RO119384B1

RO119384B1 - Solar water heating installation

Info

Publication number: RO119384B1
Application number: ROA200201225A
Authority: RO
Inventors: Constantin Mustăţea
Original assignee: Constantin Mustăţea
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-08-30

Abstract

The invention relates to a solar water heating installation designed for domestic use, in order to prepare hot water. According to the invention, the solar water heating installation ensures the heating of the water by mounting in column some PET cylinders (1) by means of some connection plugs (2), thereafter covering said column by another column also made up of PET cylinders (3), having a larger diameter, which are divided and joined so as to ensure a good heat insulation, a plurality of such a columns being mounted in parallel by means of some connecting hoses (4). The water is supplied at the bottom of the installation, and the hot water is obtained at the top of the installation by a hose (5) for delivery under pressure provided with a loop in vertical plane and with an air-release valve (6).

Description

Invenția se referă la o instalație pentru încălzirea apei la soare, destinată uzului casnic, în vederea preparării apei calde de uz menajer.The invention relates to an installation for heating the water in the sun, intended for domestic use, in order to prepare hot water for domestic use.

Instalațiile solare pentru încălzirea apei folosite cel mai frecvent la se bazează pe principiul transformării directe a energiei solare în energie termică prin absorbția radiației solare de către o suprafață metalică de culoare neagră. Aceste instalații conțin practic o serie de țevi metalice vopsite în negru, montate în serpentină în cutii metalice închise ermetic și care au una din fețe din sticlă, cutii care asigură izolația termică. Prin țevile respective circulă de obicei apă care se încălzește de la pereții țevilor, această apă fiind apoi folosită în diverse scopuri.The solar installations for heating the water most commonly used are based on the principle of direct conversion of solar energy into thermal energy by absorbing solar radiation from a black metal surface. These installations practically contain a series of metallic pipes painted in black, mounted in serpentine in hermetically sealed metal boxes and having one of the sides of glass, boxes that provide thermal insulation. The respective pipes usually flow with water which is heated from the walls of the pipes, and this water is then used for various purposes.

Este cunoscut un încălzitor de apă alcătuit dintr-o țeavă prevăzută cu niște orificii racordate la o serie de butelii PET și apa este furnizată pe la un capăt al țevii și după ce se încălzește de la soare în butelii este evacuată pe la celălalt capăt al țevii.A water heater consisting of a pipe provided with holes connected to a series of PET cylinders is known and the water is supplied at one end of the pipe and after being heated from the sun in the cylinders it is evacuated to the other end of the pipe. .

Este cunoscut, de asemenea, un încălzitor solar de apă alcătuit dintr-un tub exterior transparent și un tub interior colorat, absorbitor de căldură, prin care circulă apa de încălzit.Also known is a solar water heater consisting of a transparent outer tube and a colored inner tube, heat absorber, through which the heating water circulates.

Problema tehnică constă în reducerea greutății și a costului unei instalații de acest tip, o dată cu un mod de refolosire a buteliilor din PET, pentru a obține apă caldă menajeră la un preț scăzut.The technical problem is to reduce the weight and cost of such an installation, together with a way of reusing PET bottles, to obtain domestic hot water at a low price.

Instalația pentru încălzirea apei la soare, conform invenției, asigură încălzirea apei prin aceea că este alcătuită din niște butelii montate în coloană cu ajutorul unor dopuri de racord, după care coloana este îmbrăcată într-o altă coloană formată tot din butelii din PET, de diametru mai mare, secționate și îmbinate astfel, încât să asigure o bună izolație termică, mai multe astfel de coloane sunt montate în paralel cu ajutorul unor furtunuri de racord, alimentarea cu apă rece se face prin partea de jos a instalației, iar apa caldă se obține în partea de sus, printr-un furtun de refulare, prevăzut cu o buclă în plan vertical și cu o supapă de aerisire.The plant for heating the water according to the invention, ensures the heating of the water in that it is made up of cylinders mounted in the column by means of connecting plugs, after which the column is coated in another column formed also of the cylinders of PET, of diameter larger, sectioned and joined in such a way as to provide good thermal insulation, several such columns are mounted in parallel by means of connecting hoses, the cold water supply is made through the bottom of the installation, and the hot water is obtained at the top, through a discharge hose, provided with a vertical plane loop and a ventilation valve.

Dopul de racord este alcătuit dintr-un dop propriu-zis, care se înșurubează la buteliile din PET și care permite racordarea, pe orizontală, cu ajutorul a două ștuțuri, identice ca formă, care au la capete niște gulere necesare racordării la furtun, iar pe verticală, prin intermediul unui al treilea ștuț, care este prevăzut la capăt cu o porțiune cu filet, pe care se înșurubează o piuliță, cu o șaibă și o garnitură de etanșare, prin care se asigură legătura etanșă cu butelia situată imediat deasupra în coloana interioară de butelii.The plug is made of a plug itself, which is screwed to the PET bottles and allows the connection, horizontally, with the help of two plugs, identical in shape, which have at the end some collars necessary for connection to the hose, and vertically, by means of a third socket, which is provided at the end with a threaded portion, on which a nut is screwed, with a washer and a sealing gasket, which ensures the tight connection with the cylinder immediately above the column inside of bottles.

Avantajele aplicării invenției sunt următoarele:The advantages of applying the invention are the following:

- lipsa componentelor metalice, costisitoare și greu de asamblat;- lack of metal components, expensive and difficult to assemble;

- greutate foarte mică a instalației;- very low weight of the installation;

- se realizează din componente individuale mici, care se asamblează ușor, în diverse mărimi, asamblare care poate fi făcută chiar și de persoane fără calificare;- it is made of small individual components, which are easily assembled, in various sizes, assembly that can be made even by people without qualification;

- cost extrem de redus;- extremely low cost;

- realizarea instalației înseamnă valorificarea de butelii din material plastic (PET), ceea ce contribuie la curățirea mediului.- the installation means the use of plastic bottles (PET), which contributes to the cleaning of the environment.

Se dă, în continuare,un exemplu de realizare a instalației de încălzire a apei la soare, conform invenției, în legătură și cu fig. 1 și 2, care reprezintă:Following is an example of an embodiment of the solar water heater according to the invention, in connection with FIG. 1 and 2, representing:

- fig. 1, vedere din față a instalației;FIG. 1, front view of the installation;

- fig. 2, secțiune prin dopul de racord dintre două butelii din componența instalației din fig. 1.FIG. 2, section through the plug between two cylinders in the composition of the installation in fig. 1.

Instalația de încălzire a apei la soare, conform invenției, este alcătuită dintr-un număr de butelii 1, din PET, vopsite în negru și racordate una sub alta prin niște dopuri de racord 2, confecționate anume pentru această instalație. Pentru realizarea racordului pe verticală între butelii, fiecare butelie 1 are practicat un orificiu la bază, de diametru corespunzător.The solar water heater according to the invention consists of a number of PET bottles 1, painted in black and connected one below the other by means of plugs 2, made specifically for this installation. To make the vertical connection between the cylinders, each cylinder 1 has a hole in the base, of corresponding diameter.

RO 119384 Β1RO 119384 Β1

Peste coloana inițială de butelii 1, vopsite în negru, se montează o altă coloană, tot din butelii 3, de diametru mai mare, transparente, secționate și îmbinate astfel, încât să asigure 50 o cât mai bună izolație termică pentru coloana de butelii din interior, prin micșorarea pierderilor de căldură. îmbinările dintre secțiunile coloanei exterioare se fixează cel mai simplu și rapid cu agrafe de sârmă sau cu picături de adeziv.Above the initial column of cylinders 1, painted in black, another column, also of cylinders 3, of larger diameter, is mounted, transparent, sectioned and joined in such a way as to provide 50 as much thermal insulation for the column of cylinders inside. , by reducing heat losses. the joints between the sections of the outer column are fixed most easily and quickly with wire clips or with adhesive drops.

Aceste coloane, montate una în interiorul celeilalte, se racordează în paralel cu ajutorul unor furtunuri obișnuite, din material plastic, și se așază, cel mai convenabil, pe 55 acoperișurile din plăci ondulate.These columns, mounted one inside the other, are connected in parallel with the usual plastic hoses, and are placed, most conveniently, on 55 corrugated plate roofs.

Pentru a evita deteriorarea instalației datorită vântului, este necesară fixarea de acoperiș a instalației, cu ajutorul unor centuri.To avoid damaging the system due to the wind, it is necessary to fix the roof of the installation with the help of belts.

Apa este adusă în instalație prin niște furtunuri 4, din material plastic, preferabil transparente, pentru a se observa mai ușor prezența apei pe traseul furtunului. 60The water is brought into the installation by means of hoses 4, made of plastic material, preferably transparent, in order to make it easier to observe the presence of water on the route of the hose. 60

Circulația apei în instalație se face de jos în sus, prin alimentare cu apă rece la intrarea de la baza instalației, printr-un robinet de alimentare R. după umplerea completă a instalației, se oprește alimentarea de la bază, iar apa din instalație se încălzește la soare. Pentru colectarea apei calde, este suficient să se deschidă din nou robinetul de alimentare cu apă rece. 65The circulation of water in the system is done from the bottom up, by supplying cold water at the entrance to the base of the installation, through a supply valve R. After the complete filling of the installation, the supply of the base is stopped and the water in the system is heated In the sun. For hot water collection, it is sufficient to open the cold water supply tap again. 65

Deoarece instalația este făcută din butelii din material plastic, care au pereți flexibili, un furtun de refulare 5, al apei calde, trebuie să aibă o buclă în plan vertical, pentru a se asigura în permanență o anumită presiune, (0,1-0,15 bar),în instalație' presiune necesară în butelii pentru a evita aplatisarea acestora sub influența gravitației și a căldurii,îndeosebi buteliile din partea de sus a instalației. Realizarea presiunii este facilitată dacă bucla 70 furtunului de refulare 5 este realizată prin îndoirea furtunului în unghi ascuțit, asemănător literei V, dar cu vârful în sus.Because the installation is made of plastic cylinders, which have flexible walls, a hot water discharge hose 5 must have a vertical loop to ensure a certain pressure at all times (0.1-0 , 15 bar), in the installation 'pressure required in the cylinders to avoid flattening them under the influence of gravity and heat, especially the cylinders at the top of the installation. The pressure is eased if the loop 70 of the discharge hose 5 is made by bending the hose at a sharp angle, similar to the letter V, but with the tip up.

Tot pentru a evita aplatizarea buteliilor, furtunul de refulare trebuie prevăzut cu o supapă de aerisire imediat după vîrful buclei verticale, supapă care asigură intrarea aerului în furtun, la oprirea curgerii apei calde, în lipsa acestei supape; la oprirea alimentării cu apă 75 rece, apa caldă continuă să curgă pe furtunul de refulare, în virtutea inerției și provoacă aplatisarea întregii instalații. Se poate folosi ca o supapă de aerisire 6, un ac de seringă de circa 1mm grosime, înfipt vertical în furtunul de refulare 5.Also, to avoid flattening the cylinders, the discharge hose should be provided with a vent valve immediately after the tip of the vertical loop, a valve that ensures the entry of air into the hose, when the hot water flow stops, in the absence of this valve; When the cold water supply is stopped, the hot water continues to flow through the discharge hose, due to the inertia and causes the entire system to be flattened. It can be used as a ventilation valve 6, a syringe needle about 1 mm thick, vertically inserted into the discharge hose 5.

Dopurile de racord 2 sunt din material plastic rezistent la căldură și sunt formate dintr-un dop propriu-zis a, care se înșurubează la butelii și face corp comun cu trei ștuțuri 80 de racord, două ștuțuri b₃, și b₂, pentru racordul pe orizontală, și un ștuț b₃, pentru racordul pe verticală.Connector plugs 2 are made of heat-resistant plastic material and are formed by a plug itself a, which is screwed to the cylinders and makes a common body with three 80 connector sockets, two b ₃ sockets, and b ₂ , for the fitting on the horizontal, and a socket b ₃ , for the vertical connection.

Dopul propriu-zis a este practic un dop obișnuit pentru butelii din PET și are un orificiu prin care comunică cu cele trei ștuțuri cu care face corp comun. Ștuțurile b, și b₂, de racord pe orizontală, au, la extremități, niște gulere b₁₂, necesare pentru racordarea la 85 furtun. Aceste ștuțuri b, și b₂ sunt folosite efectiv doar la capetele coloanelor; ele asigură racordul pe orizontală, cu ajutorul furtunelor, al mai multor coloane, realizîndu-se astfel o instalație de capacitate mai mare.The plug itself is practically a common plug for PET bottles and has an orifice through which it communicates with the three sockets with which it makes a common body. The bushings b, and b ₂ , of horizontal connection, have, at the ends, collars b ₁₂ , necessary for connection to 85 hose. These bolts b, and b ₂ are actually used only at the ends of the columns; they provide the horizontal connection, with the help of the hoses, of several columns, thus achieving a higher capacity installation.

Ștuțul b₃, de racord pe verticală, asigură legătura etanșă dintre două butelii consecutive din aceeași coloană. Pentru aceasta, este prevăzut la capăt cu o porțiune filetată b₃₃ 90 o piuliță p cu o șaibă s și o garnitură de etanșare g. Piulița p, de asamblare cu racordul filetat, are o dimensiune mai mică decât diametrul gâtului, care să permită introducerea în interior și efectuarea montajului. Deoarece la montarea instalației rămâne un număr de ștuțuri nefolosite, acestea se astupă prin topire la flacără sau cu ajutorul unor dopuri de cauciuc tip capișon.The socket b ₃ , vertically connected, ensures the tight connection between two consecutive cylinders in the same column. For this, it is provided at the end with a threaded portion b ₃₃ 90 a nut p with a washer s and a gasket g. The nut p, for assembly with the threaded connection, is smaller in size than the diameter of the neck, allowing the insertion inside and mounting. Because when installing the installation, there are a number of unused sockets, they stop by flame melting or by means of cap-type rubber plugs.

RO 119384 Β1RO 119384 Β1

Temperatura apei într-o astfel de instalație depinde mult de timpul de expunere a instalației la soare și de orientarea instalației în raport cu soarele; această temperatură poate atinge 55°C, în timpul unei zile călduroase de vară. Dacă se folosește acoperiș din plăci ondulate, vopsite și ele în negru, temperatura apei atinge 60^eC.The temperature of the water in such an installation depends largely on the exposure time of the installation to the sun and the orientation of the installation in relation to the sun; this temperature can reach 55 ° C, during a hot summer day. If the roof is made of corrugated plates, also painted black, the water temperature reaches 60 ^e C.

Claims

1. Solar water heater for domestic use for the preparation of hot water, using PET bottles and hoses, characterized in that the cylinders (1) are mounted in the column by means of connecting plugs (2), after that the column is wrapped in another column formed of other cylinders (3) of PET, of larger diameter, sectioned and joined in such a way as to provide good thermal insulation; several such columns are mounted in parallel by means of connecting hoses (4), the cold water supply is made through the bottom of the installation, and the hot water is obtained at the top of the installation, through a discharge hose ( 5), provided with a loop in a vertical plane and with a ventilation valve (6).

2. A hot water heating installation according to claim 1, characterized in that the connection plug (2) is made up of a plug (a) itself, which is screwed to the bottles (1) of PET and which allows the connection, horizontally, with the help of two sockets (bf and b ₂ ), identical in shape, having at the ends some collars (b ₁₂ ) necessary for connection to the hose, and vertically, by means of a third socket (b ₃ ), which it is provided at the end with a threaded portion (b ₃₃ ), screwing a nut (p), a washer (s) and a sealing gasket (g), which ensures the tight connection with the cylinder immediately above in the inner column of the cylinders.