HRP20110364A2 - Termosifonski solarni sustav - Google Patents

Abstract

Termosifonski solarni sustav ima spremnik sanitarne vode (7) u kojemu se voda zagrijava direktnim korištenjem energije sunca preko solarnog kolektora s vakumskim cijevima (5) u koje su umetnute bakrene cijevi (6). Spremnik sanitarne vode ima ulaz hladne vode (1), izlaz tople vode (2) i dodatni električni grijač (4).Bakrene cijevi (6), u kojima se nalazi voda, su montirane s donje strane sanitarnog spremnika vode (7). Djelovanjem solarne energije voda se u bakrenim cijevima zagrijava, te termosifonskim putem podiže i vraća u samo dno spremnika. Tako se, i bez dodatnih izmjenjivača topline, zagrijava čitava masa vode u spremniku, a samim time dolazi i do maksimalnog iskorištavanja energije sunca.Termosifonski solarni sustav koristi spremnik sanitarne vode koji se montira u horizontalnom ili vertikalnom položaju. Horizontalni spremnik je namijenjen za montažu na kose krovove, a vertikalni spremnik je podesniji za montažu na ravne površine.

Description

Područje tehnike

Ovaj izum pripada području F – strojarstvo; grijanje, razred F24 – grijanje; skupina F24J – proizvodnja ili korištenje topline koja nije predviđena na drugom mjestu; podskupina F24J 2/00 – u koju spadaju upotreba sunčeve topline; npr. solarni kolektori, preko koje se zagrijava voda u sanitarnom spremniku, pomoću vakuumskih solarnih cijevi i to direktnim prijenosom topline, gdje voda služi kao medij ne koristeći posebni izmjenjivač.

Tehnički problem

Stalno je prisutan problem prijenosa toplinske energije dobivene u solarnom kolektoru, na svu vodu u sanitarnom spremniku, sa što manje gubitaka i na što jednostavniji, odnosno jeftiniji način, a da se pritom zagrije čitava količina vode u vodoravnom ili vertikalnom spremniku, koji se nalazi pod tlakom vodovodnog sistema.

Tehnički problem koji se rješava ovim izumom odnosi se na konstrukciju sustava koji će omogućiti prijenos topline sa zagrijanog medija u solarnom kolektoru u spremnik sanitarne tople vode tako da se ravnomjerno zagrijava cijeli sadržaj sanitarnog spremnika.

Stanje tehnike

Kod termosifonskog zagrijavanja sanitarne tople vode danas se uglavnom koriste dva načina i to:

- Ispod horizontalnog ili vertikalnog sanitarnog spremnika tople vode nalazi se solarni kolektor, koji može biti razne izvedbe: pločasti ili sa vakumskim cijevima, koji je spojen na spremnik pomoću odgovarajućih cijevi, kako bi se uspostavila prirodna termosifonska cirkulacija medija preko izmjenjivača topline koji se nalazi u spremniku.

- Horizontalni sanitarni spremnik tople vode ujedno služi kao dio solarnog vakumskog kolektora, u koji po sredini ulaze vakumske cijevi, tako da ne zagrijavaju čitavu količinu vode u spremniku, već samo gornji dio čime imamo smanjen kapacitet. U nekim sistemima voda se nalazi direktno u vakumskim cijevima, ali oni ne mogu zbog brtvljenja izdržati tlakove vodovodne mreže, pa se mogu koristiti samo u iznimnim slučajevima. U većini sistema u vakumske cijevi postavljaju se bakrene cijevi malog promjera, u kojima se nalaze spojevi alkohola čiji su vrhovi prilagođeni i služe kao izmjenjivači topline, jer su uronjeni u spremnik uz kvalitetno brtvljenje, tako da izdržavaju tlak vodovodne mreže.

Bit izuma

Bit izuma je termosifonski solarni sustav. Termosifonski sustav se može izvesti sa spremnikom sanitarne vode u vodoravnom i vertikalnom položaju.

Na donjem dijelu vodoravnog spremnika sanitarne vode zavarene su cijevi pod kutom od 45°, na koje su montirane bakrene cijevi. Na bakrene cijevi su navučene vakuumske cijevi. Sunčeve zrake, preko vakuumskih cijevi, zagrijavaju vodu u bakrenim cijevima. Zagrijana voda iz bakrenih cijevi se podiže i ulazi u samo dno spremnika sanitarne vode tako da se zagrijava čitavi kapacitet spremnika. Plašt spremnika, ispod kojeg se nalazi izolacija, služi kao gornji nosač vakumske cijevi, dok je donji pričvršćen na konstrukciju. Zbog termosifonskog djelovanja tople vode u bakrenoj cijevi, toplina direktno, bez dodatnog izmjenjivača topline, ulazi u dno spremnika.

Termosifonski solarni sustav je pogodan za montažu na krovove kuća i kose terene.

Kod vertikalno postavljenog spremnika sanitarne vode, na određene razmake zavaruju se cijevi, na koje se montiraju bakrene cijevi uvučene u vakuumske cijevi. Ovaj sistem je namijenjen za montažu direktno na ravne površine kako bi se izbjegla izrada posebnih, jakih i skupih nosača za montažu horizontalnih spremnika na ravnim podlogama.

Kratki opis slika

Slika 1. prikazuje termosifonski solarni sustav – sprijeda

Slika 2. prikazuje termosifonski solarni sustav – bočno

Slika 3. prikazuje termosifonski solarni sustav – presjek X – X sa Sl.1.

Detaljan opis jednog od načina izvedbe i funkcioniranja izuma

U primjeru iz ovog izuma detaljnije je opisan termosifonski solarni sustav s horizontalnim spremnikom sanitarne vode.

Spremnik sanitarne vode s vakuumskim solarnim cijevima i direktnim termosifonskim prijenosom topline, prikazan na Sl. 1., 2. i 3., a služi za zagrijavanje sanitarne tople vode, pojedinačno za manje objekte, dok se za veće kapacitete više sistema spaja u jednu cjelinu i tako dobiva željeni kapacitet, bez obzira da li se radi o horizontalnim ili vertikalnim sanitarnim spremnicima.

Termosifonski solarni sustav s horizontalnim spremnikom sanitarne vode obuhvaća: sanitarni spremnik vode 7, vakuumske cijevi 5, bakrene cijevi 6, spoj hladne vode 1, izlaz tople vode 2, spoj za recirkulaciju 3 i električni grijač 4. Ispod plašta 9 sanitarni spremnik je omotan izolacionim slojem 8.

Nakon vrlo jednostavne montaže samog sistema i učvršćenja nosive konstrukcije na podlogu, pristupamo spajanju spremnika na vodovodnu mrežu preko ulaza hladne vode 1, vodeći računa da se ugrade odgovarajući ventili, obični i sigurnosni, kao i ekspanziona posuda, koja kompenzira višak vode, koji nastaje uslijed zagrijavanja i širenja vode. Na izlaz tople vode 2, spaja se cijev koja odvodi toplu vodu u instalaciju tople vode, vodeći pri tome računa da se na izlazu ugradi termoventil za regulaciju izlazne temperature vode. Na izlaz za recirkulaciju tople vode 3, po potrebi spaja se vod za recirkulaciju tople vode. U spremniku 7 je ugrađen električni grijač 4 sa magnezijevom anodom, snage 2000 W s odgovarajućim radnim i sigurnosnim termostatom, a služi za dogrijavanje sanitarne tople vode.

Nakon izvršenog spajanja i punjenja sistema hladnom vodom, dolazi do automatskog zagrijavanja vode, uz pomoć sunčevih zraka čiji toplinski spektar djeluje na vakumsku cijev 5. Toplina koja se stvara u vakumskoj cijevi zagrijava vodu koja se nalazi u bakrenoj cijevi 6 i koja direktno ulazi u dno spremnika sanitarne vode 7. Zbog termosifonskog djelovanja tople vode u bakrenoj cijevi, toplina direktno bez dodatnog izmjenjivača topline ulazi u dno spremnika i zagrijava čitavi volumen vode u spremniku, koji je u naravi obična posuda, koja sa svojom konstrukcijom može izdržati tlakove vodovodne mreže. Da bi se spriječili gubitci topline, spremnik je izoliran s odgovarajućom termoizolacijom 8, dok je izolacija zaštićena metalnim plaštem 9 zbog zaštite izolacije od vanjskih utjecaja.

Popis pozivnih oznaka

1 – ulaz hladne vode

2 – izlaz tople vode

3 – spoj za recirkulaciju

4 – električni grijač

5 – vakumska cijev

6 – bakrena cijev

7 – sanitarni spremnik tople vode

8 – izolacija

9 – vanjski plašt spremnika

10 – nosač

Primjena izuma

Ovaj univerzalni sistem zagrijavanja tople sanitarne vode može se primjenjivati u svim područjima bez obzira na klimu (od do +), jer je zbog vakumskih cijevi dobro izoliran, ne zahtjeva nikakve cirkulacione sisteme, a može se spajati na sve objekte, bez obzira da li su spojeni na sistem vode pod tlakom (vodovod) ili niskotlačni sistem, gdje je spremnik najviša točka sistema, tako da topla voda ističe slobodnim padom.

Claims (1)

1. Termosifonski solarni sustav, koji sačinjavaju spremnik sanitarne vode, priključci za dovod hladne i odvod tople vode, dodatni električni grijač, vakumske solarne cijevi s umetnutim bakrenim cijevima, naznačen time, da su bakrene cijevi (6) montirane na donjoj strani spremnika (7) i kroz izolaciju (8) ulaze u spremnik koji je napunjen vodom, da su bakrene cijevi (6) umetnute u vakuumske solarne cijevi (5), da se voda u bakrenim cijevima zagrijava solarnom energijom preko vakuumskih cijevi, da se zagrijana voda u bakrenim cijevima pomoću termosifonskog efekta direktno, bez dodatnog izmjenjivača topline, podiže i ulazi u donji dio spremnika tako da zagrijava cijeli volumen vode u spremniku.