RU165753U1

RU165753U1 - HEAT BATTERY

Info

Publication number: RU165753U1
Application number: RU2016115429/06U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Матющенко; Артем Александрович Мосиец; Игорь Леонидович Рыжаков; Виктор Николаевич Стефанов
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Полезная модель относится к гелиотехнике. Аккумулятор тепла содержит заполненный рабочей жидкостью бак с приспособлениями для подвода и отвода рабочей жидкости. На верхнюю и боковую поверхности бака нанесено лучепоглощающее покрытие. Верхняя и боковая поверхность бака закрыты, по крайней мере, одним слоем прозрачной для солнечных лучей изоляции, закрывающей с воздушным зазором обращенную к ней и поглощающую энергию солнечных лучей. Бак может быть снабжен теплоизолирующим основанием со лучеотражающим покрытием, прилегающим к его боковой поверхности. Обеспечивается упрощение конструкции и более длительное сохранение тепла рабочей жидкости. 1 с. и 1 з.п. формулы, 2 ил. The utility model relates to solar technology. The heat accumulator contains a tank filled with a working fluid with devices for supplying and discharging a working fluid. A beam-absorbing coating is applied to the upper and side surfaces of the tank. The upper and lateral surface of the tank is covered by at least one layer of insulation that is transparent to sunlight, covering with an air gap facing it and absorbing the energy of sunlight. The tank may be equipped with a heat insulating base with a reflective coating adjacent to its side surface. EFFECT: simplified design and longer retention of heat of the working fluid. 1 sec and 1 z.p. formulas, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к гелиотехнике, в частности к устройствам, использующим солнечную энергию для народнохозяйственных нужд.The utility model relates to solar engineering, in particular to devices using solar energy for national economic needs.

Известен "Солнечный нагреватель жидкости", содержащий теплоизолированный кожух с одним или несколькими слоями прозрачной изоляции, в котором одна или обе поверхности по крайней мере одного слоя изоляции покрыты теплоотражающей и малоизлучающей пленкой прозрачной для лучей солнечного спектра (авторское свидетельство СССР №282819, МПК F24J 3/02, опубликовано 28.09.1970, бюллетень №30).The well-known "Solar fluid heater" containing a thermally insulated casing with one or more layers of transparent insulation, in which one or both surfaces of at least one layer of insulation are covered with a heat-reflecting and low-emitting film transparent to the rays of the solar spectrum (USSR author's certificate No. 282819, IPC F24J 3 / 02, published 09/28/1970, Bulletin No. 30).

Недостатками этого солнечного нагревателя жидкости являются:The disadvantages of this solar fluid heater are:

- сложность конструкции из-за необходимости нанесения теплоотражающей и малоизлучающей пленки на поверхности изоляции;- the complexity of the design due to the need for applying heat-reflecting and low-emitting film on the insulation surface;

- малая площадь нагрева, так как для нагрева не используется боковая поверхность;- small heating area, since the side surface is not used for heating;

- снижение эффективности преобразования энергии солнечного излучения в тепловую энергию нагрева жидкости в тех случаях, когда уровень заполняемой бак жидкости снижается, и она перестает контактировать с тепловоспринимающей поверхностью нагревателя.- a decrease in the efficiency of converting the energy of solar radiation into thermal energy of heating the liquid in those cases when the level of the liquid tank to be filled decreases and it ceases to contact the heat-absorbing surface of the heater.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является "Солнечный нагреватель жидкости", содержащий заполненный жидкостью бак с входящими и выходящими патрубками. Бак закрыт со стороны солнечных лучей, по меньшей мере, одним слоем прозрачной для лучей изоляции, расположенной с воздушным зазором относительно обращенной к ней и поглощающей энергию солнечных лучей поверхности крышки бака. Крышка изготовлена в виде противня, плавающего в баке. Крышка выполнена из теплопроводного материала, а ее внутренняя поверхность, обращенная к солнечным лучам, покрыта лучепоглощающим материалом (патент РФ №2108520, МПК6 F24J 2/04, опубликован 10.04.1998).The closest technical solution, selected as a prototype, is a "Solar fluid heater" containing a liquid-filled tank with inlet and outlet pipes. The tank is closed from the side of the sun with at least one layer of transparent insulation for the rays, located with an air gap relative to it and absorbing the energy of sunlight from the surface of the tank lid. The lid is made in the form of a baking sheet floating in a tank. The cover is made of heat-conducting material, and its inner surface facing the sun's rays is covered with a radiation-absorbing material (RF patent No. 2108520, IPC6 F24J 2/04, published on 04/10/1998).

Недостатками данного солнечного нагревателя жидкости являются:The disadvantages of this solar fluid heater are:

- сложность конструкции из-за выполнения крышки в виде противня, плавающего в баке;- the complexity of the design due to the implementation of the cover in the form of a baking sheet floating in the tank;

- малая площадь нагрева, так как для нагрева не используется боковая поверхность бака.- small heating area, since the side surface of the tank is not used for heating.

Задачей, решаемой с помощью аккумулятора тепла, является расширение функциональных возможностей, повышение эффективности и упрощение конструкции.The task to be solved with the help of a heat accumulator is to expand the functionality, increase efficiency and simplify the design.

Технический результат:Technical result:

- возможность хранения нагретой жидкости длительное время (после захода солнца);- the ability to store heated liquid for a long time (after sunset);

- повышение эффективности нагрева жидкости;- increasing the efficiency of heating the liquid;

- упрощение конструкции.- simplification of the design.

Указанный технический результат достигается тем, что в аккумуляторе тепла, содержащем заполненный рабочей жидкостью бак с приспособлениями для подвода и отвода рабочей жидкости, по меньшей мере, один слой прозрачной для солнечных лучей изоляции, закрывающей с воздушным зазором обращенную к ней и поглощающую энергию солнечных лучей верхнюю поверхность бака, снабженную лучепоглощающим покрытием, в отличие от прототипа на наружную боковую поверхность бака нанесено лучепоглощаюшее покрытие и, по меньшей мере, один слой прозрачной для лучей изоляции с воздушным зазором дополнительно закрывает обращенную к ней и поглощающую энергию солнечных лучей боковую поверхность бака.The specified technical result is achieved by the fact that in the heat accumulator containing the tank filled with working fluid with devices for supplying and discharging the working fluid, at least one layer of insulation that is transparent to the sun's rays, covering with the air gap the upper facing it and absorbing the energy of the sun's rays a tank surface provided with a radiation-absorbing coating, in contrast to the prototype, a radiation-absorbing coating and at least one layer transparent to the beam are applied to the outer side surface of the tank minutes with air gap insulation further closes facing thereto, and absorbing energy of sunlight side surface of the tank.

Бак может быть снабжен теплоизолирующим основанием с лучепоглощающим покрытием, прилегающим к боковой поверхности бака.The tank may be provided with a heat insulating base with a radiation absorbing coating adjacent to the side surface of the tank.

Нанесение на наружную боковую поверхность бака лучепоглощающего покрытия, снабжение, по меньшей мере, одним слоем прозрачной для лучей изоляции с воздушным зазором, дополнительно закрывающим обращенную к ней и поглощающую энергию солнечных лучей боковую поверхность бака позволяет повысить эффективность нагрева (за счет подключения к работе наружной боковой поверхности), расширить функциональные возможности, то есть возможность хранения нагретой жидкости длительное время (после захода солнца) за счет наличия воздушного зазора между баком и прозрачными для солнечных лучей слоями изоляции.The application of a radiation-absorbing coating on the outer side surface of the tank, supplying with at least one layer of insulation transparent to the rays with an air gap additionally covering the side surface of the tank facing it and absorbing the energy of the sun, increases the heating efficiency (by connecting the external side surface), expand the functionality, that is, the ability to store heated liquid for a long time (after sunset) due to the presence of an air gap between In such a way and insulation layers, transparent to sunshine.

Отсутствие плавающих элементов (противня, поплавков) значительно упрощает конструкцию.The absence of floating elements (baking sheets, floats) greatly simplifies the design.

В случае снабжения бака теплоизолирующим основанием с лучеотражающим покрытием, прилегающим к боковой поверхности бака, повышается его эффективность за счет дополнительного нагрева и сохранения тепла более длительное время.In case of supplying the tank with a heat-insulating base with a reflective coating adjacent to the side surface of the tank, its efficiency is increased due to additional heating and heat preservation for a longer time.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид аккумулятора тепла.In FIG. 1 shows a general view of a heat accumulator.

На фиг. 2 представлен вариант исполнения аккумулятор тепла с теплоизолирующим основанием.In FIG. 2 shows an embodiment of a heat accumulator with a heat insulating base.

Аккумулятор тепла содержит бак 1, заполненный рабочей жидкостью 2, в котором предусмотрены приспособления для подвода 3 и отвода 4 рабочей жидкости. На наружную поверхность бака 1 (верхнюю и боковую поверхности) нанесено лучепоглощающее покрытие 5 (в данном примере черная краска). Бак 1 размещается под колпаком 6, выполненным из прозрачного для солнечных лучей 7 слоя изоляции (в данном примере из одного слоя поликарбоната), который закрывает верхнюю и боковую поверхности бака. Между баком 1 и колпаком 6 образован воздушный зазор 8. Бак 1 и колпак 6 размещены на основании 9.The heat accumulator comprises a tank 1 filled with a working fluid 2, in which devices are provided for supplying 3 and for discharging 4 of the working fluid. On the outer surface of the tank 1 (upper and side surfaces), a radiation-absorbing coating 5 (in this example, black ink) is applied. The tank 1 is placed under the cap 6, made of an insulation layer transparent to sunlight 7 (in this example, from one layer of polycarbonate), which covers the upper and side surfaces of the tank. Between the tank 1 and the cap 6 is formed an air gap 8. The tank 1 and the cap 6 are placed on the base 9.

В случае установки бака 1 и колпака 6 на теплоизолирующем основании 9 (основание 9 снабжено теплоизолирующим покрытием 10), на поверхность которого вне бака 1 нанесено лучеотражающее покрытие 11 (в данном примере лист из нержавеющей стали с полированной поверхностью).In the case of installing the tank 1 and the cap 6 on the heat-insulating base 9 (the base 9 is provided with a heat-insulating coating 10), on the surface of which outside the tank 1 a reflective coating 11 is applied (in this example, a stainless steel sheet with a polished surface).

Функционирование аккумулятора осуществляется следующим образом. Бак 1 заполняется рабочей жидкостью 2 через приспособление 3 для подвода жидкости. Уровень рабочей жидкости в баке может быть любой. Солнечные лучи 7 проходят через колпак 6, выполненный из, по крайней мере, одного слоя прозрачной для них материала изоляции, и поступают через воздушный диатермичный зазор 8 на наружную поверхность бака 1 (верхнюю и боковую поверхности), на которую нанесено лучепоглощающее покрытие 5. За счет солнечного нагрева наружной поверхности бака 1, теплопроводности стенок бака и кондуктивно-конвективной передачи тепла от стенок бака 1 жидкости 2 происходит преобразование энергии солнечного излучения в тепловую энергию и нагрев рабочей жидкости. За счет использования в работе наружной боковой поверхности бака 1 и колпака 6 нагрев рабочей жидкости 2 будет происходить независимо от положения солнца. Наличие воздушных зазоров 8, образованных баком 1 и колпаком 6, обладающих высоким тепловым сопротивлением из-за малого коэффициента теплопроводности воздуха, позволяет хранить нагретую рабочую жидкость 2 в баке 1 длительное время (по аналогии с термосом). При необходимости использования рабочей жидкости 2 по назначению (например, для душевых кабин, для обогрева помещений и т.п.) ее можно отобрать через приспособление для отвода 4.The functioning of the battery is as follows. The tank 1 is filled with a working fluid 2 through a device 3 for supplying fluid. The fluid level in the tank can be any. The sun's rays 7 pass through a cap 6 made of at least one layer of insulation material transparent to them, and enter through an air diathermic gap 8 onto the outer surface of the tank 1 (upper and side surfaces), onto which the radiation-absorbing coating 5. is applied. due to solar heating of the outer surface of the tank 1, thermal conductivity of the walls of the tank and conductive-convective heat transfer from the walls of the tank 1 of the liquid 2, the energy of solar radiation is converted into thermal energy and heating of the working fluid. Due to the use of the outer side surface of the tank 1 and the cap 6, the heating of the working fluid 2 will occur regardless of the position of the sun. The presence of air gaps 8 formed by the tank 1 and the cap 6, having high thermal resistance due to the low coefficient of thermal conductivity of the air, allows you to store the heated working fluid 2 in the tank 1 for a long time (by analogy with a thermos). If it is necessary to use the working fluid 2 for its intended purpose (for example, for shower cabins, for heating rooms, etc.), it can be taken out through the drainage device 4.

В случае установки бака 1 на теплоизолирующее основание 9 с лучеотражающим покрытием 11 солнечные лучи 7, отраженные от лучеотражающего покрытия 11, способствуют увеличению нагрева рабочей жидкости 2, а термоизолирующее основание 9 способствует замедлению охлаждения рабочей жидкости, что, в конечном счете, увеличивает эффективность аккумулятора тепла.In the case of installing the tank 1 on a heat-insulating base 9 with a reflective coating 11, the sun's rays 7 reflected from the reflective coating 11 increase the heating of the working fluid 2, and the heat-insulating base 9 slows down the cooling of the working fluid, which ultimately increases the efficiency of the heat accumulator .

Использование предложенного аккумулятора тепла позволяет:Using the proposed heat accumulator allows you to:

- обеспечить расширение его функциональных возможностей;- ensure the expansion of its functionality;

- упростить конструкцию, а, следовательно, и его стоимость изготовления;- to simplify the design, and, consequently, its manufacturing cost;

- возможность хранения нагретой жидкости длительное время, в том числе и после захода солнца.- the ability to store heated liquid for a long time, including after sunset.

Claims

1. A heat accumulator containing a tank filled with a working fluid with devices for supplying and discharging a working fluid, at least one layer of insulation transparent for rays, covering the upper surface of the tank with an air gap facing it and absorbing solar energy, equipped with a radiation-absorbing coating, characterized in that a beam absorbing coating is applied to the outer side surface of the tank, at least one layer of transparent insulation for the rays with an air gap further closes the facing to it and the side surface of the tank that absorbs the energy of sunlight.

2. The heat accumulator according to claim 1, characterized in that the tank is equipped with a heat-insulating base with a reflective coating adjacent to the side surface of the tank.