RU2042088C1

RU2042088C1 - Solar-energy collector

Info

Publication number: RU2042088C1
Application number: SU925062012A
Authority: RU
Inventors: Борис Иванович Казанджан; Александр Абрамович Вертман
Original assignee: Борис Иванович Казанджан; Александр Абрамович Вертман
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: solar-energy engineering. SUBSTANCE: mounted in collector chamber between plates fastened over perimeter are flow-through pipe lines in direction from inlet branch pipe to outlet branch pipe in spaced relation to them. One clearance is used as distributing passage and other clearance is used as collecting passage. Pipe lines are secured to plates at points of their contact. Heat-transfer agent flows both through and in between the pipes. Practically heat-transfer agent flows over entire surface between plates. EFFECT: simplified construction and enhanced thermal and heat characteristics owing to extended surface of heat exchange. 3 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в различных гелиосистемах для нагрева воды. The invention relates to solar engineering and can be used in various solar systems for heating water.

Известен коллектор солнечной энергии, содержащий две пластины из листового материала, скрепленные между собой по периметру и образующие проточные каналы, сообщенные со сборными тpубопроводами, подключенными к патрубкам для входа и выхода теплоносителя [1]
В данном коллекторе участки между каналами не омываются теплоносителем и имеют наиболее высокую температуру, что приводит к теплопотерям. При этом теплопотери тем больше, чем меньше теплопроводность материала пластин и чем больше промежутки между каналами. В этой связи данный коллектор, выполненный, например, из нержавеющей стали или полимеров, является неэффективным. Для указанных материалов целесообразно использовать конструкцию, в которой вся поверхность между пластинами омывалась бы теплоносителем.A known solar energy collector containing two plates of sheet material, fastened together along the perimeter and forming flow channels, connected with prefabricated pipelines connected to the pipes for entering and leaving the coolant [1]
In this collector, the sections between the channels are not washed by the coolant and have the highest temperature, which leads to heat loss. In this case, heat loss is greater, the lower the thermal conductivity of the plate material and the greater the gaps between the channels. In this regard, this collector, made, for example, of stainless steel or polymers, is ineffective. For these materials, it is advisable to use a design in which the entire surface between the plates would be washed by the coolant.

Наиболее близким к заявленному по совокупности признаков является коллектор солнечной энергии, содержащий две пластины из листового материала, скрепленного между собой по периметру с образованием полости для теплоносителя, подключенной к входному и выходному патрубкам, и расположенные в полости в направлении от входного к выходному патрубкам с зазорами относительно последних проставки [2]
В известном коллекторе проставки выполнены в виде ребер. Ребра могут быть выполнены либо методом экструзии, либо с помощью сварки или пайки. Однако для конструкций, изготовленных из материалов, обладающих недостаточной пластичностью, технология, связанная с методом экструзии, достаточно сложная. Использование метода сварки (пайка) также связано с ухудшением либо теплотехнических, либо технологических характеристик. Так, если к пластинам приваривать толстые ребра, то в полости создаются участки, неомываемые теплоносителем, с повышенными теплопотерями. Кроме того, такая конструкция имеет большие весовые характеристики. При сварке тонких ребер возникают технологические трудности при изготовлении.Closest to the claimed combination of features is a solar energy collector containing two plates of sheet material bonded together around the perimeter to form a cavity for the coolant connected to the inlet and outlet nozzles, and located in the cavity in the direction from the inlet to the outlet nozzles with gaps regarding the last spacers [2]
In the known collector spacers are made in the form of ribs. The ribs can be made either by extrusion, or by welding or soldering. However, for structures made of materials with insufficient ductility, the technology associated with the extrusion method is quite complicated. The use of the welding method (soldering) is also associated with a deterioration in either the heat engineering or technological characteristics. So, if thick ribs are welded to the plates, then sections are created in the cavity that are not washed by the coolant, with increased heat loss. In addition, this design has a large weight characteristics. When welding thin ribs, technological difficulties arise in the manufacture.

Задачей изобретения является создание надежной, простой в изготовлении и имеющей высокие теплотехнические характеристики конструкции. The objective of the invention is to create a reliable, easy to manufacture and having high thermal characteristics of the structure.

Указанная задача решается тем, что вместо ребер проставки выполнены в виде проточных трубопроводов, прикрепленных к пластинам в местах их контакта. This problem is solved in that instead of the ribs, the spacers are made in the form of flow pipelines attached to the plates at their contact points.

На фиг. 1(а,б,в) показан коллектор солнечной энергии (корпус с тепловой изоляцией и прозрачным ограждением не показан); на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 показано приспособление для изготовления коллектора. In FIG. 1 (a, b, c) shows a solar energy collector (a case with thermal insulation and a transparent guard is not shown); in Fig.2 a section aa in Fig. 1; figure 3 shows the device for the manufacture of the collector.

Коллектор солнечной энергии содержит две пластины 1, 2 из листового материала, скрепленные между собой по периметру с образованием полости 3 для теплоносителя, подключенной к входному и выходному патрубкам 4, 5, и расположенные в полости 3 в направлении от входного к выходному патрубкам 4, 5 с зазорами 6, 7 относительно последних проставки, выполненные в виде проточных трубопроводов 8, прикрепленных к пластинам 1, 2 в местах их контакта. При изготовлении коллектора используется оправка 9. The solar energy collector contains two plates 1, 2 of sheet material, fastened together along the perimeter with the formation of a cavity 3 for the coolant connected to the inlet and outlet pipes 4, 5, and located in the cavity 3 in the direction from the input to output pipes 4, 5 with gaps 6, 7 relative to the last spacers, made in the form of flow pipelines 8 attached to the plates 1, 2 at their contact points. In the manufacture of the collector, mandrel 9 is used.

Коллектор солнечной энергии изготовляют следующим образом. The solar energy collector is manufactured as follows.

Трубопроводы 8 вставляют в оправку 9, выполненную в виде гребенки (фиг. 3), толщина которой меньше диаметра трубопроводов. Гребенка фиксирует пакет трубопроводов в пространстве между пластинами 1, 2 из листового материала. Далее производят соединение (сварка, пайка клеевого соединения) трубопроводов 8 с пластинами 1, 2, после чего оправку 9 удаляют и соединяют пластины 1, 2 по периметру, оставляя отверстия для подключения патрубков 4, 5. Pipelines 8 are inserted into a mandrel 9 made in the form of a comb (Fig. 3), the thickness of which is less than the diameter of the pipelines. The comb fixes the package of pipelines in the space between the plates 1, 2 of sheet material. Next, the connection (welding, soldering of the adhesive joint) of the pipelines 8 with the plates 1, 2 is made, after which the mandrel 9 is removed and the plates 1, 2 are connected around the perimeter, leaving holes for connecting the pipes 4, 5.

Работает коллектор солнечной энергии следующим образом. The solar energy collector operates as follows.

Теплоноситель через входной патрубок 4 поступает в зазор 6, служащий распределительным каналом, и проходит в полость между пластинами как через трубопроводы 8, так и между ними. Из зазора 7, служащего сборным каналом, нагретый теплоноситель через выходной патрубок 5 поступает к потребителю. Нагрев теплоносителя осуществляется за счет тепла солнечного излучения. Солнечные лучи проникают в корпус коллектора через прозрачную изоляцию (на чертежах не показано) и поглощаются поверхностью пластины 1, покрытой светопоглощающим материалом. Нагрев теплоносителя происходит достаточно эффективно благодаря развитой теплообменной поверхности проставок, выполненных в виде трубопроводов, и благодаря отсутствию в полости 3 между пластинами 1, 2 участков, не омываемых теплоносителем. The coolant through the inlet pipe 4 enters the gap 6, which serves as a distribution channel, and passes into the cavity between the plates both through pipelines 8 and between them. From the gap 7, which serves as a collection channel, the heated coolant through the outlet pipe 5 is supplied to the consumer. The heat carrier is heated due to the heat of solar radiation. The sun's rays penetrate into the collector body through transparent insulation (not shown in the drawings) and are absorbed by the surface of the plate 1 covered with a light-absorbing material. Heating of the coolant is quite effective due to the developed heat exchange surface of the spacers made in the form of pipelines, and due to the absence in the cavity 3 between the plates 1, 2 of the sections not washed by the coolant.

Соединение пластин 1 и 2 с трубопроводами 8 обеспечивает жесткость конструкции и предотвращает вспучивание пластин 1 и 2 при подаче теплоносителя под давлением. The connection of the plates 1 and 2 with the pipelines 8 provides structural rigidity and prevents the expansion of the plates 1 and 2 when the coolant is supplied under pressure.

Таким образом, данная конструкция проста в изготовлении, обеспечивает возможность использования материалов с пониженной теплопроводностью при сохранении достаточной жесткости и надежности и обладает высокими теплотехническими характеристиками. Thus, this design is simple to manufacture, provides the possibility of using materials with reduced thermal conductivity while maintaining sufficient rigidity and reliability and has high thermal characteristics.

Claims

A SOLAR ENERGY COLLECTOR containing two plates of sheet material bonded together around the perimeter to form a cavity for the coolant connected to the inlet and outlet nozzles, and located in the cavity in the direction from the inlet to the outlet nozzles with gaps relative to the last spacers, characterized in that spacers are made in the form of flowing pipelines attached to the plates at their contact points.