RU2109226C1 - Water heating solar plant - Google Patents

Water heating solar plant Download PDF

Info

Publication number
RU2109226C1
RU2109226C1 RU96107795A RU96107795A RU2109226C1 RU 2109226 C1 RU2109226 C1 RU 2109226C1 RU 96107795 A RU96107795 A RU 96107795A RU 96107795 A RU96107795 A RU 96107795A RU 2109226 C1 RU2109226 C1 RU 2109226C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
storage tank
thermal
chamber
thermal chamber
Prior art date
Application number
RU96107795A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96107795A (en
Inventor
Владимир Николаевич Карпенко
Вячеслав Владимирович Карпенко
Original Assignee
Владимир Николаевич Карпенко
Вячеслав Владимирович Карпенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Николаевич Карпенко, Вячеслав Владимирович Карпенко filed Critical Владимир Николаевич Карпенко
Priority to RU96107795A priority Critical patent/RU2109226C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2109226C1 publication Critical patent/RU2109226C1/en
Publication of RU96107795A publication Critical patent/RU96107795A/en

Links

Images

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

Abstract

FIELD: water heating facilities. SUBSTANCE: water heating solar plant has tank-accumulator 1 to outer surfaces of which coating 2 made of heat absorbing material is applied. Heat absorbing coating is solar heat collector 3. Plant has also thermal chamber 4 forming heat air insulation 5 over entire perimeter of tank-accumulator 1 and made of material passing thermal solar radiation. EFFECT: enlarged operating capabilities. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, а более точно - к водонагревательной гелиоустановке, используемой в фермерских и сельских хозяйствах, садовых и дачных участках для нагрева, хранения и раздачи под напором теплой и горячей воды в весенний, летний и осенний периоды как в солнечную, так и в пасмурную погоду. The invention relates to solar engineering, and more specifically to a solar water heating system used in farms and agriculture, garden and summer cottages for heating, storage and distribution under pressure of warm and hot water in the spring, summer and autumn periods, both in the solar and cloudy weather.

В фермерских, садовых и дачных хозяйствах широко используется для полива, технических и хозяйственных нужд, вода, нагретая тепловым солнечным излучением, для чего применяются открытые емкости с большим объемом. In farms, gardens and summer cottages, water heated by thermal solar radiation is widely used for irrigation, technical and household needs, for which open containers with a large volume are used.

Однако эти емкости малоэффективны, так как нагретая солнцем вода в ночное время остывает и поэтому для повторного использования воды требуется некоторое время для ее подогрева. Это создает неудобство при эксплуатации. However, these containers are ineffective, since the water heated by the sun at night cools and therefore it takes some time to reuse the water to heat it. This creates inconvenience during operation.

Известна водонагревательная гелиоустановка, описанная в патенте Российской Федерации N 2042893. Эта гелиоустановка содержит сообщенные между собой гелиоприемник и бак-аккумулятор, установленные в общем корпусе с прозрачных ограждением под ним, теплоизолированным днищем и боковыми стенками. В баке-аккумуляторе установлена перегородка вдоль его передней стенки, разделяющая полость бака-аккумулятора на основную и дополнительную зоны, при этом дополнительная зона расположена со стороны передней стенки и в нижней части сообщена с гелиоприемником, а в верхней части - с основной зоной бака-аккумулятора, при этом гелиоприемник выполнен в виде водопроводной трубы, изогнутой змеевиком и имеющей узкое щелевидное проходное отверстие. A known solar water heating system described in the patent of the Russian Federation N 2042893. This solar installation contains interconnected solar collector and storage tank installed in a common housing with a transparent guard under it, a heat-insulated bottom and side walls. A partition wall is installed in the accumulator tank along its front wall, dividing the cavity of the accumulator tank into the main and additional zones, while the additional zone is located on the front wall side and communicates with the solar collector in the lower part, and with the main zone of the accumulator tank in the upper part , while the solar collector is made in the form of a water pipe, curved by a coil and having a narrow slit-like passage hole.

Данная известная установка имеет малую теплопоглощающую поверхность гелиоприемника, так как в узком щелевом пространстве практически отсутствует конвективный теплообмен воздушных потоков, тем самым, в трубе создается дополнительное термическое сопротивление, препятствующее нагреву воды в гелиоприемнике и в щели между дополнительным отсеком и передней стенкой. This known installation has a small heat-absorbing surface of the solar collector, since there is practically no convective heat transfer of air flows in a narrow slot space, thereby creating additional thermal resistance in the pipe that prevents the heating of water in the solar collector and in the gap between the additional compartment and the front wall.

Кроме того, эта установка имеет низкую эффективность работы, так как трубопровод гелиоприемника на участке от бака-аккумулятора до заправки находится в теневой стороне и холодным наружным воздухом будет охлаждать начавшую циркулировать в нем конвективную воду. In addition, this installation has a low efficiency, since the solar collector pipeline in the section from the storage tank to the gas station is in the shadow side and will cool the convective water that has begun to circulate in it with cold outside air.

Также эта установка имеет укороченное время приема солнечных лучей из-за наличия только одной прозрачной стенки (передней) и не может практически работать в пасмурную погоду, что сужает область ее применения. Also, this installation has a shorter time for receiving sunlight due to the presence of only one transparent wall (front) and cannot practically work in cloudy weather, which narrows the scope of its application.

Наиболее близкой к изобретению является известная гелиоустановка, описанная в патенте N 2027121; которая содержит установленные в общем корпусе бак-аккумулятор и гелиоприемник в виде покрытия из теплопоглощающего материала, нанесенного непосредственно на наружную поверхность бака-аккумулятора, помещенного в теплоизолированную термальную камеру, образующую по всему периметру этого бака-аккумулятора дополнительную тепловую воздушную изоляцию и выполненную из светопрозрачного материала, пропускающего тепловое солнечное излучение. Closest to the invention is the known solar installation described in patent N 2027121; which contains a battery tank and a solar receiver installed in a common housing in the form of a coating of heat-absorbing material deposited directly on the outer surface of the battery tank, placed in a thermally insulated thermal chamber, forming additional thermal air insulation around the entire perimeter of this battery tank and made of translucent material transmitting thermal solar radiation.

Целью изобретения является создание водонагревательной установки, обладающей повышенной эффективностью работы, обеспечивающей круглогодично сельских жителей теплой и горячей водой и имеющей возможность работать в любых погодных условиях. The aim of the invention is the creation of a water heating installation with increased efficiency, providing year-round rural residents with warm and hot water and having the ability to work in any weather conditions.

Эти цели достигаются тем, что в водонагревательной гелиоустановке согласно изобретению по меньшей мере часть стенок камеры, расположенных в теневой стороне, имеют на внутренней поверхности покрытия из материалов, отражающего солнечные лучи. These goals are achieved by the fact that in the solar water heating system according to the invention at least a part of the chamber walls located on the shadow side have on the inner surface of the coating made of materials reflecting the sun's rays.

Наличие двойной тепловой изоляции и выполнение гелиоприемника в виде теплопоглощающего покрытия, нанесенного непосредственно на бак-аккумулятор значительно увеличивают время сохранения тепла воды, что повышает эффективность работы установки, а наличие на внутренней поверхности стенок термальной камеры отражающего покрытия создает дополнительно тепловой эффект нагрева теплопоглощающего покрытия гелиоприемника. The presence of double thermal insulation and the implementation of the solar receiver in the form of a heat-absorbing coating applied directly to the storage tank significantly increase the water heat storage time, which increases the efficiency of the installation, and the presence of a reflective coating on the inner surface of the walls of the thermal chamber creates an additional thermal effect of heating the heat-absorbing coating of the solar receiver.

Целесообразно, в качестве светопоглощающего материала использовать стекло, пропускающее инфракрасные и ультрафиолетовые лучи и имеющее сопротивление воздухопроницанию - 0,08 куб.м/мч, сопротивление теплопередаче - 0,41 кв.м.с./Вт, а в качестве отражающего материала использован тонкий слой напыления из двуокиси алюминия или титана. It is advisable to use glass that transmits infrared and ultraviolet rays and has an air permeability resistance of 0.08 cubic meters per hour, heat transfer resistance is 0.41 sq.m.s / W, and a thin reflective material is used. spraying layer of aluminum dioxide or titanium.

С целью обеспечения сельских жителей круглогодично теплой и горячей водой согласно изобретению в термальной камере дополнительно установлен обогреватель включающийся в работу при отрицательных и пониженных значениях температуры наружного воздуха. In order to provide rural residents with warm and hot water year-round according to the invention, a heater is additionally installed in the thermal chamber, which is included in operation at negative and low outdoor temperatures.

Также согласно изобретению бак-аккумулятор установлен в термальной камере посредством опоры в виде стальной плиты с ложементами для бака, а сама термальная камера смонтирована на стойках, изготовленных из стальных сборно-разборных уголков, при этом нижняя часть стоек оборудована душевой кабиной, каркас которой выполнен из стальных сборно-разборных уголков, а кран сообщен с баком-аккумулятором. According to the invention, the storage tank is installed in the thermal chamber by means of a support in the form of a steel plate with lodges for the tank, and the thermal chamber itself is mounted on racks made of steel collapsible corners, while the lower part of the racks is equipped with a shower cabin, the frame of which is made of steel collapsible corners, and the crane is in communication with the storage tank.

Наличие легких стальных сборно-разборных конструкций (модулей) создает удобство в монтаже и при эксплуатации всей установки. The presence of light steel collapsible structures (modules) creates ease of installation and operation of the entire installation.

На фиг. 1 изображена в разрезе гелиоустановка; на фиг. 2 - предлагаемая гелиоустановка, установленная на опорных стойках, вид спереди; на фиг. 3 - то же, вид сбоку. In FIG. 1 is a sectional view of a solar installation; in FIG. 2 - the proposed solar installation installed on the supporting racks, front view; in FIG. 3 is the same side view.

Водонагревательная гелиоустановка содержит бак-аккумулятор 1 (фиг. 1), на наружную поверхность которого непосредственно нанесено теплопоглощающее покрытие 2, являющееся гелиоприемником тепловых солнечных лучей 3, и термальную камеру 4, образующую по всему периметру бака-аккумулятора 1 тепловую воздушную изоляцию 5, которая является дополнительным источником нагрева воды, находящейся в баке-аккумуляторе. Камере 4 выполнена из светопрозрачного материала, пропускающего весь спектр теплового солнечного излучения 3 и в качестве этого материала использовано стекло, пропускающее инфракрасные и ультрафиолетовые лучи и имеющее сопротивление воздухопроницанию 0,08 куб. м/мч, сопротивление теплопередаче - 0,41 кв.м.с/Вт. The solar water heating system contains a storage tank 1 (Fig. 1), on the outer surface of which a heat-absorbing coating 2 is directly applied, which is a solar receiver for thermal sunlight 3, and a thermal chamber 4, which forms thermal air insulation 5 around the entire perimeter of the storage tank 1, which is an additional source of heating water in the storage tank. The chamber 4 is made of a translucent material that transmits the entire spectrum of thermal solar radiation 3 and glass is used as this material, which transmits infrared and ultraviolet rays and has an air permeability of 0.08 cubic meters. m / mh, heat transfer resistance - 0.41 sq.m.s / W.

Задняя стенка 6 и нижняя стенка 7 камеры 4, расположенные в теневой стороне, имеют на внутренней поверхности покрытие 8 из материала, отражающего солнечные лучи 3 и в качестве этого материала использован тонкий слой напыления из двуокиси алюминия или титана. The rear wall 6 and the lower wall 7 of the chamber 4, located on the shadow side, have a coating 8 of an material reflecting the sun's rays 3 on the inner surface and a thin coating layer of aluminum or titanium dioxide is used as this material.

Снаружи стенки 6 и 7 закрыты оцинкованными рифленым листом и между этим листом и отражающем покрытием 8 имеется утеплитель 9, в качестве которого использован экологически чистый материал, например пеноизол. Outside, the walls 6 and 7 are closed with a galvanized corrugated sheet and between this sheet and the reflective coating 8 there is a heater 9, which is used as an environmentally friendly material, for example, foam insulation.

В нижней стенке имеется отверстие 10 для сообщения с атмосферой. In the bottom wall there is a hole 10 for communication with the atmosphere.

В целях сохранения тепла внутри термальной камеры 4 при понижении температуры наружного воздуха, не исключая и отрицательное значение, в этой камере 4 устанавливают обогреватель 11 с мощностью 0,8 кВт, в качестве которого используется любой известный обогреватель. In order to maintain heat inside the thermal chamber 4 while lowering the temperature of the outside air, without excluding a negative value, a heater 11 with a power of 0.8 kW is installed in this chamber 4, which is used as any known heater.

Для использования предлагаемой гелиоустановки в качестве водонапорной установки, бак-аккумулятор 1 установлен на стальной плите 12 (фиг. 2, 3), имеющей ложементы для этого бака, а сама термальная камера 4 смонтирована на стойках 13, изготовленных из стальных сборно-разборных уголков, при этом в нижней части установлена душевая кабина 14, а сбоку - лестница 15. Каркас 14 выполнен из стальных сборно-разборных уголков, а кран сообщен с баком-аккумулятором 1. To use the proposed solar installation as a water installation, the storage tank 1 is mounted on a steel plate 12 (Fig. 2, 3) having lodges for this tank, and the thermal chamber 4 itself is mounted on racks 13 made of steel collapsible corners, at the same time, a shower cabin 14 is installed in the lower part, and a ladder 15 on the side. The frame 14 is made of collapsible steel corners, and the faucet is in communication with the storage tank 1.

Гелиоустановка собирается следующим образом. Solar installation is going as follows.

По желанию потребителя на заранее подготовленный фундамент устанавливаются последовательно модули, изображенные на фиг. 2, или на стойки 13 устанавливается только душевная кабина 14, или термальная камера 4 с установленным внутри нее на ложементах баком-аккумулятором 1, причем камера 4 передними прозрачными стенками устанавливаются на юг, а боковыми прозрачными стенками на восток и запад. At the request of the consumer, the modules depicted in FIG. 2, or only the shower cabin 14 is installed on the racks 13, or the thermal chamber 4 with the storage tank 1 installed inside the lodges on it, with the chamber 4 being set to the south by the front transparent walls and east and west by the transparent side walls.

К баку-аккумулятору 1 присоединяют трубопроводы (на чертежах не показаны) для закачки холодной воды и для слива теплой и горячей воды. Pipelines (not shown in the drawings) are connected to the storage tank 1 for pumping cold water and for draining warm and hot water.

Внутри бака-аккумулятора 1 устанавливают датчик уровня расхода воды (на чертежах не показано) благодаря которому при расходе теплой воды происходит постоянная подкачка холодной до заданного определенного уровня. Inside the storage tank 1, a water flow level sensor (not shown in the drawings) is installed due to which, when warm water is flowing, the cold is constantly pumped to a predetermined certain level.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

В бак-аккумулятор 1 насосом (на чертежах не показано) закачивается холодная вода из скважины или колодца. Солнечное излучение 3, проходя через прозрачные стенки термальной камеры 4 и отражаясь от зеркальных поверхностей 8 задней 6 и нижней 7 стенок, поглощается всей поверхностью гелиоприемника, и в баке-аккумуляторе 1 начинает нагреваться холодная вода. Одновременно солнечное излучение 3 нагревает воздушную тепловую изоляцию 5, тепло которой также поглощается гелиоприемником бака-аккумулятора 1 и дополнительно нагревают воду. В ночное время нагретая вода в баке-аккумуляторе 1 будет иметь малый температурный градиент остывания за счет двойной теплоизоляции: внутренней воздушной теплоизоляции 5 и утеплителя 9 термальной камеры 4 с многослойными стеклянными стенками. Cold water is pumped into the storage tank 1 by a pump (not shown in the drawings) from a well or a well. Solar radiation 3, passing through the transparent walls of the thermal chamber 4 and reflected from the mirror surfaces 8 of the rear 6 and bottom 7 walls, is absorbed by the entire surface of the solar collector, and cold water begins to heat up in the storage tank 1. At the same time, solar radiation 3 heats the air thermal insulation 5, the heat of which is also absorbed by the solar receiver of the storage tank 1 and additionally heat the water. At night, the heated water in the storage tank 1 will have a small temperature gradient of cooling due to double thermal insulation: internal air thermal insulation 5 and insulation 9 of the thermal chamber 4 with laminated glass walls.

Claims (4)

1. Водонагревательная гелиоустановка, содержащая установленные в общем корпусе бак-аккумулятор и гелиоприемник, выполненный в виде покрытия из теплопоглощающего материала, нанесенного непосредственно на наружную поверхность бака-аккумулятора, помещенного в теплоизолированную термальную камеру, образующую по всему периметру этого бака-аккумулятора дополнительную тепловую воздушную изоляцию и выполненную из светопрозрачного материала, пропускающего тепловое солнечное излучение, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть стенок термальной камеры, расположенных в теневой стороне, имеют на внутренней поверхности покрытия из материала, отражающего солнечные лучи. 1. A solar water heating system containing a storage tank and a solar receiver installed in a common housing, made in the form of a coating of heat-absorbing material deposited directly on the outer surface of the storage tank, placed in a thermally insulated thermal chamber, forming additional thermal air around the entire perimeter of this storage tank insulation and made of translucent material that transmits thermal solar radiation, characterized in that at least part of the walls mal chamber located in the shadow side, are on the inner surface coating of a material reflecting the sunbeams. 2. Гелиоустановка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве светопрозрачного материала использовано стекло, пропускающее инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, имеющее сопротивление воздухопроницанию - 0,08 м3/мч, сопротивление теплопередаче - 0,41 м2 • с/Вт, а в качестве материала, отражающего лучи, - тонкий слой напыления из двуокиси алюминия или титана.2. Solar installation according to claim 1, characterized in that glass is used as a translucent material, transmitting infrared and ultraviolet rays, having an air permeation resistance of 0.08 m 3 / mh, heat transfer resistance of 0.41 m 2 • s / W, and as a material reflecting rays, a thin coating layer of aluminum dioxide or titanium. 3. Гелиоустановка по п.1, отличающаяся тем, что в термальной камере дополнительно установлен обогреватель, включаемый в работу при отрицательных и пониженных значениях температуры наружного воздуха. 3. The solar installation according to claim 1, characterized in that the heater is additionally installed in the thermal chamber, which is included in operation at negative and low outdoor temperatures. 4. Гелиоустановка по п.1, отличающаяся тем, что бак-аккумулятор установлен в термальной камере посредством опоры в виде стальной плиты с ложементами для бака, а сама термальная камера смонтирована на стойках, изготовленных из стальных сборно-разборных уголков, при этом нижняя часть стоек оборудована душевой кабиной, каркас которой выполнен из стальных сборно-разборных уголков, а кран сообщен с баком-аккумулятором. 4. The solar installation according to claim 1, characterized in that the storage tank is installed in the thermal chamber by means of a support in the form of a steel plate with lodgements for the tank, and the thermal chamber itself is mounted on racks made of steel collapsible corners, while the lower part The racks are equipped with a shower cabin, the frame of which is made of steel collapsible corners, and the faucet is in communication with the storage tank.
RU96107795A 1996-04-26 1996-04-26 Water heating solar plant RU2109226C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107795A RU2109226C1 (en) 1996-04-26 1996-04-26 Water heating solar plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107795A RU2109226C1 (en) 1996-04-26 1996-04-26 Water heating solar plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2109226C1 true RU2109226C1 (en) 1998-04-20
RU96107795A RU96107795A (en) 1998-07-10

Family

ID=20179601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96107795A RU2109226C1 (en) 1996-04-26 1996-04-26 Water heating solar plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2109226C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD88Z (en) * 2009-03-24 2010-04-30 Анатолий КАПРАЛОВ Solar liquid heater
MD148Z (en) * 2009-03-27 2010-10-31 Борис ЛАЗАРЕНКУ Solar panel
DE102014018824A1 (en) 2014-12-19 2016-06-23 Domlex Limited Device for converting solar energy into thermal energy and solar collector for your realization

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD88Z (en) * 2009-03-24 2010-04-30 Анатолий КАПРАЛОВ Solar liquid heater
MD148Z (en) * 2009-03-27 2010-10-31 Борис ЛАЗАРЕНКУ Solar panel
DE102014018824A1 (en) 2014-12-19 2016-06-23 Domlex Limited Device for converting solar energy into thermal energy and solar collector for your realization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4324229A (en) Solar collector and heat and cold generator
US4127103A (en) Heat collecting and transferring apparatus and systems adapted for use with solar energy
Smyth et al. Integrated collector storage solar water heaters
US3841302A (en) Solar energy system for a building
US4132221A (en) Pyramidal solar heating system
US4049195A (en) Solar heated building structure
CN104412047A (en) Insulating glass style solar heat collector and building using solar energy for heating and cooling employing same
US4290415A (en) Building for cold districts
US4049046A (en) Solar heating/cooling system
Kalogirou Nontracking solar collection technologies for solar heating and cooling systems
US4233961A (en) Suspended, hot-box solar collectors
Sattikhodjaevich et al. The use of solar energy in heating systems
RU2109226C1 (en) Water heating solar plant
FR2511133A1 (en) SOLAR ENERGY COLLECTOR WITH INTEGRATED HEAT ACCUMULATOR AND RADIATOR
CN103754967B (en) Device for realizing sea water desalination through space radiation refrigeration
US4484566A (en) Solar collector panel and heat storage system
US4446853A (en) Solar collector panel
US4539975A (en) Integral storage solar heating system
US4530348A (en) Solar collector system for heating fluids
RU201779U1 (en) Multifunctional solar air collector
WO2009013578A2 (en) Solar panel for fluid heating
NO315997B1 (en) Solar collector comprising an energy coating and water heating system
RU96107795A (en) WATER HEATING HELIO INSTALLATION
WO2010103255A2 (en) Solar panel for water heating
US4159711A (en) Solar heating apparatus