RU112364U1 - SOLAR COLLECTOR - Google Patents
SOLAR COLLECTOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU112364U1 RU112364U1 RU2011130485/06U RU2011130485U RU112364U1 RU 112364 U1 RU112364 U1 RU 112364U1 RU 2011130485/06 U RU2011130485/06 U RU 2011130485/06U RU 2011130485 U RU2011130485 U RU 2011130485U RU 112364 U1 RU112364 U1 RU 112364U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collector
- heating pipes
- coil
- insulation
- heating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Солнечный коллектор, содержащий корпус с прозрачным остеклением и теплоизоляцией, лучепоглощающий лист и ряд нагревательных труб, соединенных между собой входными и выходными коллекторными трубками для подвода и отвода теплоносителя, и отражающую поверхность внутри корпуса, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена из материала, обладающего коэффициентом теплопроводности не более 0,036 Вт/м2·°С, корпус коллектора выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,15 Вт/м2·°С, нагревательные трубы коллектора выполнены в виде змеевика с радиусом калача, равным от 3 до 10 диаметров нагревательных труб, и расстояние между калачами змеевика равно от 3 до 10 диаметров нагревательных труб, при этом один калач змеевика плавно переходит в другой, а отражающая поверхность нанесена на всю внутреннюю поверхность корпуса устройства и на лицевую сторону утеплителя. A solar collector containing a body with transparent glazing and thermal insulation, a radiation-absorbing sheet and a number of heating pipes interconnected by input and output collector tubes for supplying and removing the coolant, and a reflective surface inside the body, characterized in that the thermal insulation is made of a material with a thermal conductivity coefficient not more than 0.036 W / m2 ° C, the collector body is made of a material with a thermal conductivity coefficient of not more than 0.15 W / m2 ° C, the heating pipes of the collector are made in the form of a coil with a roll radius equal to 3 to 10 diameters of heating pipes, and the distance between the rolls of the coil is from 3 to 10 diameters of the heating pipes, while one roll of the coil smoothly passes into the other, and the reflecting surface is applied to the entire inner surface of the device body and to the front side of the insulation.
Description
Полезная модель относится к солнечной энергетике, в частности, к солнечным коллекторам, и предназначено для теплоснабжения домов, коттеджей, предприятий, зданий сельскохозяйственного и другого назначения, и относится к перспективным направлениям новых технологических решений и приоритетным направлением развития науки и техники РФ.The utility model relates to solar energy, in particular, to solar collectors, and is intended for heat supply of houses, cottages, enterprises, agricultural buildings and other purposes, and relates to promising areas of new technological solutions and a priority area for the development of science and technology of the Russian Federation.
Заявляемая полезная модель относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии новых и возобновляемых источников энергии» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г.Смирнов, Е.В.Скиданова, С.А.Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. -c.43]The inventive utility model relates to the priority area of development of science and technology "Technology of new and renewable energy sources" [Alphabetical subject index to the International Patent Classification by priority areas of development of science and technology / Yu.G. Smirnov, E.V. Skidanova, S. A.Krasnov. - M .: PATENT, 2008.-p. 43]
Известен солнечный коллектор (патент RU 2265162, МПК F24J 2/46, F24J 2/24, опубликован 2005.11.27), имеющий аналогичные составные части, но металлические параллельные трубы имеют прямую форму, также в его конструкции используются элементы оконной системы алюминиевых профилей, совместимые с элементами фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций.A known solar collector (patent RU 2265162, IPC F24J 2/46, F24J 2/24, published 2005.11.27), having similar components, but parallel metal pipes have a straight shape, also uses compatible aluminum profile window system elements in its design with elements of the facade system of profiles of spatial building aluminum structures.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: прозрачное остекление, корпус, теплоизоляция, поглотитель с трубами.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed utility model are: transparent glazing, housing, thermal insulation, absorber with pipes.
Недостатком аналога является сложность конструкции и отсутствие возможности замены отдельных элементов, поскольку лучепоглощающий лист типа «труба в листе» в основном изготавливается в заводских условиях; отсутствие отражающего слоя внутри устройства, а также относительно низкая теплопроизводительность из-за возможных потерь через прозрачное остекление и в отводящем коллекторе. При таком исполнении нагревательных труб в аналоге возможен недостаточный нагрев теплоносителя, поскольку теплоноситель будет находится в нагревательных трубах меньшее время, чем при исполнении их в виде змеевика. При выполнении корпуса из металлического профиля теплопотери будут больше, чем при выполнении корпуса из дерева. В такой ситуации возможно неполное использование потенциала коллектора.The disadvantage of the analogue is the complexity of the design and the lack of the ability to replace individual elements, since the beam-absorbing sheet of the "pipe in sheet" type is mainly manufactured in the factory; the absence of a reflective layer inside the device, as well as the relatively low heat output due to possible losses through transparent glazing and in the outlet manifold. With this design of heating pipes in the analogue, insufficient heating of the coolant is possible, since the coolant will be in the heating pipes for less time than when they are executed in the form of a coil. When the case is made of a metal profile, the heat loss will be greater than when the case is made of wood. In such a situation, incomplete use of the reservoir potential is possible.
Наиболее близкой к заявляемому устройству по совокупности признаков является конструкция солнечного коллектора, указанная в патенте RU 90884 U1, МПК F24J 2/00, опубликованном 2010.01.20.The closest to the claimed device in terms of features is the design of the solar collector specified in patent RU 90884 U1, IPC F24J 2/00, published 2010.01.20.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: корпус с прозрачным остеклением и теплоизоляцией, лучепоглощающий лист и ряд нагревательных труб, соединенных между собой входными и выходными коллекторными трубками для подвода и отвода теплоносителя, и отражающая поверхность внутри корпуса.Signs of the prototype, which coincide with the essential features of the claimed utility model, are: a case with transparent glazing and heat insulation, a ray-absorbing sheet and a series of heating pipes interconnected by input and output collector pipes for supplying and discharging a heat carrier, and a reflecting surface inside the case.
Недостатками аналога являются: прямая форма трубок, что является причиной недостаточного прогрева теплоносителя, небольшое количество выходных патрубков, что ограничивает подключение коллектора лишь одной стороной, а также то, что отражающий слой находится только по боковым сторонам внутри корпуса устройства.The disadvantages of the analogue are: the straight form of the tubes, which causes insufficient heating of the coolant, a small number of outlet pipes, which limits the connection of the collector to only one side, as well as the fact that the reflective layer is located only on the sides of the device.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка простого в изготовлении и удобного в эксплуатации плоского солнечного коллектора с улучшенными теплофикационными свойствами, что позволит эффективно использовать его в условиях с низкими температурами наружного воздуха и большим диапазоном колебаний суточных температур, что характерно для сибирских условий.The objective that the utility model is aimed at is developing a flat solar collector that is easy to manufacture and easy to operate with improved heating properties, which will allow it to be used effectively in conditions with low outdoor temperatures and a large range of daily temperature fluctuations, which is typical for Siberian conditions .
Технический результат полезной модели заключается в повышении теплофикационных свойств коллектора за счет более высокой степени прогрева теплоносителя, а также снижения теплопотерь.The technical result of the utility model is to increase the heating properties of the collector due to a higher degree of heating of the coolant, as well as reducing heat loss.
Технический результат полезной модели достигается тем, что в солнечном коллекторе, содержащем корпус с прозрачным остеклением и теплоизоляцией, поглотитель, выполненный из лучепоглощающего листа и ряда нагревательных труб, соединенных между собой входным и выходным коллекторами для подвода и отвода теплоносителя, и отражающую поверхность внутри корпуса, согласно полезной модели, теплоизоляция выполнена из материала, обладающего коэффициентом теплопроводности не более 0,036 Вт/м2·°С, корпус коллектора выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,15 Вт/м2·°С, а нагревательные трубы коллектора выполнены в виде змеевика с радиусом калача равным от 3 до 10 диаметров нагревательных труб. При этом один калач змеевика плавно переходит в другой, а расстояние между калачами змеевика равно от 3 до 10 диаметров нагревательных труб, отражающая поверхность нанесена на всю внутреннюю поверхность корпуса устройства, а также на лицевую сторону утеплителя.The technical result of the utility model is achieved by the fact that in a solar collector comprising a case with transparent glazing and heat insulation, an absorber made of a radiation-absorbing sheet and a series of heating pipes interconnected by input and output collectors for supplying and discharging a heat carrier, and a reflecting surface inside the case, according to the utility model, the thermal insulation is made of a material having a thermal conductivity of not more than 0.036 W / m 2 · ° C, the collector body is made of material with a coefficient heat conductivity is not more than 0.15 W / m 2 · ° C, and the collector heating pipes are made in the form of a coil with a kalach radius equal to 3 to 10 diameters of the heating pipes. In this case, one kalach of the coil smoothly passes into another, and the distance between the kalach of the coil is from 3 to 10 diameters of the heating pipes, the reflective surface is applied to the entire inner surface of the device casing, as well as to the front side of the insulation.
Выполнение теплоизоляции из материала, обладающего коэффициентом теплопроводности не более 0,036 Вт/м2·°С обеспечивает снижение теплопотерь солнечного коллектора.The implementation of thermal insulation from a material having a thermal conductivity coefficient of not more than 0.036 W / m 2 · ° C reduces the heat loss of the solar collector.
Выполнение корпуса коллектора из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,15 Вт/м2·°С обеспечивает снижение теплопотерь солнечного коллектора, а также облегчает конструкцию коллектора.The implementation of the collector housing from a material with a thermal conductivity of not more than 0.15 W / m 2 · ° C reduces the heat loss of the solar collector, and also facilitates the design of the collector.
Сама форма выполнения нагревательных труб коллектора в виде змеевика обеспечивает достижение технического результата благодаря обеспечению возможности более высокой степени прогрева теплоносителя, однако соблюдение требований к форме выполнения загибов - калачей, а также к расстоянию между ними, вносит также существенный вклад в достижение технического результата. Термин «калач» является общепринятым в соответствие с нормативной документацией [СТО НП «АВОК» 6.3.1-2007. Трубопроводы из медных труб для систем внутреннего водоснабжения и отопления. -с.55].The very form of execution of the heating pipes of the collector in the form of a coil ensures the achievement of a technical result due to the possibility of a higher degree of heating of the coolant, however, compliance with the requirements for the form of execution of bends - streamers, as well as the distance between them, also makes a significant contribution to the achievement of the technical result. The term “kalach” is generally accepted in accordance with the regulatory documentation [STO NP “AVOK” 6.3.1-2007. Pipelines from copper pipes for domestic water supply and heating systems. p.55].
Выполнение нагревательных труб коллектора в виде змеевика с радиусом калача, равным от 3 до 10 диаметров нагревательных труб и выполнение змеевика так, что один калач змеевика плавно переходит в другой, позволяет теплоносителю, проходящему через эти трубы дольше находиться в греющей зоне, а значит - повысить свою температуру.The execution of the heating pipes of the collector in the form of a coil with a kalach radius equal to from 3 to 10 diameters of the heating pipes and the execution of the coil so that one kalach of the coil smoothly passes into another, allows the heat carrier passing through these pipes to stay longer in the heating zone, which means to increase its temperature.
Выполнение змеевика с расстоянием между его калачами, равным от 3 до 10 диаметров нагревательных труб, обеспечивает лучший прогрев теплоносителя, а также обеспечивает большую компактность солнечного коллектора, а следовательно, удобство в эксплуатации.The performance of the coil with a distance between its cams equal to from 3 to 10 diameters of the heating pipes, provides better heating of the coolant, and also provides greater compactness of the solar collector, and therefore, ease of use.
Обшивка всей внутренней поверхности коллектора, а также лицевой стороны утеплителя отражающим слоем позволяет снизить теплопотери и улучшить теплопоглощение труб.Covering the entire inner surface of the collector, as well as the front side of the insulation with a reflective layer, can reduce heat loss and improve heat absorption of pipes.
Отличия от прототипа доказывают «новизну» заявляемой полезной модели.Differences from the prototype prove the "novelty" of the claimed utility model.
Полезная модель поясняется чертежами, где, на фиг.1 представлен вид спереди солнечного коллектора, на фиг.2 - вид слева солнечного коллектора, на фиг.3 - продольный разрез по линии А-А, на фиг.4 - продольный разрез по линии Б-Б, на фиг.5 - элемент змеевика.The utility model is illustrated by drawings, where, in Fig. 1, a front view of the solar collector is shown, in Fig. 2 is a left view of the solar collector, in Fig. 3 is a longitudinal section along line A-A, in Fig. 4 is a longitudinal section along line B -B, figure 5 is an element of the coil.
Элементы заявляемого солнечного коллектора обозначены следующими цифровыми позициями:The elements of the claimed solar collector are indicated by the following digital positions:
1 - прозрачное остекление;1 - transparent glazing;
2 - опорные элементы;2 - supporting elements;
3 - лучепоглощающий лист;3 - ray absorbing sheet;
4 - коллекторные трубки;4 - collector tubes;
5 - нагревательные трубы;5 - heating pipes;
6 - отражающий слой;6 - reflective layer;
7 - теплоизоляция;7 - thermal insulation;
8 - корпус;8 - case;
9 - выходные патрубки.9 - output nozzles.
Солнечный коллектор содержит корпус 8 из древесины, выполненный в виде прямоугольного короба, имеющего размеры L×H×1 и закрытого прозрачным остеклением 1, представляющим собой лучепропускающий слой, служащий прозрачной изоляцией. С обратной стороны корпуса 8 расположена теплоизоляция 7, предназначенная для уменьшения теплопотерь с тыльной стороны коллектора. Внутри корпуса 8 установлен лучепоглощающий лист 3, выполненный из стального листа, покрытого черной эмалью, и ряд нагревательных труб 5 с диаметром d, соединенных между собой коллекторными трубками 4 с присоединенным к ним выходными патрубками 9 для подвода и отвода теплоносителя. Входные патрубки имеют между собой расстояние h. Нагревательные трубки имеют форму змеевика с радиусом калача 3-10d. Расстояние между калачами также составляет 3-10d. Лучепоглощающий лист 3 прижат нагревательными трубами 5. Прозрачное остекление 1 закреплено на опорных элементах 2. Изнутри корпус обшит отражающим слоем 6, как и лицевая сторона теплоизоляции 7.The solar collector includes a housing 8 made of wood, made in the form of a rectangular box having dimensions L × H × 1 and covered with transparent glazing 1, which is a beam transmitting layer that serves as transparent insulation. On the back side of the housing 8 is a thermal insulation 7, designed to reduce heat loss from the back of the collector. Inside the housing 8, a radiation-absorbing sheet 3 is installed, made of a steel sheet coated with black enamel, and a series of heating pipes 5 with a diameter d, interconnected by collector tubes 4 with output pipes 9 connected to them for supplying and discharging the coolant. The inlet nozzles have a distance h between them. The heating tubes are in the form of a coil with a kalach radius of 3-10d. The distance between the cams is also 3-10d. The beam-absorbing sheet 3 is pressed by the heating pipes 5. The transparent glazing 1 is fixed to the supporting elements 2. From the inside, the housing is sheathed with a reflective layer 6, as well as the front side of the insulation 7.
Был создан опытный образец полезной модели. Корпус 8 был выполнен из фанеры, имеющей коэффициент теплопроводности 0,15 Вт/м2·°С. Фанерные листы скреплены стальными уголками. Прозрачное остекление 1 было выполнено из стеклопакета и закреплено опорными элементами 2, представляющими собой деревянные штапики, лучепоглощающий лист 3 представляет собой стальной лист, с нанесенным на него слоем черной эмали, нагревательные трубы 5 с диаметром 10 мм выполнены из меди, радиус калачей составляет 30 мм, расстояние между калачами составляет 60 мм. Коллекторные трубки 4, представляют собой гребенки из латуни, выходные патрубки 9 выполнены из стали, отражающий слой 6 выполнен из фольги, а теплоизоляция 7 сделана из порорпласта с коэффициентом теплопроводности 0,036 Вт/м2·°С. Первые испытания были проведены успешно.A prototype utility model was created. Case 8 was made of plywood having a thermal conductivity of 0.15 W / m 2 · ° C. Plywood sheets fastened with steel corners. Transparent glazing 1 was made of double-glazed window and fixed with supporting elements 2, which are wooden glazing beads, beam-absorbing sheet 3 is a steel sheet with a layer of black enamel applied to it, heating pipes 5 with a diameter of 10 mm are made of copper, the radius of the rolls is 30 mm , the distance between the cocks is 60 mm. The collector tubes 4 are brass combs, the outlet pipes 9 are made of steel, the reflective layer 6 is made of foil, and the thermal insulation 7 is made of porosity with a thermal conductivity of 0.036 W / m 2 · ° C. The first tests were successful.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство может быть установлено как на земле, так и на различных частях жилых домов, общественных зданий и промышленных сооружений, а также быть интегрировано в строительную конструкцию для снижения теплопотерь и теплотехнических требований к сооружениям ограждающих конструкций.The device can be installed both on the ground and on various parts of residential buildings, public buildings and industrial structures, as well as be integrated into the building structure to reduce heat loss and heat engineering requirements for building envelope structures.
Световые солнечные лучи (коротковолновое излучение), попадая на поверхность коллектора, проходят через прозрачное остекление 1, и, падая на лучепоглощающий лист 3, а затем и на лежащие под ним нагревательные трубы 5, трансформируются в длинноволновое тепловое излучение, которое поглощается теплоносителем, проходящим по нагревательным трубам 5. Теплоноситель, нагреваясь, циркулирует под действием динамического давления или при помощи насоса (на чертеже не показан).Light rays of the sun (short-wave radiation), falling on the collector surface, pass through transparent glazing 1, and, falling on the ray-absorbing sheet 3, and then on the heating pipes 5 lying under it, are transformed into long-wave heat radiation, which is absorbed by the heat carrier passing through heating pipes 5. The heat carrier, heating, circulates under the influence of dynamic pressure or using a pump (not shown in the drawing).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011130485/06U RU112364U1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | SOLAR COLLECTOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011130485/06U RU112364U1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | SOLAR COLLECTOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU112364U1 true RU112364U1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011130485/06U RU112364U1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | SOLAR COLLECTOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU112364U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675640C1 (en) * | 2017-10-25 | 2018-12-21 | Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани | Combined solar collector installation |
| RU207067U1 (en) * | 2021-06-07 | 2021-10-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) | solar collector |
-
2011
- 2011-07-21 RU RU2011130485/06U patent/RU112364U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675640C1 (en) * | 2017-10-25 | 2018-12-21 | Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани | Combined solar collector installation |
| RU207067U1 (en) * | 2021-06-07 | 2021-10-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) | solar collector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pranesh et al. | A 50 year review of basic and applied research in compound parabolic concentrating solar thermal collector for domestic and industrial applications | |
| Saxena et al. | A thermodynamic review of solar air heaters | |
| Hasan et al. | Photovoltaic thermal module concepts and their performance analysis: a review | |
| Tiwari et al. | Improved Hottel-Whillier-Bliss equation for N-photovoltaic thermal-compound parabolic concentrator (N-PVT-CPC) collector | |
| Devanarayanan et al. | Integrated collector storage solar water heater with compound parabolic concentrator–development and progress | |
| Nkwetta et al. | Optical evaluation and analysis of an internal low-concentrated evacuated tube heat pipe solar collector for powering solar air-conditioning systems | |
| Gao et al. | The performance analysis of a novel photocatalytic-thermal-catalytic-photovoltaic-Trombe wall system integrated with compound parabolic concentrator | |
| Kumar et al. | A review of performance improvements in design features of liquid flat-plate solar collector | |
| RU112364U1 (en) | SOLAR COLLECTOR | |
| Arif et al. | Experimental Study of an SWH System with V-Shaped Plate. | |
| Yang et al. | Simulation analysis of household solar assistant radiant floor heating system in cold area | |
| Senthilkumar et al. | Design and development of a three dimensional compound parabolic concentrator and study of optical and thermal performance | |
| Yang et al. | Optical and thermal performance analysis of a compact solar collector with heat-pipe evacuated tube | |
| Abubakar et al. | Performance evaluation of flat plate solar collector (Model Te39) In Bauchi | |
| CN104676909B (en) | Non-tracking double-collector tube multi-curved surface parabolic trough solar air collector | |
| Patil et al. | Design considerations for flat plate solar water heater system | |
| RU128920U1 (en) | SOLAR COLLECTOR | |
| RU153795U1 (en) | SOLAR COLLECTOR | |
| RU90884U1 (en) | SOLAR COLLECTOR | |
| RU134300U1 (en) | VACUUM TUBE OF THE SOLAR COLLECTOR | |
| Anderson | Investigation of thermal aspects of building integrated photovoltaic/thermal solar collectors | |
| Cherian et al. | Performance enhancement of solar water heater using compound parabolic reflector and numerical simulation of thermal losses | |
| Riaz et al. | Numerical and experimental investigations of an involute shaped solar compound parabolic collector with variable concentration ratio | |
| Mustapha et al. | Analysis of the energetic feasibility of parabolic trough collectors integrated in solar towers in Adrar area | |
| RU126435U1 (en) | SUNNY WINDOW COLLECTOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160722 |