическая печь 1 содержит днище 2, стенки 3 и потолок 4, где размещено различное технологическое оборудование (фиг. 1).The heliothermal furnace 1 contains a bottom 2, walls 3 and a ceiling 4, where various processing equipment is located (Fig. 1).

В потолке и стенках размещены пирамидальные концентраторы 5 и проводники солнечных лучей 6, на гранях 7 которых образованы лучеотражающие покрытия 8 (показаны пунктиром), а меньшие основания 9 и большие основания 10 закрыты светопроницаемым теплоизолирующим материалом (показан пунктиром). Потолок 4, стенки 3 и днище 2 выполнены из базового несущего и теплоизолирующего легкого материала, в частности, пеностекла и пенобетона, в среду которого на всю толщину встроены (вложены) концентраторы 5 солнечных лучей 6. Встроенные концентраторы 5 имеют форму усеченных четырехгранных пустотелых пирамид, вытянутых по длине так, чтобы нижние основания 9 расположились ориентировочно на внутренней поверхности потолков 4 и частично стенок 3, а верхние основания 10 - на внешней их поверхности, когда угол наклона противоположных граней 7 концентратора 5 друг к другуPyramidal concentrators 5 and conductors of solar rays 6 are placed in the ceiling and walls, on the faces 7 of which are formed reflective coatings 8 (shown by a dashed line), and smaller bases 9 and large bases 10 are covered by a translucent heat-insulating material (shown by a dashed line). The ceiling 4, the walls 3 and the bottom 2 are made of a base supporting and heat-insulating light material, in particular foam glass and foam concrete, into which medium 5 sun rays concentrators 5 are embedded (embedded) over the entire thickness. The built-in concentrators 5 have the shape of truncated tetrahedral hollow pyramids, elongated in length so that the lower bases 9 are located approximately on the inner surface of the ceilings 4 and partially of the walls 3, and the upper bases 10 are on their outer surface, when the angle of inclination of the opposite faces 7 is concentrate ora 5 to each other

- 6 008116 составляет лишь 5-7°. Концентраторы 5 изготовлены из алюминиевого тонкостенного литья и снабжены лучеотражающими поверхностями 8 из тонкого стекла, на основе технологии покрытия стекла или тонких пленок сверхтонкими слоями алюминия (особо высокой чистоты поверхности). Более перспективным материалом для граней 7 является стекло или углепластик, а несущего материала для нанесения покрытий - стеклопленка толщиной 10-50 мкм, которая принципиально необходима для защиты зеркально отражающего материала от воздействия атмосферы, а в качестве последнего - алюминий или медь, в отдельных случаях - драгоценные металлы.- 6 008116 is only 5-7 °. The hubs 5 are made of thin-walled aluminum casting and equipped with a reflective surface 8 of thin glass, based on the technology of coating glass or thin films with ultrathin layers of aluminum (especially high surface finish). The more promising material for faces 7 is glass or carbon fiber, and the carrier material for coating is 10–50 μm thick fiberglass, which is fundamentally necessary to protect the specular material from the effects of the atmosphere, and as the latter, aluminum or copper, in some cases precious metals.

На конструкции потолка 4 установлены дополнительные лучеотражающие поверхности 11, поворачивающиеся вокруг опоры 12 с помощью механизма 13, условно показанного двусторонней стрелкой, который может представлять собой ручное приспособление с фиксаторами или автоматизированный привод с датчиками положения, тормозом и устройством управления, связанный с технологическим компьютером 14 (фиг. 3). Размещение последнего показано условно, фактически его место - в днище, в отдельных случаях - в стороне от корпуса печи.An additional beam-reflecting surface 11 is installed on the ceiling structure 4, which rotates around the support 12 by means of a mechanism 13, conventionally shown by a two-sided arrow, which can be a manual device with clamps or an automated drive with position sensors, a brake, and a control device connected to the technological computer 14 ( Fig. 3). The placement of the latter is shown conditionally, in fact its place is on the bottom, in some cases, away from the furnace body.

В днище 2, в его пенобетонном и пеностеклянном основании выполнены посадочные теплоизолированные места, где размещена емкость 15 с теплоизолирующим кожухом, в котором размещен теплоаккумулирующий материал 16, который герметически закрыт теплопроводящей гелиопоглощающей пластиной 17с выполненными на ней теплоотводами 18, погруженными в теплоаккумулирующий материал, преимущественно расплавленный. На теплопроводящей, в данном варианте гофрированной, пластине 17 закреплены подставка 19, к которой крепится, охватывая ее, теплоизолирующая крышка, применяемая при выемке емкости 15 из гелиотермической печи 1 (на иллюстрациях теплоизолированная крышка не показана). На подставке 19 свободно расположен поддон 20, который поднимается, вынимается, передвигается с помощью приспособления 21, под которым (и непосредственно в нем) выполнены ниши для перемещающих захватов. С помощью поддона 20 емкость 22 с термообрабатываемыми продуктами может подниматься и устанавливаться на упоры 23. Таких упоров в печи устанавливается по нескольку пар, в различных температурных зонах, и они могут устанавливаться с помощью механизмов, которые на фиг. 1 не показаны.In the bottom 2, in its foam-concrete and foam-glass base, landing heat-insulated places are made, where a container 15 with a heat-insulating casing is placed, in which a heat-accumulating material 16 is placed, which is hermetically closed by a heat-conducting helioplastic plate 17 with heat sinks 18 made therein, immersed in a heat-accumulating material, mainly . On the heat-conducting, in this embodiment corrugated plate 17, a stand 19 is fixed to which a heat-insulating cover is attached, covering it, used when removing the container 15 from the heliothermal furnace 1 (a heat-insulated cover is not shown in the illustrations). On the stand 19, a pallet 20 is freely located, which rises, is removed, moves with the help of the device 21, under which (and directly in it) niches for moving grippers are made. With the help of the pallet 20, the container 22 with heat-treated products can be lifted and mounted on the stops 23. Such stops in the furnace are installed in several pairs, in different temperature zones, and they can be installed using the mechanisms that are shown in FIG. 1 are not shown.

Кроме того, в верхней части замкнутой нагреваемой воздушной полости расположены механизмы 24 с барабанами 25, стальными лентами 26 и захватами 27. С помощью последних могут захватываться приспособления 21 и поддон 20, а емкость 11 может подниматься. Привод механизма 24 расположен на наружной поверхности стенок 3 (28 - ручной привод, 29 - автоматизированный привод), что показано на фиг. 2.In addition, in the upper part of the closed heated air cavity there are mechanisms 24 with drums 25, steel bands 26 and grippers 27. With the help of the latter, devices 21 and a pallet 20 can be gripped, and the container 11 can be lifted. The drive of the mechanism 24 is located on the outer surface of the walls 3 (28 is a manual drive, 29 is an automated drive), as shown in FIG. 2.

Для отражения лучевых потоков 6 в верхней части замкнутой нагреваемой воздушной полости расположены регулируемые лучеотражающие поверхности - заслонки 30, которые снабжены ручными и/или автоматизированными приводами (на иллюстрациях они не показаны). Эти поверхности выполнены из пеностекла или металла с покрытием их алюминиевой (медной) фольгой.To reflect the radiation flux 6 in the upper part of the closed heated air cavity are adjustable beam-reflecting surfaces - shutters 30, which are equipped with manual and / or automated drives (they are not shown in the illustrations). These surfaces are made of foam glass or metal coated with aluminum (copper) foil.

В данном конкретном примере исполнения гелиотермической печи 1 предусмотрено 2 отсека, разделенных перегородкой 31, в котором правый отсек используется для решения локальных энергетических задач. В этом случае установлена емкость 32, заполненная теплоаккумулирующим материалом (не показан), внутри которого размещен трубный коллектор с входной магистралью 33 и управляемой задвижкой 34 и выходной магистралью 35 с задвижкой 36. Подключение через выходную магистраль 35 нагретого пара или паровоздушной смеси к паровой турбине на фиг. 1 не показано.In this particular embodiment of the heliothermal furnace 1, 2 compartments are provided, separated by a partition 31, in which the right compartment is used to solve local energy problems. In this case, a tank 32 is installed, filled with heat-accumulating material (not shown), inside of which a pipe manifold with an input line 33 and a controlled gate valve 34 and an output line 35 with a valve 36 is placed. Connection of heated steam or air-vapor mixture through the output line 35 to a steam turbine on FIG. 1 not shown.

Работает гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов, в том числе продуктов питания, схематично представленное на фиг. 1-3, следующим образом.A solar energy device is operating for heat treatment of products, including food, shown schematically in FIG. 1-3, as follows.

Термообрабатываемые продукты размещаются в емкостях 22. В качестве продуктов может быть пищевая продукция, например, выпекаемые хлебобулочные изделия, или в частности, высушиваемая или обжигаемая керамическая плитка. Емкость 22 размещается на поддоне 20, прилегающем к подставке 19, которая, в свою очередь, примыкает к гелиопоглощающей, герметизирующей технологическую емкость 15, теплопроводящей пластине 17, с выполненными на ней теплоотводами 18. Подставка 19 закреплена относительно теплопроводящей пластины 17 и имеет приспособления, входящие в нижнюю часть приспособлений 21, например, содержащим проемы для соединения с захватами 27. Для этого посредством барабана 25 и ручного28 или автоматизированного 29 приводов стальные ленты 26 опускаются вниз, и посредством захватов 27 зачаливаются через приспособление 21 поддон 20 с емкостью 22. Механизмы зачаливания многовариантны, могут запасовываться вручную подручными средствами или захватываться автоматически, как роботом с компьютерным управлением. Кроме того, и в поддоне 20, и в подставке 19 содержатся опорные места снизу для захвата их непосредственно подручным инструментом.Heat-treated products are placed in containers 22. The products may be food products, for example, baked bakery products, or in particular, dried or fired ceramic tiles. The tank 22 is placed on a pallet 20 adjacent to the stand 19, which, in turn, is adjacent to a solar-absorbing, sealing technological tank 15, a heat-conducting plate 17, with heat sinks provided on it 18. The stand 19 is fixed relative to the heat-conducting plate 17 and has devices included in the lower part of the devices 21, for example, containing openings for connection with grippers 27. For this, by means of a drum 25 and a manual 28 or automated 29 drives, the steel strips 26 are lowered down, and by ahvatov zachalivayutsya 27 through the tool 21 the pallet 20 with a capacity of 22. Mechanisms mooring Multiversion may zapasovyvatsya improvised means manually or automatically captured as a computer-controlled robot. In addition, and in the pallet 20, and in the stand 19 contains supporting places from the bottom to capture them directly with an improvised tool.

Солнечные лучи 6 прямого падения, а также отраженные от дополнительных лучеотражающих поверхностей 11, концентрированным потоком поступают на светопроницаемые поверхности больших оснований 10 встроенных концентраторов 5 и проводников (солнечных лучей 6). Луч, проходящий в узкой области вокруг оси внешнего концентратора 5, проходит внутрь гелиотермической печи без отражений, а большая часть лучей попадет на лучеотражающие поверхности 8 его граней 7, и отражаясь, все вместе они концентрированными лучевыми потоками проходят через меньшие основания 9, также закрытые светопроницаемым теплоизолирующим материалом. Лучевые потоки, имея высокую энергетическуюSun rays 6 of direct incidence, as well as reflected from additional ray-reflecting surfaces 11, are concentrated in a concentrated stream on the translucent surfaces of large bases 10 of built-in concentrators 5 and conductors (sun rays 6). A ray passing in a narrow region around the axis of the external concentrator 5 passes inside the heliothermal furnace without reflections, and most of the rays will fall on the reflecting surfaces 8 of its faces 7, and being reflected, all together they will pass through the smaller radiant fluxes 9 through the smaller bases 9, also covered by translucent heat insulating material. Beam streams having high energy

- 7 008116 плотность, поступают на теплопроводящие пластины 17 и их теплоотводы 18, передавая тепловую энергию теплоаккумулирующему материалу 16, размещенному в теплоизолированной емкости 15 в днище 2. Когда емкости 22 и 32 отсутствуют, лучевые потоки солнечных лучей 6 поступают, преимущественно, равномерно на теплопроводящие пластины 17, передавая им свою энергию. Если же емкости 22 и 32 установлены, то обеспечивается частичное попадание лучевых потоков на них, а частично посредством лучеотражающих регулируемых приспособлений 30 они поступают на теплопроводящие пластины 17 в дополнительно уплотненном виде, наращивая аккумулируемый запас тепловой энергии.- 7 008116 density, they are supplied to the heat-conducting plates 17 and their heat sinks 18, transferring thermal energy to the heat-accumulating material 16, placed in the heat-insulated tank 15 in the bottom 2. When the tanks 22 and 32 are absent, the radiation fluxes of the sun's rays 6 come mainly uniformly to the heat-conducting plate 17, transmitting them their energy. If the containers 22 and 32 are installed, then partial radiation fluxes are provided to them, and partially by means of beam-reflecting adjustable devices 30 they are supplied to the heat-conducting plates 17 in an additionally sealed form, increasing the accumulated heat energy reserve.

При желании вводить максимальную величину солнечной энергии внутрь гелиотермической печи 1 с изменением положения солнечного диска на небосводе, что обычно имеет место, угловые положения лучеотражающих технологических поверхностей 11 периодически корректируется с помощью механизма-привода 13 путем поворота вокруг оси - опоры вращения 12. При высокой ветровой нагрузке поверхности 11 устанавливаются в ветрозащитное положение, в том числе ограждая от чрезмерного ветра встроенные концентраторы 5 солнечных лучей 6.If you want to enter the maximum amount of solar energy inside the heliothermal furnace 1 with a change in the position of the solar disk in the sky, which usually takes place, the angular positions of the beam-reflecting technological surfaces 11 are periodically corrected using the drive mechanism 13 by turning around the axis - rotation support 12. With a high wind the load of the surface 11 are installed in the windproof position, including protecting the built-in concentrators 5 of the sun's rays 6 from excessive wind.

При осредненной по году солнечной радиации мощностью 0,2 кВт/м, за счет лучеотражающих технологических поверхностей, внутрь гелиотермической печи может поступать солнечная энергия мощностью 5-10 кВт при светопроницаемой поверхности ее потолка 4, равной 3 м2, а двух светопроницаемых боковых стенок в сумме - 2 м2, что легко достижимо на широте Москвы и ниже. На эти поверхности поступают отраженные солнечные лучи от дополнительных лучеотражающих поверхностей 11, размещенных в окружающей воздушной среде (это ясно проиллюстрировано на фиг. 2, 3). Такие лучеотражающие поверхности общей площадью 50-100 .м2 легко разместить даже в домашнем хозяйстве. Энергия накапливается в теплоаккумулирующем материале на несколько суток несолнечной погоды, а в крупных промышленных гелиотермических печах мощный теплоэнергетический запас может создаваться на 10 суток и многократно дольше. Имея высокую температуру (200-300°С) в теплоаккумулирующем материале, проводят необходимую термообработку продуктов в емкостях 22, а также выработку тепловой и электрической энергии посредством парообразования в емкостях 32 (в их трубных коллекторах).With a year-averaged solar radiation with a power of 0.2 kW / m, due to radiation reflecting technological surfaces, solar energy with a power of 5-10 kW can come into the heliothermal furnace with a light-transmitting surface of its ceiling 4 equal to 3 m 2 , and two light-transmitting side walls in total - 2 m 2 , which is easily achievable at the latitude of Moscow and below. Reflected sunlight from these additional reflective surfaces 11 placed in the surrounding air enters these surfaces (this is clearly illustrated in Figs. 2, 3). Such reflective surfaces with a total area of 50-100 .m 2 are easy to place even in the household. Energy accumulates in the heat-accumulating material for several days of non-sunny weather, and in large industrial heliothermal furnaces a powerful heat and energy reserve can be created for 10 days and many times longer. Having a high temperature (200-300 ° C) in the heat-accumulating material, the necessary heat treatment of the products is carried out in containers 22, as well as the generation of heat and electric energy through steam generation in containers 32 (in their pipe collectors).

При необходимости отправки гелиоэнергетической установки согласно предполагаемому изобретению, например, в туристический лагерь или научную экспедицию, ее разбирают и упаковывают, а емкости 15 с теплоаккумулирующим материалом 16 закрывают переносной теплоизолирующей крышкой, и их вместе упаковывают на транспортном средстве в теплоизолированный короб. В таком состоянии высокая температура, пригодная для нормальной эксплуатации гелиоэнергетической установки, сохраняется в течение нескольких суток. Местное освещение, внутри печи и в окружающей среде, легко получается за счет термоэлектронного или паротурбогенераторного производства электроэнергии. Кроме того, чтобы использовать в качестве внешнего теплоаккумулятора почву, расположенную под гелиоэнергетической печью и вокруг нее, устройство может быть снабжено переносным внешим нагревателем, не теплоизолированным, который размещается на возможной глубине под почвой и соединяется теплоизолированными трубопроводами с высокотемпературным жидким теплоносителем печи.If it is necessary to send the solar energy installation according to the proposed invention, for example, to a tourist camp or a scientific expedition, it is disassembled and packaged, and the containers 15 with heat-accumulating material 16 are closed with a portable heat-insulating lid, and together they are packed in a heat-insulated box on a vehicle. In this state, a high temperature, suitable for normal operation of a solar energy installation, remains for several days. Local lighting, inside the furnace and in the environment, is easily obtained due to thermionic or steam turbine-generating electricity. In addition, in order to use the soil located under and around the solar energy furnace as an external heat accumulator, the device can be equipped with a portable external heater that is not thermally insulated, which is placed at a possible depth under the soil and is connected by heat-insulated pipelines to the high-temperature liquid heat carrier of the furnace.

Для туристических целей индивидуального характера корпус гелиотермической печи может иметь, в упрощенном варианте, размеры 400*600 мм2, а необходимое количество энергии обеспечивается легко перевозимыми дополнительными лучеотражающими поверхностями. Если высокотемпературный теплоноситель остыл и затвердел, запуск печи в действие может быть осуществлен от генератора автомобильного средства с помощью содержащихся в устройстве электронагревателей.For tourism purposes of an individual nature, the housing of the heliothermal furnace can have, in a simplified version, dimensions 400 * 600 mm 2 , and the required amount of energy is provided by easily transported additional beam-reflecting surfaces. If the high-temperature coolant has cooled down and hardened, the furnace can be put into operation from the generator of an automobile using the electric heaters contained in the device.

Изложенное показывает, что гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов согласно предлагаемому изобретению удовлетворяет потребности в энергии на бытовом, туристическом, фермерско-колхозном и промышленно-хозяйственном уровнях.The foregoing shows that the solar energy device for heat treatment of products according to the invention satisfies the energy requirements at the household, tourist, farm and collective farm and industrial and economic levels.

Высокая технико-экономическая эффективность его достигается уже при реализации п.1 формулы изобретения. Однако эффективность устройства возрастает при внедрении нескольких или всех совместимых пунктов формулы изобретения одновременно.High technical and economic efficiency is achieved already when implementing claim 1 of the claims. However, the efficiency of the device increases with the implementation of several or all of the compatible claims at the same time.

Claims (13)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов, содержащее по меньшей мере один концентратор солнечных лучей, гелиопоглощающую поверхность в его фокусном пространстве и примыкающую к ней объемную зону лучевого и конвективного нагрева, где размещаются термообрабатываемые продукты, отличающееся тем, что гелиопоглощающая поверхность и зона лучевого и конвективного нагрева выполнены при помощи теплоизолированного днища с расположенными в нем технологическими емкостями, заполненными теплоаккумулирующим материалом и герметично закрытыми гелиопоглощающими теплопроводными пластинами с теплоотводами, и теплоизолирующих стенок и потолка, образующих совместно корпус гелиотермической печи, снабженный замкнутой нагреваемой воздушной полостью, где размещены средства технологического оснащения гелиотермической печи, причем ее потолок и стенки содержат поле встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей, выполненных в виде пустотелых усеченных четырехгранных пирамид, которые расположены посредством теплоизолирующего материала корпуса гелиотермической печи, так что меньшие основания их на1. Solar power device for heat treatment of products, containing at least one solar concentrator, a helio-absorbing surface in its focal space and an adjacent volume zone of radiation and convective heating, where heat-treated products are located, characterized in that the helio-absorbing surface and the area of radiation and convective heating is performed using a thermally insulated bottom with technological tanks located in it, filled with heat-accumulating material and thermally closed heli-absorbing heat-conducting plates with heat sinks, and heat-insulating walls and ceilings, which together form the body of the solar thermal furnace, equipped with a closed heated air cavity where the technological equipment of the solar thermal furnace is located, and its ceiling and walls contain a field of embedded concentrators and solar radiation conductors, as hollow truncated tetrahedral pyramids, which are arranged by means of heat insulating material of the heliot body a thermal furnace, so that their smaller bases on - 8 008116 ходится на его теплоизолирующей поверхности, а большие основания направлены навстречу солнечным лучам из окружающей среды, при этом грани пирамидальных встроенных концентраторов и проводников солнечных лучей содержат лучеотражающие поверхности, основания закрыты светопроницаемым теплоизолирующим материалом, а в окружающей среде с помощью несущих материалов и конструкций размещены дополнительные лучеотражающие поверхности, связанные энергетическими каналами с замкнутой нагреваемой воздушной полостью и гелиопоглощающими теплопроводными пластинами гелиотермической печи посредством потоков отраженных солнечных лучей через окружающую воздушную среду и встроенные концентраторы и проводники солнечных лучей, причем дополнительные лучеотражающие технологические поверхности образованы с помощью гибких и/или жестких пластин с зеркальными поверхностями, закрепленных посредством соответствующих несущих конструкций и подручных средств, по меньшей мере часть из которых присоединена к управляющим механизмам с ручными и/или автоматизированными приводами, подключенными к датчикам положения солнечного диска на небосводе и скорости естественного ветра.- 8 008116 goes on its heat-insulating surface, and large bases are directed towards the sun's rays from the environment, while the faces of the pyramidal embedded concentrators and conductors of the sun's rays contain radiation-reflecting surfaces, the bases are covered with translucent heat-insulating material, and in the environment with the help of load-bearing materials and structures additional radiation-reflecting surfaces are placed, connected by energy channels with a closed heated air cavity and solar absorbing t using solar thermal ovens through the flow of reflected sunlight through the surrounding air and built-in concentrators and conductors of sunlight, with additional radiation-reflecting technological surfaces formed with flexible and / or rigid plates with specular surfaces fixed by means of appropriate supporting structures and improvised means, at least at least some of which are connected to control mechanisms with manual and / or automated drives, under for prison staff to the position sensors of the solar disk in the sky and the natural wind speed. 2. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что емкости, расположенные в гелиотермической печи, содержат приспособления для их мобильной закладки и выемки подручными средствами и/или управляемыми механизмами.2. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the containers located in the solar thermal furnace, contain devices for their mobile bookmarking and excavation with improvised means and / or controlled mechanisms. 3. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что в составе теплоаккумулирующего материала, расположенного в герметизированных технологических емкостях, применены смеси парафинов, стеаринов, кремнийорганических материалов и/или вода.3. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the composition of the heat storage material located in sealed process vessels, used mixtures of paraffins, stearins, silicone materials and / or water. 4. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что герметизированные технологические емкости, содержащие теплоаккумулирующий материал, присоединены к предохранительным клапанам предельного давления, выходные каналы которых через отверстия, выполненные в корпусе, соединены со сборником аварийных выбросов и внешним хранилищем теплоаккумулирующего материала.4. A solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the sealed process vessels containing heat storage material are attached to pressure relief valves, the output channels of which are connected through openings in the housing through openings in the housing and the heat storage external storage material. 5. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что в верхней части корпуса гелиотермической печи выполнено отверстие, к которому подключены предохранительный клапан давления воздуха и внутренняя полость короткой воздухоотводящей трубы, содержащей регулируемую задвижку, а в нижней его части, например в днище, выполнен теплоизолированный воздухозаборный канал, входной конец которого соединен с наружной атмосферной средой и к нему присоединена вторая регулируемая задвижка.5. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the upper part of the solar thermal furnace body has an opening to which the air pressure relief valve and the internal cavity of the short exhaust pipe containing the adjustable valve are connected, and in its lower part, for example in the bottom, there is a heat-insulated air intake channel, the inlet end of which is connected to the external atmospheric environment and a second adjustable valve is connected to it. 6. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что в теплоизолирующих стенках корпуса гелиотермической печи встроены по меньшей мере по одному дверному проему и смотровому окну, нормально закрытому подвижной теплоизолирующей заслонкой.6. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the heat insulating walls of the case of the solar thermal furnace are embedded in at least one doorway and viewing window, normally closed by a movable heat insulating damper. 7. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что в замкнутой воздушной технологической полости установлены осветители, подключенные к внешнему и/или внутреннему источнику электрической энергии.7. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the illuminators are connected to an external and / or internal source of electrical energy in a closed air technological cavity. 8. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что к корпусу гелиотермической печи закреплены посредством несущих конструкций и кинематических приспособлений со стопорными механизмами участки листового лучеотражающего материала повышенной прочности в качестве ветрозащитных средств и дополнительных лучеотражающих поверхностей, причем кинематические приспособления со стопорными механизмами сочленены с ручными и/или автоматизированными приводами.8. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the body of the solar thermal furnace is fixed by means of supporting structures and kinematic devices with locking mechanisms sections of sheet strength-reflecting material of increased strength as wind-protective means and additional ray-reflecting surfaces, and kinematic devices with stopper mechanisms articulated with manual and / or automated drives. 9. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что поддоны и/или емкости, посредством которых размещены термообрабатываемые продукты, содержат индикаторы температуры и интенсивности процессов термообработки последних, а технологические емкости, в которых расположен теплоаккумулирующий материал, содержат измерители температуры, причем информационная система подключена к локальному технологическому компьютеру, закрепленному относительно корпуса гелиотермической печи.9. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the pallets and / or containers, by means of which the heat-treating products are placed, contain indicators of temperature and intensity of heat treatment processes of the latter, and technological containers, in which the heat storage material is located, contain temperature meters , moreover, the information system is connected to a local technological computer, which is fixed relative to the case of the solar thermal furnace. 10. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере часть поддонов, посредством которых размещены термообрабатываемые продукты на гелиопоглощающих теплопроводных пластинах и в замкнутой нагреваемой воздушной полости, содержат приспособления в качестве поворотных опор для загрузки и выемки термообрабатываемых продуктов с повышенным удельным весом, в частности, керамических изделий и металлов, при этом к днищу гелиотермической печи снаружи присоединены загрузочные площадки.10. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that at least part of the pallets, by means of which heat treatable products are placed on helio-absorbing heat-conducting plates and in a closed heated air cavity, contain fixtures as pivot supports for loading and dredging heat-treated products with increased specific gravity, in particular, of ceramic products and metals, while loading platforms are attached to the bottom of the solar thermal furnace. 11. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что корпус гелиотермической печи выполнен в сборно-разборной конструкции, а лучеотражающие технологические поверхности выполнены быстросъемными.11. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that the body of the solar thermal furnace is made in a collapsible design, and ray-reflecting technological surfaces are made quick-detachable. 12. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что к воздухоотводящей трубе присоединен посредством входных термодинамических и аэродинамических средств ветротурбогенератор.12. A solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that it is connected to the air exhaust pipe by means of input thermodynamic and aerodynamic means of a wind turbine generator. 13. Гелиоэнергетическое устройство для термообработки продуктов по п.1, отличающееся тем, что оно содержит внешнее теплоизолированное хранилище теплоаккумулирующего материала, заполненное 13. Solar power device for heat treatment of products according to claim 1, characterized in that it contains an external heat-insulated storage of heat-accumulating material, filled - 9 008116 последним в жидком и/или расплавленном состоянии, и соединено с технологическими емкостями теплоизолированными циркуляционными трубопроводами, в частности, через насосный агрегат, причем теплоизолированное хранилище теплоаккумулирующего материала термодинамически связано по меньшей мере с одним внешним источником энергии в качестве дополнительного средства повышения в нем температуры.- 9 008116 last in the liquid and / or molten state, and connected to the process tanks by heat-insulated circulation pipelines, in particular, through a pump unit, and the heat-insulated storage of heat-accumulating material is thermodynamically connected with at least one external energy source as an additional means of increasing it temperature
EA200400123A 2003-12-31 2003-12-31 Solar power device for products heat treatment EA008116B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200400123A EA008116B1 (en) 2003-12-31 2003-12-31 Solar power device for products heat treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200400123A EA008116B1 (en) 2003-12-31 2003-12-31 Solar power device for products heat treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200400123A1 EA200400123A1 (en) 2005-06-30
EA008116B1 true EA008116B1 (en) 2007-04-27

Family

ID=41639546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200400123A EA008116B1 (en) 2003-12-31 2003-12-31 Solar power device for products heat treatment

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA008116B1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467332A1 (en) * 1987-07-13 1989-03-23 Полтавский инженерно-строительный институт Accumulating collector
SU1605109A1 (en) * 1988-12-22 1990-11-07 В. Ф. Николаевский и Т. Ю. Кузьменко Solar-energy water heater
SU1606829A1 (en) * 1988-09-16 1990-11-15 Г.Г. Худ ков и A.M. Божок Dryer
US5139010A (en) * 1991-02-14 1992-08-18 The Solar Gourmet Corporation Solar oven
SU1815527A1 (en) * 1991-03-13 1993-05-15 Dagestanskij Inzh Ts Sp Str Ob High-temperature solar collector
RU2066337C1 (en) * 1991-05-14 1996-09-10 Кубанский государственный технологический университет Thermoaccumulating material
RU2118770C1 (en) * 1996-08-08 1998-09-10 Научно-производственное объединение машиностроения Solar drying unit
FR2801097A1 (en) * 1999-11-16 2001-05-18 Joan Beall Solar powered cooking container has box with heat reflective side-walls and upper glazing panel
RU2212149C2 (en) * 2001-05-07 2003-09-20 Курский государственный технический университет Solar drier

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467332A1 (en) * 1987-07-13 1989-03-23 Полтавский инженерно-строительный институт Accumulating collector
SU1606829A1 (en) * 1988-09-16 1990-11-15 Г.Г. Худ ков и A.M. Божок Dryer
SU1605109A1 (en) * 1988-12-22 1990-11-07 В. Ф. Николаевский и Т. Ю. Кузьменко Solar-energy water heater
US5139010A (en) * 1991-02-14 1992-08-18 The Solar Gourmet Corporation Solar oven
SU1815527A1 (en) * 1991-03-13 1993-05-15 Dagestanskij Inzh Ts Sp Str Ob High-temperature solar collector
RU2066337C1 (en) * 1991-05-14 1996-09-10 Кубанский государственный технологический университет Thermoaccumulating material
RU2118770C1 (en) * 1996-08-08 1998-09-10 Научно-производственное объединение машиностроения Solar drying unit
FR2801097A1 (en) * 1999-11-16 2001-05-18 Joan Beall Solar powered cooking container has box with heat reflective side-walls and upper glazing panel
RU2212149C2 (en) * 2001-05-07 2003-09-20 Курский государственный технический университет Solar drier

Also Published As

Publication number Publication date
EA200400123A1 (en) 2005-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2781743C (en) Insulating glass style solar heat collector and building using solar energy for heating and cooling employing same
US3841302A (en) Solar energy system for a building
US10203134B2 (en) Solid state solar thermal energy collector
US4324229A (en) Solar collector and heat and cold generator
US4049195A (en) Solar heated building structure
US10514001B2 (en) Combined wind and solar power generating system
US10288320B2 (en) Low cost high efficiency solar power plant
JP2013528936A (en) Solar energy generator
WO2014000079A1 (en) Insulating glass style solar heat collector and building using solar energy for heating and cooling employing same
WO2013177653A1 (en) Energy saving building elements and building using solar energy for heating and cooling
GB2103783A (en) Solar heating
Kasaeian et al. Solar energy systems: An approach to zero energy buildings
RU2271502C2 (en) Solar power plant for thermal treatment of products
WO2013027229A2 (en) Concentration-type solar panel with bi-axial seeking and managing system comprising such panel
EA008116B1 (en) Solar power device for products heat treatment
Saxena et al. A review of recent patents on solar air heaters
RU2002135939A (en) HELIO-ENERGY DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF PRODUCTS
WO2013177657A1 (en) Solar heat devise integrated solar heat collecting and storing
RU2267061C2 (en) Method of thermal conversion of solar power
RU76946U1 (en) BUILDING "ECODOM-2"
RU2344354C1 (en) Water-based helium heat reclaim unit for helium thermal power stations
Szuba A thermo-circulating heating structure utilizing air circulation to heat architectural objects
RU2344353C1 (en) Helium heat regenerator with fluid heat-carrier for helium heat power stations
WO1997026427A1 (en) Ecological building
CN208901500U (en) A kind of workshop air displacer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU