RU2134846C1

RU2134846C1 - Liquid solar collector

Info

Publication number: RU2134846C1
Application number: RU98111521A
Authority: RU
Inventors: А.М. Евгенов; И.Д. Плеханов
Original assignee: Евгенов Александр Михайлович
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-08-20

Abstract

FIELD: solar power engineering. SUBSTANCE: collector has heat insulation 1 with cavity 2 and bottom with hollows 4 outcoming to cavity 2. Radiation absorbing panel 6 is secured to heat insulation 1. Translucent insulation 8 is positioned above panel 6 with clearance to the latter. Liquid power carrier, for example, water circulates over channels formed by hollows 4 and panel 6. Waterproof heat insulation 1 may be manufactured from frothed polymers, type polyurethane or polystyrene. EFFECT: extended field of application. 5 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к области гелиотехники, в частности к устройствам для отбора тепла из солнечного потока и отвода его в аккумулятор. The device relates to the field of solar technology, in particular to devices for collecting heat from the solar stream and removing it to the battery.

Известен жидкостный коллектор, содержащий теплоизоляцию, лучепоглощающую панель, а между ними размещен теплообменник, выполненный в виде трубок, соединенных между собой, или в виде каналов, выполненных в одном или двух листах и соединенных между собой, например, сваркой (1),
Также известен плоский жидкостный коллектор, содержащий корпус с теплоизоляцией и остеклением, а между ними установлена металлическая лучепоглощающая поверхность с трубками и являющаяся теплообменником, по которому циркулирует вода. При этом корпус и остекление выполнены из жесткого материала, который не имеет возможности изменять свою геометрическую форму (2).A liquid collector is known that contains thermal insulation, a radiation absorbing panel, and a heat exchanger is placed between them, made in the form of tubes interconnected, or in the form of channels made in one or two sheets and interconnected, for example, by welding (1),
Also known is a flat liquid manifold containing a housing with heat insulation and glazing, and between them there is a metal beam-absorbing surface with tubes and which is a heat exchanger through which water circulates. In this case, the housing and glazing are made of hard material, which does not have the ability to change its geometric shape (2).

Недостаток этих коллекторов - невысокий КПД теплопередачи из-за потерь тепла на нагрев стенок тела теплообменника и полости между теплоизоляцией и лучепоглощающей панелью и их высокая стоимость. Кроме того, все или большинство элементов коллекторов выполнены из жесткого материала и не имеют возможности изменять при необходимости свою геометрическую форму. Поэтому применение этих коллекторов в народном хозяйстве ограничено из-за значительных затрат при установке и неудобство в процессе эксплуатации,
Задачей данного изобретения является увеличение КПД теплопередачи путем исключения дополнительных промежуточных стенок между панелью и теплоизоляцией, упрощение конструкции коллекторов, уменьшение стоимости и расширение области их использования в народном хозяйстве.The disadvantage of these collectors is the low efficiency of heat transfer due to heat loss due to heating of the walls of the body of the heat exchanger and the cavity between the insulation and the radiation absorbing panel and their high cost. In addition, all or most of the collector elements are made of rigid material and are not able to change their geometric shape if necessary. Therefore, the use of these collectors in the national economy is limited due to the significant installation costs and inconvenience during operation,
The objective of the invention is to increase the efficiency of heat transfer by eliminating additional intermediate walls between the panel and thermal insulation, simplifying the design of the collectors, reducing the cost and expanding the scope of their use in the national economy.

Указанная задача достигается тем, что в коллекторе, содержащем теплоизоляцию, лучепоглощающую панель и теплообменник с жидким энергоносителем между ними, теплообменник выполнен из двух частей, одна из которых в виде углублений в теле теплоизоляции, другая на внутренней поверхности лучепоглощающей панели, а панель и теплоизоляция соединены герметично между углублениями. This problem is achieved by the fact that in the collector containing thermal insulation, a beam-absorbing panel and a heat exchanger with a liquid energy carrier between them, the heat exchanger is made of two parts, one of which is in the form of recesses in the body of the insulation, the other on the inner surface of the beam-absorbing panel, and the panel and thermal insulation are connected hermetically between the recesses.

Кроме того, часть теплообменника в панели выполнена в виде углублений, теплоизоляция снабжена полостью, в которой установлена светопрозрачная изоляция с зазором между панелью. In addition, part of the heat exchanger in the panel is made in the form of recesses, the insulation is provided with a cavity in which a translucent insulation with a gap between the panel is installed.

Еще одним отличием является то, что светопрозрачная теплоизоляция, а также лучепоглощающая панель выполнены из гибкого материала и в сборе имеют возможность деформироваться не менее чем в одном направлении. Another difference is that the translucent thermal insulation, as well as the beam-absorbing panel, are made of flexible material and, when assembled, are able to deform in at least one direction.

На фиг. 1 изображен солнечный коллектор, выполненный в соответствии с изобретением. In FIG. 1 shows a solar collector made in accordance with the invention.

На фиг. 2 выполнение части теплообменника в панели в виде углублений и выступов различной конфигурации (п. 2 формулы). In FIG. 2 the implementation of the heat exchanger part in the panel in the form of recesses and protrusions of various configurations (paragraph 2 of the formula).

Как показано на фиг. 1, коллектор содержит теплоизоляцию 1 с полостью 2 и дном 3, на котором выполнены углубления 4 с выходом в полость 2. К теплоизоляции 1 прикреплена лучепоглощающая панель 6 (например приклеена, приварена и т.д.), над которой установлена светопрозрачная изоляция 8 (в виде полимерной пленки или объемной полой конструкции) с зазором к панели 6. По каналам, образованным углублениями 4 и панелью 6, циркулирует жидкий энергоноситель, например вода. Кроме того, теплоизоляция 1 выполнена водонепроницаемой и может быть изготовлена, например, из вспененных полимеров типа полиуретан, полистерол, полиэтилен и т.д. As shown in FIG. 1, the collector contains thermal insulation 1 with a cavity 2 and a bottom 3, on which recesses 4 are made with access to the cavity 2. A radiation-absorbing panel 6 is attached to the thermal insulation 1 (for example, glued, welded, etc.), over which a translucent insulation 8 is installed ( in the form of a polymer film or three-dimensional hollow structure) with a gap to the panel 6. Through the channels formed by the recesses 4 and the panel 6, a liquid energy carrier, for example water, circulates. In addition, the thermal insulation 1 is made waterproof and can be made, for example, of foamed polymers such as polyurethane, polystyrene, polyethylene, etc.

Сборка и изготовление коллектора осуществляется следующим образом. Теплоизоляцию 1 с углублениями 4 устанавливают полостью 2 вверх. Затем панель 6 заводят в полость 2, прижимают ее ко дну 3 теплоизоляции и закрепляют ее, например, с помощью вулканизации. При этом углубления 4 становятся герметичными по отношению к полости 2. После этого устанавливается светопрозрачная изоляция 8 с зазором 9 по отношению к панели 6 и фиксируется опорами 7 или вершинами углублений 4 панели 6. После этого светопрозрачная изоляция 8 закрепляется внутри полости 2 по всему ее периметру. Assembly and manufacture of the collector is as follows. Thermal insulation 1 with recesses 4 is installed cavity 2 up. Then the panel 6 is led into the cavity 2, press it to the bottom 3 of the thermal insulation and fix it, for example, by vulcanization. In this case, the recesses 4 become airtight with respect to the cavity 2. After that, a translucent insulation 8 is installed with a gap 9 in relation to the panel 6 and is fixed by supports 7 or the tops of the recesses 4 of the panel 6. After that, the translucent insulation 8 is fixed inside the cavity 2 around its entire perimeter .

Работа предлагаемого коллектора осуществляется следующим образом. Поток солнечной энергии проходит через светопрозрачную изоляцию 8 и попадает внутрь полости 2 теплоизоляции 1 и нагревает лучепоглощащую панель 6. Тепло, полученное от солнечного потока, нагревает жидкость в каналах 4, которая удаляется из коллектора, а на ее место поступает холодная жидкость и происходит постоянная циркуляция жидкости по каналам 4 между теплоизоляцией 1 и панелью 6. При необходимости можно изменить форму коллектора в собранном виде (например, изогнуть, сложить, свернуть и т.д.), а затем и восстановить прежнюю его форму. The work of the proposed collector is as follows. The flow of solar energy passes through the translucent insulation 8 and enters the cavity 2 of the thermal insulation 1 and heats the beam-absorbing panel 6. The heat received from the solar stream heats the liquid in the channels 4, which is removed from the collector, and cold liquid enters its place and there is a constant circulation fluid through the channels 4 between the insulation 1 and the panel 6. If necessary, you can change the shape of the collector in assembled form (for example, bend, fold, collapse, etc.), and then restore its previous shape.

Использование изобретения в коллекторах для утилизации солнечного тепла позволяет совместить теплообменник коллектора с теплоизоляцией и лучепоглощающей панелью без промежуточного пространства и убрать дополнительные стенки теплообменника, что в конечном итоге позволит снизить потери тепла при нагреве теплоносителя. Кроме того, выполнение всех элементов коллектора из гибкого материалы открывает возможность изменять его форму в зависимости от условий эксплуатации и изготавливать в промышленных условиях с минимальными затратами при монтаже, что позволяет использовать данный коллектор в различных областях народного хозяйства, например, при обогреве зданий и помещений, подогреве одежды и оборудования для людей, находящихся в экстремальных условиях, обогреве бассейнов особенно в зимнее время года и т.д. Все указанные преимущества отличают предложенный коллектор для использования солнечного тепла от известных коллекторов аналогичного назначения. The use of the invention in collectors for utilization of solar heat makes it possible to combine the collector heat exchanger with heat insulation and a radiation absorbing panel without an intermediate space and remove additional heat exchanger walls, which ultimately will reduce heat loss during heating of the heat carrier. In addition, the implementation of all elements of the collector from flexible materials opens up the possibility of changing its shape depending on operating conditions and manufacturing in industrial conditions with minimal installation costs, which allows the use of this collector in various areas of the national economy, for example, when heating buildings and premises, heating clothes and equipment for people in extreme conditions, heating pools especially in the winter, etc. All these advantages distinguish the proposed collector for the use of solar heat from known collectors of a similar purpose.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на изобретение:
1. Н.В. Харченко. Индивидуальные солнечные установки., Москва, "Энергоатомиздат", 1991 г., стр. 36, рис. 14.Sources of information taken into account when preparing an application for an invention:
1. N.V. Kharchenko. Individual solar installations., Moscow, Energoatomizdat, 1991, p. 36, fig. fourteen.

2. Там же, стр. 26, рис.8. 2. Ibid., P. 26, Fig. 8.

Claims

1. A liquid solar collector containing thermal insulation, a radiation absorbing panel and a heat exchanger with a liquid energy carrier between them, characterized in that the heat exchanger is made of two parts, one of which is made in the form of recesses in the thermal insulation, and the other is located on the inner surface of the radiation absorbing panel, the panel and thermal insulation are interconnected hermetically between the recesses.

2. The collector according to claim 1, characterized in that the part of the heat exchanger in the panel is made in the form of recesses and protrusions of various configurations.

3. The collector according to claim 1, characterized in that the thermal insulation is provided with a cavity in which a translucent insulation is installed with a gap with respect to the panel.

4. The collector according to claim 1, characterized in that the thermal insulation, panel and translucent insulation are made of flexible material with the possibility of changing the geometric shape in at least one direction.

5. The collector according to claim 3, characterized in that the translucent insulation is made in the form of a volumetric hollow structure.