PL217205B1

PL217205B1 - Flat solar collector

Info

Publication number: PL217205B1
Application number: PL393364A
Authority: PL
Inventors: Adam Janiszewski
Original assignee: Przedsiębiorstwo Prod Usługowe Pro Eko Term Spółka Z Ograniczoną Odpowiedz
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2014-06-30
Also published as: PL393364A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest kolektor słoneczny płaski, którego przeznaczeniem jest zastosowanie zwłaszcza w bateriach kolektorów słonecznych mocowanych obrotowo na mechanizmach obrotu nadążnego za ruchem słońca.The subject of the invention is a flat solar collector, intended to be used, in particular, in batteries of solar collectors mounted in rotation on the mechanisms of rotation following the movement of the sun.

Znane jest z chińskiego opisu patentowego CN 101672531 rozwiązanie, które przedstawia kolektory słoneczne płaskie łączone szeregowo z sobą w taki sposób, że czynnik grzewczy przepływa bezciśnieniowo z jednego kolektora do następnego poprzez elastyczne lub sztywne połączenia rurkowe łączące poszczególne panele kolektorów zamontowane przykładowo na ścianie w górnej ich części.A solution is known from the Chinese patent specification CN 101672531 which shows flat solar collectors connected in series with each other in such a way that the heating medium flows without pressure from one collector to the next through flexible or rigid tubular connections connecting individual collector panels mounted, for example, on the upper wall of their collectors. parts.

Innym przykładem łączenia paneli kolektorów słonecznych płaskich w baterie jest rozwiązanie przedstawione w chińskim opisie patentowym CN101776327A. W rozwiązaniu tym pokazano przykład układu matrycowego składającego się z szeregowo złączonych ze sobą grup kolektorów słonecznych, a grupy te z kolei są połączone ze sobą równolegle tworząc pole złożone z paneli łączonych z sobą przewodami, w których przepływ medium roboczego sterowany jest zaworami elektromagnetycznymi.Another example of combining flat plate solar panels into batteries is the solution presented in the Chinese patent description CN101776327A. This solution shows an example of a matrix system consisting of groups of solar collectors connected in series with each other, and these groups are connected in parallel to form a field composed of panels connected with each other by lines, in which the flow of the working medium is controlled by electromagnetic valves.

W opisie patentowym CN 101598116A przedstawiono rozwiązanie modułowego łączenia znormalizowanych odcinków przewodów transportujących medium grzewcze za pomocą złączek, trójników, rozdzielaczy poczwórnych i rurek, których wzajemne ułożenie pozwala na ułożenie pola składającego się z paneli kolektorów słonecznych w kształcie zbliżonym do koła.The patent description CN 101598116A presents a solution for the modular connection of standardized sections of pipes transporting the heating medium by means of couplings, tees, four-way splitters and pipes, the arrangement of which allows for the arrangement of a field consisting of solar collector panels in a shape similar to a circle.

Innym rozwiązaniem znanym z chińskiego opisu patentowego CN 101755635 są zestawy składające się z modułów paneli kolektorów słonecznych, w których są zamontowane wężownice z układem wewnątrz panelu, które z kolei jest zwierciadlanym odbiciem sąsiadującego panelu pod względem ułożenia króćców. W rozwiązaniu tym przykładowo króciec wlotowy usytuowany w górnej części panelu absorbera doprowadza medium robocze do wężownicy, której króciec wylotowy usytuowany jest w dolnej części panelu. Medium opuszczając panel pierwszego kolektora wpływa do króćca wlotowego drugiego panelu absorbera znajdującego się w dolnej części panelu i przepływając przez wężownicę drugiego absorbera kolektora słonecznego wypływa króćcem wylotowym usytuowanym w górnej części panelu absorbera. Zestawy kolektorów mocowane są na konstrukcji umożliwiającej regulację kąta ich nachylenia względem słońca pozwalając na efektywne wykorzystanie energii cieplnej.Another solution known from the Chinese patent description CN 101755635 are sets consisting of modules of solar collector panels in which coils are mounted with an arrangement inside the panel, which in turn is a mirror image of the adjacent panel in terms of the arrangement of the stub pipes. In this solution, for example, the inlet port located in the upper part of the absorber panel leads the working medium to the coil, the outlet port of which is located in the lower part of the panel. The medium, leaving the first collector panel, enters the inlet port of the second absorber panel at the bottom of the panel, and flowing through the coil of the second absorber of the solar collector, it flows out through the outlet port at the top of the absorber panel. The collector sets are mounted on a structure that allows to adjust the angle of their inclination in relation to the sun, allowing for efficient use of thermal energy.

Inne rozwiązanie usytuowania króćców wlotowych i wylotowych w panelu kolektora słonecznego płaskiego ujawniono w wzorze przemysłowym o numerze 000566724-0001, w którym króćce te o osiach skierowanych poziomo znajdują się w bocznych ścianach panelu w pobliżu jego narożników.Another solution for the positioning of the inlet and outlet ports in a flat plate solar collector panel is disclosed in the industrial design number 000566724-0001, in which the horizontally directed ports are located in the side walls of the panel near its corners.

Zamontowanie tych znanych i wymienionych powyżej kolektorów słonecznych płaskich na konstrukcjach wsporczych przykładowo znanych z hiszpańskiego opisu patentowego ES 2333507A1 powoduje, że panele kolektorów muszą być łączone za pomocą rurek elastycznych łączących króćce wlotowe i wylotowe. Najczęściej spotykanym rozwiązaniem jest zbliżony do poziomego przebieg elastycznych rurek. Umiejscowienie paneli kolektorów słonecznych na konstrukcji wsporczej tworzącej ażurowy ustrój konstrukcyjny składający się z pionowych masztów oraz wzmocnień kratownicowych, w którym wyróżniona jest część nośna oraz część sterująca ruchem ram nośnych paneli słonecznych powoduje, że poszczególne ramy nośne paneli W podparte są punktowo w taki sposób, iż ich płaszczyzny nachylone są przykładowo pod kątem pomiędzy 45° a 90° względem płaszczyzny pionowej. Odpowiednie zamocowanie konstrukcji prowadzących panele do poziomej listwy wyposażonej w listwę zębatą powoduje, że panele są przechylane za przemieszczającym się po nieboskłonie słońcem w skoordynowany sposób za pomocą jednego silnika wyposażonego w koło zębate. Elastyczne rurki łączące króćce poszczególnych paneli kolektorów słonecznych pozwalają na stały przepływ medium grzewczego wewnątrz rur absorberów tychże paneli niezależnie od kąta ich pochylenia.Mounting these known and above-mentioned flat solar collectors on support structures known, for example, from the Spanish patent description ES 2333507A1, causes that the collector panels must be connected by means of flexible pipes connecting the inlet and outlet connectors. The most common solution is the almost horizontal route of flexible tubes. The location of the solar collector panels on the supporting structure creating an openwork structure consisting of vertical masts and lattice reinforcements, in which the load-bearing part and the part controlling the movement of the solar panels support frames are distinguished, causes that the individual support frames of the W panels are supported pointwise in such a way that their planes are inclined, for example, at an angle between 45 ° and 90 ° with respect to a vertical plane. Appropriate fastening of the structures guiding the panels to the horizontal bar provided with a toothed bar causes the panels to be tilted in a coordinated manner behind the sun moving across the sky by means of one motor equipped with a gear wheel. Flexible pipes connecting the connectors of individual solar collector panels allow for a constant flow of the heating medium inside the absorber pipes of these panels, regardless of the angle of their inclination.

Próbą rozwiązania tego problemu jest rozwiązanie przedstawione w amerykańskim opisie patentowym US 2010213704, w którym ujawniono rozwiązanie dotyczące usytuowania rurek elastycznych w mechanizmach przechyłu parabolicznych kolektorów słonecznych, łączących rurę próżniową umieszczoną w ogniskowej odbłyśnika parabolicznego z rurociągiem zainstalowanym wewnątrz osi mechanizmu przechyłu odbłyśnika.An attempt to solve this problem is the solution presented in the American patent specification US 2010213704, which discloses a solution concerning the positioning of flexible tubes in the tilting mechanisms of parabolic solar collectors, connecting a vacuum tube placed in the focal point of the parabolic reflector with a pipeline installed inside the axis of the tilting mechanism of the reflector.

W przypadku kolektorów słonecznych płaskich jedną z niedogodności jest niebezpieczeństwo zerwania rurki elastycznej w wyniku niekontrolowanego, niesynchronicznego obrotu jednego z paneli względem pozostałych wywołujące naprężenia mechaniczne oraz znaczna długość tych rurek, co może wywołać uszkodzenia na tle zmęczeniowym.In the case of flat solar collectors, one of the inconveniences is the risk of tearing the flexible tube as a result of uncontrolled, non-synchronous rotation of one of the panels in relation to the others, causing mechanical stress, and the significant length of these tubes, which may cause fatigue damage.

Istota rozwiązania kolektora słonecznego płaskiego według wynalazku składającego się z obudowy, stelaża nośnego, orurowania absorbera wraz z doprowadzeniem i odprowadzeniem mediumThe essence of the flat-plate solar collector solution according to the invention, consisting of a casing, a supporting frame, absorber piping with medium supply and discharge

PL 217 205 B1 grzewczego, absorbera oraz szyby ochronnej polega na tym, że króciec dolotowy wlotu medium grzewczego górnego kolektora dolotowego oraz króciec wylotowy wylotu medium grzewczego górnego kolektora wylotowego o osiach wzdłużnych równoległych do osi symetrii kolektora słonecznego usytuowane są w pobliżu tejże osi symetrii. Gałęzie rozprowadzające górnego kolektora dolotowego oraz górnego kolektora wylotowego zaopatrzone w co najmniej dwa króćce łączeniowe i co najmniej dwa człony redukcji średnicy łączą się z zakończeniami co najmniej czternastu rur absorbera połączonych przeciwległymi zakończeniami z dolnym kolektorem zaopatrzonym w co najmniej dwa króćce łączeniowe i co najmniej dwa człony redukcji średnicy. Korzystnym jest aby oś symetrii kolektora słonecznego była zbieżna z osią symetrii osi mechanizmu obrotu nadążnego kolektora. Korzystnym jest również, aby wymiar średnicy gałęzi rozprowadzającej był stopniowany, natomiast poszczególne odcinki rur o zmiennych średnicach były z sobą połączone co najmniej jednym członem redukcji średnicy oraz co najmniej dwoma króćcami łączeniowymi. Korzystnym jest aby, wymiar średnicy kolektora dolnego był stopniowany, a poszczególne odcinki rur o zmiennych średnicach były z sobą połączone co najmniej dwoma członami redukcji średnic oraz co najmniej czterema króćcami łączeniowymi. Natomiast korzystnie jest kiedy rura absorbera zakończona jest co najmniej jednym członem redukcji średnic połączonych ze sobą. Kolektor cechuje się tym, że stosunek większej średnicy do mniejszej średnicy członu redukcji średnic zawiera się w granicach od 1,1 do 3. Jest natomiast korzystnym, kiedy stosunki średnic gałęzi rozprowadzającej kolektora górnego do odpowiadających im średnic kolektora dolnego, których wzajemne położenie wyznaczone jest położeniem łączących je rur absorbera zmienia się narastająco od osi symetrii kolektora zawierając się w granicach wartości od 0,02 do 10. Kolektor słoneczny charakteryzuje się tym, że górny kolektor dolotowy lub górny kolektor wylotowy składa się z króćca dolotowego lub wylotowego, co najmniej trzech kolanek, gałęzi doprowadzającej, co najmniej dwu króćców łączeniowych, co najmniej jednego członu redukcji średnicy połączonych ze sobą, przy czym korzystnym jest również kiedy, górny kolektor dolotowy lub górny kolektor wylotowy składa się gałęzi doprowadzającej, kolanka zwrotnego, gałęzi rozprowadzającej o co najmniej dwu stopniach zmiany wymiaru średnicy wraz z króćcami łączeniowymi połączonych ze sobą spoinami montażowymi. Natomiast korzystnie dolny kolektor składał się z co najmniej dwóch gałęzi o co najmniej dwóch stopniach zmiany wymiaru średnicy wraz z króćcami łączeniowymi połączonych ze sobą, spoinami montażowymi. Kolektor charakteryzuje się również tym, że gałęzie rozprowadzające posiadające zewnętrzne powierzchnie walcowe o zmiennych średnicach i powierzchnie stożkowe redukujące te średnice kolanka zwrotne, gałęzie doprowadzające są ukształtowane plastycznie jako standaryzowane elementy montażowe. Wymienione powyżej elementy są korzystnie połączone spoinami szczelnymi ciągłymi, korzystnie spoinami lutowanymi. Kolektor cechuje się tym, że płaszczyzna kolektora górnego wyznaczona przez osie gałęzi doprowadzających i gałęzi rozprowadzających jest prostopadła do płaszczyzny wyznaczonej przez osie gałęzi rozprowadzających kolektora górnego i kolektora dolnego połączonych ze sobą rurami absorbera.The heating medium inlet stub of the upper intake manifold and the outlet stub of the heating medium outlet of the upper exhaust manifold with longitudinal axes parallel to the symmetry axis of the solar collector are located near the symmetry axis. Distribution branches of the upper intake manifold and upper exhaust manifold provided with at least two connection pipes and at least two diameter reduction members connect to the ends of at least fourteen absorber pipes connected with opposite ends to the lower manifold provided with at least two connection pipes and at least two members diameter reduction. It is preferred that the axis of symmetry of the solar collector coincides with the axis of symmetry of the axis of the rotation mechanism of the follow collector. It is also preferable for the diameter of the distribution branch to be stepped, while the individual pipe sections with variable diameters are connected to each other by at least one diameter reduction member and at least two connection stubs. It is preferable that the dimension of the bottom manifold diameter is stepped and the individual pipe sections with variable diameters are connected to each other by at least two diameter reduction members and at least four connection pipes. On the other hand, it is preferred that the absorber tube ends with at least one interconnected diameter reduction member. The collector is characterized by the fact that the ratio of the larger diameter to the smaller diameter of the diameter reduction member ranges from 1.1 to 3. It is advantageous, however, when the ratios of the diameters of the distribution branch of the upper collector to the corresponding diameters of the lower collector, whose mutual position is determined by the location the absorber pipes connecting them vary increasingly from the symmetry axis of the collector, ranging from 0.02 to 10. The solar collector is characterized by the fact that the upper inlet manifold or upper exhaust manifold consists of an inlet or outlet stub, at least three elbows, a supply branch, at least two connection stubs, at least one diameter reduction member connected to each other, it is also advantageous when the upper intake manifold or upper exhaust manifold consists of a supply branch, a return bend, a distribution branch with at least two dimensions diameter with the nozzle and connecting joints connected with each other by assembly welds. On the other hand, preferably, the lower collector consisted of at least two branches with at least two degrees of diameter size change, together with connection stubs connected to each other by assembly welds. The manifold is also characterized in that the distribution branches having outer cylindrical surfaces of varying diameters and conical surfaces reducing these diameters of the return elbows, the feed branches are plastically shaped as standardized mounting elements. The above-mentioned elements are preferably connected by continuous tight seams, preferably by brazing joints. The collector is characterized by the fact that the plane of the upper collector, defined by the axes of the supply branches and distribution branches, is perpendicular to the plane defined by the axes of the distribution branches of the upper and lower collector connected by absorber pipes.

Z kolei w dolnym fragmencie ramy nośnej kolektora słonecznego przytwierdzona podpora rolkowa, której koniec jest wsparty jest na prowadnicy, przy czym podpora rolkowa przytwierdzona jest do ramy nośnej kolektora słonecznego w osi symetrii kolektora słonecznego i usytuowana prostopadle do płaszczyzny roboczej prowadnicy.On the other hand, in the lower part of the solar collector's support frame, there is a roller support, the end of which is supported on the guide, and the roller support is attached to the solar collector's support frame in the symmetry axis of the solar collector and located perpendicular to the guide's working plane.

Kolektor słoneczny płaski według wynalazku umożliwia standaryzowanie konstrukcji ułatwiającej jej wykonanie. Odpowiedni dobór króćców łączeniowych oraz członów redukcji średnic o standaryzowanych rozmiarach średnic umożliwia konstruowanie orurowania absorbera w dowolnych kombinacjach wzajemnego ułożenia przestrzennego kolektorów dolotowych i wylotowych, kolektora dolnego, rur absorbera łączących te kolektory jak również regulacji ilości tych rur. Właściwy dobór średnic króćców łączeniowych oraz członów redukcji średnic umożliwia utrzymanie właściwych gradientów ciśnienia oraz przepływu medium grzewczego wewnątrz orurowania kolektora. Kształt górnych kolektorów dolotowego i wylotowego pozwala na wyprowadzenie ich króćców dolotowych i wylotowych blisko osi symetrii wzdłużnej kolektora będącej w zbieżności z osią symetrii osi obrotu mechanizmu obrotu nadążnego kolektora. Takie położenie króćca dolotowego i wylotowego kolektorów górnych zapobiega nadmiernym przeciążeniom oraz obciążeniom rurek elastycznych doprowadzających medium grzewcze kolektorów słonecznych płaskich w trakcie ich obrotu nadążnego za słońcem.The flat solar collector according to the invention enables the standardization of the structure which facilitates its production. Appropriate selection of connection spigots and diameter reduction members with standardized diameter sizes enables the construction of the absorber piping in any combination of the mutual spatial arrangement of the inlet and outlet collectors, the lower collector, the absorber pipes connecting these collectors, as well as the regulation of the number of these pipes. Proper selection of the diameters of the connection stubs and the diameter reduction members enables the maintenance of appropriate pressure gradients and the flow of the heating medium inside the collector piping. The shape of the upper inlet and outlet manifolds allows for the removal of their inlet and outlet nozzles close to the longitudinal symmetry axis of the manifold coinciding with the axis of symmetry of the rotation axis of the follower rotation mechanism. Such a position of the inlet and outlet stubs of the upper collectors prevents excessive overloads and loads of flexible pipes supplying the heating medium of flat solar collectors during their rotation following the sun.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok konstrukcji stelaża nośnego baterii paneli kolektorów słonecznych płaskich od strony mechanizmu obrotu nadążnego, fig. 2 - widok perspektywiczny baterii obróconych paneli kolektorów słonecznych płaskich od strony czołowej, fig. 3 - widok perspektywiczny paneluThe subject matter of the invention is shown in the embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows a perspective view of the structure of the supporting frame of a battery of flat solar collector panels from the side of the tracking mechanism, Fig. 2 - a perspective view of the battery of rotated flat solar collector panels from the front side, Fig. 3 - perspective view of the panel

PL 217 205 B1 kolektora słonecznego płaskiego z podporą rolkową, fig. 4 - przekrój A-A kolektora z fig. 3, fig. 5 widok boczny panelu kolektora słonecznego z fig. 3, fig. 6 - widok strony tylnej panelu kolektora słonecznego płaskiego z fig. 3, fig. 7 - widok perspektywiczny panelu kolektora płaskiego z przekrojami częściowymi, fig. 8 - przykład wykonania orurowania absorbera wraz z kolektorami rozprowadzającymi z zamontowanymi osiemnastoma rurami absorbera, fig. 9 - przykład wykonania kolektora górnego wylotowego z fig. 8 w widoku od dołu, fig. 10 - kolektor z fig. 9 w widoku z boku, fig. 11 - kolektor z fig. 9 w widoku z góry, fig. 12 - kolektor dolny w widoku z boku, fig. 13 - kolektor z fig. 12 w widoku z góry, fig. 14 - przykład wykonania rury absorbera z zakończeniem złożonym z dwu króćców łączeniowych połączonych jednym członem redukcji średnicy, fig. 15 - rurę absorbera z fig. 14 w widoku ukazującym ukształtowanie króćca łączeniowego, fig. 16 - człon redukcji średnic, fig. 17 - przykład wykonania orurowania absorbera wraz z kolektorami rozprowadzającymi z zamontowanymi szesnastoma rurami absorbera, fig. 18 - przykład wykonania orurowania absorbera wraz z kolektorami rozprowadzającymi z zamontowanymi osiemnastoma rurami absorbera w jednej płaszczyźnie absorbera, fig. 19 - przykład wykonania rury absorbera z zakończeniem złożonym z trzech króćców łączeniowych połączonych dwoma członami redukcji średnicy, fig. 20 - rurę absorbera z fig. 19 w widoku ukazującym ukształtowanie króćca łączeniowego, fig. 21 - przykład wykonania orurowania absorbera z fig. 8 w postaci połączonych przestrzennie ukształtowanych części składowych, fig. 22 - ukazuje przykład wykonania kolektora górnego wylotowego z fig. 21 w widoku od dołu, fig. 23 - kolektor z fig. 22 w widoku z boku, fig. 24 - kolektor z fig. 22 w widoku z boku, fig. 25 - kolektor z fig. 21 w widoku z boku, fig. 26 - kolektor z fig. 25 w widoku z góry, fig. 27 - rurę absorbera z fig. 21 z rozwalcowanym zakończeniem stożkowym redukcji średnic.Fig. 4 - section AA of the collector of Fig. 3, Fig. 5 side view of the solar collector panel of Fig. 3, Fig. 6 - rear side view of the flat solar collector panel of Fig. 3, fig. 7 - perspective view of a flat collector panel with partial sections, fig. 8 - embodiment of absorber tubing with distribution manifolds with eighteen absorber pipes mounted, fig. 9 - embodiment of the upper exhaust manifold from fig. 8 in a bottom view Fig. 10 - side view of the collector of Fig. 9, Fig. 11 - top view of the collector of Fig. 9, Fig. 12 - side view of the bottom collector, Fig. 13 - the collector of Fig. 12 in top view, fig. 14 - an embodiment of an absorber pipe with an end consisting of two connection pipes connected by one diameter reduction member, fig. 15 - absorber pipe from fig. 14 in a view showing the configuration of the connector pipe, fig. 16 - diameter reduction member, Fig. 17 - an example of absorber piping with distribution collectors with sixteen absorber pipes mounted, Fig. 18 - an example of absorber piping with distribution collectors with eighteen absorber pipes mounted in one plane of the absorber, Fig. 19 - absorber pipe with three stub pipes 20 - the absorber tube from Fig. 19 in a view showing the configuration of the connection stub, Fig. 21 - an embodiment of the absorber tube from Fig. 8 in the form of joined spatially shaped components, Fig. 22 - shows an example bottom view of the top exhaust manifold of fig. 21, fig. 23 - side view of the manifold of fig. 22, fig. 24 - side view of the manifold of fig. 22, fig. 25 - fig. 21 manifold side view, fig. 26 - manifold of fig. 25 in top view, fig. 27 - absorber tube of fig. 21 with an expanded cone end diameter reduction.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony na przykładzie wykonania na fig. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4, fig. 5, fig. 6, fig. 7, w którym obudowa panelu kolektora słonecznego płaskiego 1 jest zamontowana na konstrukcji wsporczej 2 oraz osi 27 mechanizmu obrotu nadążnego kolektora 26 usytuowanych w stelażu nośnym 10 podpierana podporą rolkową 7 toczącą się po prowadnicy 7a w postaci płaskiej blachy zamontowanej do stelaża nośnego 10. Przy czym, podpora rolkowa 7 przytwierdzona jest do ramy nośnej 17 kolektora słonecznego 1 w osi symetrii kolektora słonecznego OS i usytuowana prostopadle do płaszczyzny roboczej prowadnicy 7a. Do rur magistralnych zamontowanych na konstrukcji wsporczej podłączony jest wlot medium grzewczego 5 i wylot medium grzewczego 6, które poprzez zawory wlotowe 3 i zawory wylotowe 4 wpływa rurkami elastycznymi 8 do króćców wlotowych 28 i wylotowych 29 orurowania absorbera kolektora 9. Jak zostało to przykładowo pokazane na fig. 1, fig. 2 króćce wlotowy 28 i wylotowy 29 wyprowadzone są przez górną ściankę boczną kolektora słonecznego 1 w taki sposób, że oś 27 mechanizmu obrotu nadążnego 26 znajduje się pomiędzy nimi i pokrywa się zbieżnie z osią symetrii OS kolektora słonecznego 1. Elastyczne rurki 8 przebiegające od zaworów wlotowego 3 i wylotowego 4 do króćców dolotowego 28 i wylotowego 29 orurowania absorbera 9 w momencie obrotu kolektora słonecznego płaskiego 1 doznają niewielkich odkształceń spowodowanym ich ukształtowaniem w postaci pętli. Ponadto osie wzdłużne króćców dolotowego 28 i wylotowego 29 orurowania absorbera 9 jak uwidoczniono na fig. 3 i fig. 7 są równoległe do osi symetrii kolektora OS. Fig. 3 przedstawia z kolei przestrzenny widok pojedynczego panelu kolektora słonecznego płaskiego 1 z uwidocznionym przebiegiem kolektora górnego dolotowego 11 oraz górnego wylotowego 14, rur absorbera 12, kolektora dolnego 13. Fig. 4 przedstawia przekrój A-A kolektora pokazanego na fig. 3, na którym zostały przedstawione wzajemne położenia elementów składowych kolektora słonecznego płaskiego 1. Jak zostało to uwidocznione na fig. 4 płaszczyzna wyznaczona przez położenie gałęzi doprowadzającej 19 kolektora górnego oraz gałęzi rozprowadzającej 21 kolektora górnego jest prostopadła do płaszczyzny wyznaczonej położeniem gałęzi rozprowadzającej 21 kolektora górnego oraz kolektora dolnego 13. Fig. 6 ukazuje tylną stronę kolektora słonecznego 1 z pokazaną ramą nośną 17, do której dołączona jest konstrukcja wsporcza 2 jak zostało to pokazane na fig. 1. Natomiast fig. 7 ukazuje perspektywiczny wygląd kolektora słonecznego 1 z zaznaczonymi przekrojami częściowymi, na którym wskazano położenie takich elementów jak kolektor górny dolotowy 11, kolektor górny wylotowy 14, rury absorbera 12, kolektor dolny 13, absorber 15, szybę 16. Fig. 8 przedstawia szczegółowy rysunek orurowania absorbera 9 pokazanego na fig. 2, fig. 3, fig. 7 w przykładzie wykonania, w którym pomiędzy kolektorem górnym 11, kolektorem górnym 14 oraz kolektorem dolnym 13 ułożonych jest osiemnaście rur absorbera 12. Na fig. 9, fig. 10, fig. 11 uwidoczniono przykład wykonania kolektora górnego w omawianym przykładzie kolektora wylotowego 14. Jak pokazano na wyżej wymienionych figurach, górny kolektor wylotowy 14 składa się z szeregu połączonych ze sobą za pomocą przykładowo ciągłych spoin lutowanych, elementów składowych w postaci króćca wylotowego 29, gałęzi doprowadzającejThe subject matter of the invention is explained in more detail on the embodiment in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7, in which the panel housing of a flat solar collector 1 is mounted on a support structure. 2 and the axis 27 of the rotation mechanism of the follow collector 26 located in the support frame 10 supported by a roller support 7 rolling along a guide 7a in the form of a flat sheet mounted to the support frame 10. The roller support 7 is attached to the support frame 17 of the solar collector 1 along the axis symmetry of the solar collector OS and situated perpendicular to the working plane of the guide 7a. Connected to the main pipes mounted on the supporting structure are the inlet of the heating medium 5 and the outlet of the heating medium 6, which flows through the inlet valves 3 and outlet valves 4 through flexible pipes 8 to the inlet 28 and outlet nozzles 29 of the collector absorber piping 9. As it was shown for example in 1, 2, inlet 28 and outlet 29 are led out through the upper side wall of the solar collector 1 in such a way that the axis 27 of the rotation mechanism 26 is between them and coincides with the axis of symmetry OS of the solar collector 1. Flexible the tubes 8 extending from the inlet 3 and outlet 4 valves to the inlet 28 and outlet 29 of the absorber tubing 9 experience a slight deformation as the flat plate solar collector 1 rotates due to their loop shape. Furthermore, the longitudinal axes of the inlet 28 and outlet 29 of the absorber tubing 9 as shown in Fig. 3 and Fig. 7 are parallel to the symmetry axis of the collector OS. Fig. 3 shows in turn a spatial view of a single panel of a flat solar collector 1 showing the course of the upper intake collector 11 and upper exhaust collector 14, absorber pipes 12, lower collector 13. Fig. 4 is a cross section AA of the collector shown in Fig. 3, in which they are shown in Fig. 3. the mutual positions of the components of the flat plate solar collector 1 are shown. As shown in Fig. 4, the plane defined by the position of the supply branch 19 of the upper collector and the distribution branch 21 of the upper collector is perpendicular to the plane defined by the location of the distribution branch 21 of the upper collector and the lower collector 13. 6 shows the rear side of the solar collector 1 with the supporting frame 17 shown, to which is attached the support structure 2 as shown in Fig. 1. Fig. 7, on the other hand, shows a perspective view of the solar collector 1 with partial sections marked on it, where the position t is indicated. elements such as upper intake manifold 11, upper exhaust manifold 14, absorber pipes 12, lower manifold 13, absorber 15, pane 16. Fig. 8 shows a detailed drawing of the absorber 9 tubing shown in Fig. 2, Fig. 3, Fig. 7 in An embodiment in which eighteen absorber tubes 12 are arranged between the upper collector 11, the upper collector 14 and the lower collector 13. Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 show an embodiment of the upper collector in the discussed example of the exhaust manifold 14. As shown in the above-mentioned figures, the upper exhaust manifold 14 consists of a series of components connected to each other by means of, for example, continuous brazing joints, components in the form of an exhaust socket 29, a feed branch

PL 217 205 B1 kolektora 19, trzech kolanek 20 oraz składających się na gałąź rozprowadzającą 21 elementów w postaci czternastu króćców łączeniowych 24 o stopniowanych co 3 mm średnicach Dk9 połączonych ze sobą czterema członami redukcji średnic 18. W części króćców łączeniowych 24 wykonane są otwory łączeniowe 22. Górny kolektor dolotowy 11 wykonuje się jako lustrzane odbicie względem osi symetrii OS opisywanego górnego kolektora wylotowego 14. Fig. 12, fig. 13 przedstawiają widoki kolektora dolnego 13 składającego się z dwudziestu dziewięciu króćców łączeniowych 24 o stopniowanych przykładowo co 3 mm średnicach Dkd połączonych ze sobą ośmioma członami redukcji średnic 18. W części króćców łączeniowych 24 wykonane są otwory łączeniowe 23. Fig. 14, fig. 15 przedstawia rurę absorbera 1, na których zaznaczone są dwa króćce łączeniowe 24 i jeden człon redukcji średnic 18. W omawianym przykładzie wykonania stopniowanie średnic wynosi 4 mm. Fig. 16 przedstawia człon redukcji średnic 18, którego wykonanie i wymiary uzależnione są od miejsca użycia. Stosunek średnicy D1 do średnicy d2 jest zmienny i w omawianym przypadku zawiera się pomiędzy wartościami od 1,4 do 2,7. Jak zostało pokazane na fig. 8 z wyjątkiem czterech rur, pozostałe czternaście rur absorbera 12 stanowią elementy powtarzalne, których zakończenia wyposażone w króćce łączeniowe 24 i człony redukcji średnic 18 montowane są naprzemiennie albo do otworów 22 w górnym kolektorze 11, 14 albo w otworach 23 w dolnym kolektorze 13. W konstrukcji orurowania absorbera z uwagi na osiągnięcie właściwych przepływów i gradientów ciśnienia medium grzewczego stosowana jest zasada według której średnica (Dk9) kolektora górnego do odpowiadającej jej średnicy kolektora dolnego (Dkd), których wzajemne położenie wyznaczone jest położeniem łączących je rur absorbera (12) zmienia się narastająco od osi symetrii kolektora (OS) zawierając się omawianym przykładzie w granicach wartości od 0,09 do 8. Fig. 17 przedstawia odmianę wykonania orurowania absorbera kolektora 9 ukazanego na fig. 8 w wersji, w której pomiędzy kolektorem górnym 11, 14 a kolektorem dolnym 13 zamontowanych jest szesnaście rur absorbera 12. Fig. 18 przedstawia odmianę orurowania absorbera kolektora 9 jako układ kolektorów górnych 11 i 14 oraz dolnego 13 i osiemnastu rur absorbera 12, w której gałąź doprowadzająca kolektora 19, gałąź rozprowadzająca kolektora 21, rury absorbera 12 leżą w jednej płaszczyźnie. W omawianym przypadku rura absorbera 12 jest wykonywana jako element powtarzalny i jak to zostało uwidocznione na fig. 19 i fig. 20 jeden jej koniec zaopatrzony jest w dwa króćce łączące 24 z umieszczonym pomiędzy nimi członem redukcyjnym średnic 18, natomiast drugi jej koniec zaopatrzony jest w trzy króćce łączeniowe 24 i dwa człony redukcyjne średnic 18. Fig. 21 przedstawia odmianę orurowania absorbera 9 charakteryzującą się uproszczoną konstrukcją w odniesieniu do pozostałych omawianych rozwiązań. W przedstawionej odmianie przykładu wykonania wykorzystuje się cechy plastyczności materiału jakim jest przykładowo rura miedziana. Jak zostało to uwidocznione na fig. 22, fig. 23 fig. 24 górny kolektor 11, 14 został skonstruowany z standaryzowanych elementów składających się z gałęzi doprowadzającej 30, gałęzi rozprowadzającej 32 z króćcami łączeniowymi 24, kolanka zwrotnego 30 dzięki czemu ilość spoin montażowych 25 wynosi dwie. Fig. 25, fig. 26 ukazuje kolektor dolny 13 składający się z dwóch gałęzi rozprowadzających 32 złączonych z sobą jedną spoiną montażową 25. Rozwiązanie powyższe pozwala na uproszczenie procesu wytwarzania elementów składowych orurowania absorbera kolektora 9 czego przykładem jest rura absorbera pokazana na fig. 27. Plastyczne kształtowanie elementów 30, 31, 32 znanymi sposobami na przyrządach upraszcza proces wytwarzania orurowania absorbera kolektora 9 i zmniejsza ilość spoin łączących poszczególne elementy.The manifold 19, three elbows 20 and the distribution branch 21 elements in the form of fourteen connection nozzles 24 with diameters step Dk9 every 3 mm, connected with each other by four diameter reduction members 18. In part of the connection pipes 24, connection openings 22 are made The upper intake manifold 11 is mirrored with respect to the axis of symmetry OS of the upper exhaust manifold 14 to be described. Fig. 12, Fig. 13 show views of the lower manifold 13 consisting of twenty-nine connection ports 24 with, for example, 3 mm diameters Dkd connected to with each other with eight diameter reduction members 18. In a part of the connection sockets 24, connection openings 23 are made. Fig. 14, Fig. 15 shows an absorber tube 1, on which two connection stubs 24 and one diameter reduction member 18 are marked. diameter is 4 mm. Fig. 16 shows the diameter reduction member 18, the design and dimensions of which depend on the place of use. The ratio of the diameter D1 to the diameter d2 is variable and in the discussed case it is between values from 1.4 to 2.7. As shown in Fig. 8, with the exception of the four pipes, the remaining fourteen absorber pipes 12 are repeatable elements, the ends of which are provided with connecting stubs 24 and diameter reduction members 18 alternately mounted either to the openings 22 in the upper manifold 11, 14 or in the openings 23. in the lower collector 13. In the construction of the absorber piping, due to the achievement of the appropriate flows and pressure gradients of the heating medium, the principle is applied, according to which the diameter (Dk9) of the upper collector to the corresponding diameter of the lower collector (Dkd), whose mutual position is determined by the location of the connecting pipes absorber (12) changes incrementally from the symmetry axis of the collector (OS) within the range from 0.09 to 8 in the discussed example. Fig. 17 shows a variant of the collector absorber piping 9 shown in Fig. 8 in the version in which between the collector the upper 11, 14 and the lower collector 13 are mounted sixteen absorber pipes 12. Fig. 18 shows a variant of the tubing of the collector absorber 9 as an arrangement of upper collectors 11 and 14 and lower 13 and eighteen absorber tubes 12, in which the supply branch 19, the distribution branch 21, the absorber tubes 12 lie in one plane. In the case in question, the absorber tube 12 is made as a repeating element and as shown in Fig. 19 and Fig. 20, one end is provided with two connecting stubs 24 with a diameter reducing member 18 arranged between them, while its other end is provided with three connection stubs 24 and two diameter reduction members 18. Fig. 21 shows a variant of the absorber 9 tubing, which is characterized by a simplified structure in relation to the other discussed solutions. In the presented variant of the embodiment, the plastic properties of a material such as, for example, a copper pipe are used. As shown in Fig. 22, Fig. 23, Fig. 24, the upper collector 11, 14 is constructed of standardized elements consisting of a supply branch 30, a distribution branch 32 with connection stubs 24, a return elbow 30, thanks to which the number of assembly joints 25 is two. Fig. 25, Fig. 26 shows the lower collector 13 consisting of two distribution branches 32 joined together by one assembly joint 25. The above solution allows to simplify the process of manufacturing the components of the collector absorber tubing 9, an example of which is the absorber pipe shown in Fig. 27. Plastic shaping of the elements 30, 31, 32 using the known methods on the devices simplifies the process of manufacturing the absorber tubing of the collector 9 and reduces the number of welds connecting the individual elements.

Claims

1. Flat solar collector consisting of a casing, supporting frame, absorber piping with supply and discharge of the heating medium, absorber, protective pane, characterized in that the inlet stub (28) of the heating medium inlet (5) of the upper intake manifold (11) and the outlet stub (29) of the heating medium outlet (6) of the upper outlet collector (14) with longitudinal axes parallel to the symmetry axis (OS) of the solar collector (1) located near the same axis of symmetry (OS), with the distribution branches (21), (32) of the upper intake manifold (11) and the upper exhaust manifold (14) provided with at least two connecting pipes (24) and at least two diameter reduction members (18) connect with the ends of at least fourteen absorber tubes (12) connected with and opposite ends with a lower manifold (13), (32) provided with at least two connection pipes (24) and at least two diameter reduction members (18).

PL 217 205 B1

2. Collector according to claim The collector as claimed in claim 1, characterized in that the axis of symmetry (OS) of the solar collector (1) coincides with the axis of symmetry of the axis (27) of the follow-up rotation mechanism (26) of the collector.

3. Collector according to claim The method of claim 1, characterized in that the dimension of the diameter of the distributing branch is graded, and the individual pipe sections with variable diameters are connected to each other by at least one diameter reduction member (18) and by at least two connection stubs (24).

4. Collector according to claim The method of claim 1, characterized in that the dimension of the diameter of the lower manifold (13) is graded, and the individual pipe sections with variable diameters are connected to each other by at least two diameter reduction members (18) and by at least four connection pipes (24).

Collector according to claim The method of claim 1, characterized in that the absorber tube (12) ends with at least one interconnected diameter reduction member (18).

Collector according to claim The method of claim 1, wherein the ratio of the larger diameter (D1) to the smaller diameter (d2) of the diameter reduction member (18) ranges from 1.1 to 3.

Collector according to claim The method of claim 1, characterized in that the ratios of the diameters of the distribution branch of the upper collector (Dkg) to the corresponding diameters of the lower collector (Dkd), whose mutual position is determined by the location of the absorber pipes (12) connecting them, changes incrementally from the axis.

8. Collector according to claim 1, 3 or 6, characterized in that the upper intake manifold (11) or upper exhaust manifold (14) consists of an inlet (28) or an outlet (29) stub, at least three elbows (20), an inlet branch (19) ), at least two connection pipes (24), at least one diameter reduction member (18) connected to each other.

Collector according to claim 1, 3, or 6, characterized in that the upper intake manifold (11) or upper exhaust manifold (14) consists of a supply branch (30), a return bend (31), a distribution branch (32) with at least two dimensions diameter (Dk9) with connection stubs (24) connected with each other with assembly welds (25).

Collector according to claim 1, 4 or 6, characterized in that the lower collector (13) consists of at least two distribution branches (32) with at least two degrees of diameter size change (Dkd) with connection stubs (24) connected with each other by assembly welds ( 25).

11. The collector according to claim 1, 9 or 10, characterized in that the distribution branches (32) having external cylindrical surfaces of variable diameters (Dkg), (Dkd) and conical surfaces reducing these diameters, return elbows (31), feeding branches (30) are shaped plastically as standardized assembly elements.

12. The collector according to claim 1, 3, 4, 5, 8, 9 or 10, characterized in that the joints are continuous sealed joints.

13. The collector according to claim The method of claim 12, characterized in that the joints are solder joints.

14. The collector according to claim 14 1, 8 or 9, characterized in that the plane of the upper collector (11) or (14) defined by the axes of the feeding branches (19), (30) and the distribution branches (21), (32) is perpendicular to the plane defined by the axes distribution branches of the upper collector (21), (32) and the lower collector (13) or its distribution branches (32) connected with each other by absorber pipes (12).

15. The collector of claim 15 A roller support (7), the end of which is supported on a guide (7a), is fixed in the lower part of the supporting frame (17) of the solar collector (1).

16. The collector according to claim 16 A method according to claim 1 or 15, characterized in that the roller support (7) is attached to the supporting frame (17) of the solar collector (1) in the symmetry axis of the solar collector (O) and situated perpendicular to the working plane of the guide (7a).