RU134300U1

RU134300U1 - Вакуумная труба солнечного коллектора

Info

Publication number: RU134300U1
Application number: RU2012135625/06U
Authority: RU
Inventors: Станислав Леонидович Гефтлер
Original assignee: Станислав Леонидович Гефтлер
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-11-10

Abstract

1. Вакуумная труба солнечного коллектора, выполненная из двух трубок, одна из них, внутренняя, вставлена во внешнюю с большим диаметром, отличающаяся тем, что вакуумная труба снабжена отражающим элементом, регулирующим ее тепловую мощность и выполненным в виде пластины из непрозрачного теплостойкого и стойкого к ультрафиолету материала, установленной на наружной поверхности одной из сторон внешней трубки вакуумной трубы параллельно ее оси и с возможностью поворота вокруг нее, или отражающим элементом вакуумной трубы, выполненным в виде полосы, нанесенной на внутреннюю поверхность внешней трубки, или отражающим элементом вакуумной трубы, выполненным в виде полосы, нанесенной на наружную поверхность внутренней трубки.2. Вакуумная труба солнечного коллектора по п.1, отличающаяся тем, что вакуумная труба установлена с возможностью поворота вокруг своей оси.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и гелиотехнике. В частности - используется как элемент солнечной энергетической установки, преобразующей энергию излучения солнца в тепловую энергию для горячего водоснабжения, отопления и кондиционирования воздуха в зданиях и сооружениях.

Известен солнечный коллектор, содержащий тепловую вакуумную трубу с тепловым стержнем «Heat Pipe». Внутри прозрачной вакуумной трубы установлена плоская поглощающая пластина с алюминиевыми ребрами, соединенная с тепловым стержнем. Форма ребер такова, что площадь их контакта с тепловым стержнем максимальна. Такая конструкция обеспечивает максимальную передачу тепла к медному тепловому стержню, а потом воде теплопровода. При нагревании жидкости образовавшийся пар поднимается к наконечнику (конденсатору) теплового стержня, где тепло отдается воде или антифризу, которая течет по теплообменному каналу корпуса коллектора. Отдав тепло, пар конденсируется и стекает обратно вниз по тепловому стержню, где процесс повторяется сначала.

Недостаток конструкции приведенного солнечного коллектора заключается в том, что поглощающая пластина не поворачивается вокруг своей оси, т.е. поверхность пластины всегда направлена в одну сторону и не позволяет ориентировать ее под оптимальным углом к лучам солнца; вследствие неплотного прилегания пластины к поверхности теплового стержня возможны тепловые потери. Технология нанесения селективного слоя на поверхность тепловой трубы сложная и дорогостоящая.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, принятый за прототип (htth://www/greensolar.ru/solarheater/2009-10-22-21-31-04/htmk) солнечный коллектор с вакуумными трубами, которые состоят из двух трубок, одна трубка вставлена в другую с большим диаметром. Внешняя трубка выполнена из прозрачного сверхпрочного боросиликатного стекла. Внутренняя трубка также изготовлена из прозрачного боросиликатного стекла, покрытая специальным селективным покрытием, которое обеспечивает поглощение тепла с минимальным отражением. Во избежание теплопотерь из пространства между двумя трубами выкачен воздух и образован вакуум. Вакуумные трубы круглые, как следствие, количество солнечного излучения, которое попадает на трубки, остается постоянным с утра до вечера. Благодаря этому общее количество поглощенного солнечного излучения увеличивается. Более того, угол падения солнечных лучей всегда перпендикулярен поверхности трубы, и отражение, таким образом, уменьшается.

В связи с тем, что солнечный нагреватель, включающий солнечный коллектор с вакуумными трубами невозможно выключить в периоды максимального солнечного облучения и малого водоразбора температура (температура застоя) в нем может достигать 300 C°.

В связи с этим в качестве трубной обвязки водонагревателей нельзя использовать пластиковые (полимерные трубы) и стальные трубы с цинковым покрытием. Следует применять трубопроводы из меди или нержавеющей стали, а это приводит к увеличению материалоемкости и веса конструкции, а также к значительному удорожанию конструкции.

Также необходимо предусмотреть теплоизоляцию первого (горячего) контура трубной обвязки водонагревателей для предупреждения ожогов и возгораний, причем материал теплоизоляции и крепежа должен соответствовать указанным температурным режимам.

Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемой полезной моделью заключается в регулировки тепловой мощности вакуумных труб солнечного коллектора.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой полезной модели это снижение материалоемкости и веса конструкции, а также снижение себестоимости изготовления вакуумной трубы солнечного коллектора.

Поставленная задача решается тем, что вакуумная труба солнечного коллектора, выполненная из двух трубок, одна из них внутренняя вставлена в другую, внешнюю большего диаметра согласно полезной модели снабжена отражающим элементом, регулирующим ее тепловую мощность, выполненным из непрозрачного теплостойкого и стойкого к ультрафиолету материала в виде пластины, установленной на наружной поверхности одной из сторон внешней трубки вакуумной трубы параллельно ее оси и с возможностью поворота вокруг нее.

Как варианты исполнения:

Отражающий элемент вакуумной трубы, регулирующий ее тепловую мощность выполнен в виде полосы, нанесенной на внутреннюю поверхность внешней трубки вакуумной трубы. Отражающий элемент вакуумной трубы, регулирующий ее тепловую мощность выполнен в виде полосы, нанесенной на наружную поверхность внутренней трубки вакуумной трубы. При этом вакуумная труба, установлена с возможностью поворота вокруг своей оси.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, показанным на фиг.1.

Основным компонентом солнечных коллекторов с вакуумными трубками являются стеклянные вакуумные трубы 1. Каждая вакуумная труба 1 состоит из двух стеклянных трубок 2 и 3. Внешняя трубка 2 изготовлена из прозрачного сверхпрочного боросиликатного стекла. Внутренняя трубка 3 тоже изготовлена из прозрачного боросиликатного стекла, покрытого специальным селективным покрытием, которое обеспечивает поглощение тепла с минимальным отражением. Во избежание кондуктивных и конвективных теплопотерь из пространства между двумя трубками 2 и 3 выкачан воздух и создан вакуум. Для поддержания вакуума между двумя трубками 2 и 3 используется бариевой газопоглотитель. Вакуумная труба 1 снабжена отражающим элементом 4, регулирующим ее тепловую мощность. Отражающий элемент 4 выполнен в виде пластины 5, которая установлена на наружной поверхности одной из сторон внешней трубки 2 вакуумной трубы 1 параллельно ее оси и с возможностью поворота вокруг оси. Как варианты - отражающий элемент 4 может наносится в виде полосы 6 на внутреннюю поверхность внешней трубки 2, и также в виде полосы 7 на наружную поверхность внутренней трубки 3. Вакуумные трубы 1 устанавливаются с возможностью поворота.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Поток солнечного излучения падает на поверхности вакуумных труб 1. Внутренняя трубка 3 покрыта специальным селективным слоем, который хорошо абсорбирует солнечную энергию и препятствует потерям тепла. Происходит прямая теплопередача солнечной энергии воде без участия других устройств.

В периоды максимального солнечного облучения или малого водозабора температура в солнечном коллекторе может достигать 300 C°, в этих случаях используют отражающий элемент 4. Ориентируют поверхность отражающей пластины 5 путем ее поворота относительно оси вакуумной трубы 1 для уменьшения теплоотдачи. Если используются варианты, где отражающий элемент нанесен на внутреннюю поверхность внешней трубки 2 или на наружную поверхность внутренней трубки 3, то в этих случаях ориентируют поверхности отражающих полос 6, 7 путем поворота самой вакуумной трубы 1.

Claims

1. Вакуумная труба солнечного коллектора, выполненная из двух трубок, одна из них, внутренняя, вставлена во внешнюю с большим диаметром, отличающаяся тем, что вакуумная труба снабжена отражающим элементом, регулирующим ее тепловую мощность и выполненным в виде пластины из непрозрачного теплостойкого и стойкого к ультрафиолету материала, установленной на наружной поверхности одной из сторон внешней трубки вакуумной трубы параллельно ее оси и с возможностью поворота вокруг нее, или отражающим элементом вакуумной трубы, выполненным в виде полосы, нанесенной на внутреннюю поверхность внешней трубки, или отражающим элементом вакуумной трубы, выполненным в виде полосы, нанесенной на наружную поверхность внутренней трубки.

2. Вакуумная труба солнечного коллектора по п.1, отличающаяся тем, что вакуумная труба установлена с возможностью поворота вокруг своей оси.