RU2135908C1 - Solar heat collector - Google Patents
Solar heat collector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2135908C1 RU2135908C1 RU98113321A RU98113321A RU2135908C1 RU 2135908 C1 RU2135908 C1 RU 2135908C1 RU 98113321 A RU98113321 A RU 98113321A RU 98113321 A RU98113321 A RU 98113321A RU 2135908 C1 RU2135908 C1 RU 2135908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- coolant
- absorbing
- channels
- housing
- Prior art date
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
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Abstract
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных коллекторов для нагрева теплоносителя. The invention relates to solar technology, in particular to the design of solar collectors for heating the coolant.
Известен солнечный тепловой коллектор, содержащий корпус, прозрачное покрытие, поглощающие каналы прямоугольного сечения и отражающую солнечное излучение поверхность (SU 1474391). A known solar thermal collector comprising a housing, a transparent coating, rectangular absorption channels and a surface reflecting solar radiation (SU 1474391).
Технический недостаток коллектора - ограниченное применение, поскольку прямоугольные трубы не выдерживают высокого давления; наличие мертвых зон и возможность гидравлических ударов, так как трубы расположены горизонтально, а вход и выход каналов для пропуска теплоносителя расположены по диагонали корпуса; возможность замедления или прекращения естественной циркуляции при наличии противоуклона. The technical drawback of the collector is its limited use, because rectangular pipes do not withstand high pressure; the presence of dead zones and the possibility of hydraulic shocks, since the pipes are horizontal, and the inlet and outlet of the channels for passing the coolant are located along the diagonal of the body; the possibility of slowing or stopping natural circulation in the presence of a counterclock.
Известно устройство для нагрева воды, включающее корпус с трубами, расположенными в виде лабиринта, имеющего весьма длинную развернутую длину, при этом полость корпуса заполнена песком (SU 321665). A device for heating water is known, including a housing with pipes arranged in the form of a labyrinth having a very long extended length, while the cavity of the housing is filled with sand (SU 321665).
Технический недостаток устройства - повышенные габариты и гидравлическое сопротивление из-за наличия сложно изогнутых труб большой длины; нетехнологичность изготовления трубной системы; сезонный характер использования, поскольку в холодное время года песок не будет нагревать трубы. A technical drawback of the device is the increased dimensions and hydraulic resistance due to the presence of complexly bent pipes of large lengths; low manufacturing technology of the pipe system; seasonal nature of use, because in the cold season, sand will not heat the pipes.
Известен также солнечный тепловой коллектор, содержащий корпус, прозрачное покрытие, поглощающую поверхность в виде расположенных в корпусе в единой плоскости поглощающих труб с двумя параллельными каналами для пропуска теплоносителя и тепловую изоляцию под ней (SU 1474392). Also known is a solar thermal collector comprising a casing, a transparent coating, an absorbing surface in the form of absorbing pipes located in the casing in the same plane with two parallel channels for passing the coolant and thermal insulation under it (SU 1474392).
Технический недостаток данного коллектора - наличие и технологическая сложность изготовления отражателя солнечного излучения с двумя цилиндрическими и одной плоской поверхностями, которые лишь в определенное время дня направляют отраженные лучи на трубы; обусловленное конструкцией отражателя горизонтальное расположение каналов для пропуска теплоносителя (вдоль короткой стороны корпуса), что существенно увеличивает поле солнечной приемной поверхности и площадь, занимаемую коллектором; повышенные толщина и масса коллектора из-за необходимости применения труб большого диаметра и относительно большой развернутой длины отражателя. The technical drawback of this collector is the presence and technological complexity of manufacturing a solar radiation reflector with two cylindrical and one flat surfaces, which only at certain times of the day direct the reflected rays to the pipes; due to the design of the reflector the horizontal arrangement of the channels for the passage of coolant (along the short side of the housing), which significantly increases the field of the solar receiving surface and the area occupied by the collector; increased thickness and mass of the collector due to the need to use large diameter pipes and a relatively large deployed length of the reflector.
Техническая задача - улучшение технико-эксплуатационных показателей. The technical task is to improve technical and operational indicators.
Согласно изобретению каналы для пропуска теплоносителя установлены вдоль длинных сторон корпуса, вдоль коротких сторон установлены трубы большого диаметра, сообщающиеся с поглощающими трубами и с каналами для пропуска теплоносителя, поглощающая поверхность образуется указанными трубами, каналами и размещенными в промежутках между ними перемычками, при этом корпус выполнен герметичным с уплотнением между ним и прозрачным покрытием. According to the invention, the channels for passing the coolant are installed along the long sides of the casing, along the short sides are pipes of large diameter, communicating with the absorbing pipes and with channels for passing the coolant, the absorbing surface is formed by these pipes, channels and jumpers placed between them, the casing being made sealed with a seal between it and a transparent coating.
На фиг. 1 изображен солнечный тепловой коллектор, общий вид в аксонометрической проекции; на фиг. 2 - нагревательная панель (теплообменник) коллектора; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 (повернуто); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2. In FIG. 1 shows a solar thermal collector, a general view in axonometric projection; in FIG. 2 - heating panel (heat exchanger) of the collector; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1 (rotated); in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2.
Солнечный тепловой коллектор содержит герметичный корпус 1, закрываемый прозрачным покрытием 2. Корпус снабжен отбуртовкой 3, к которому посредством прижимных планок 4 и крепежных элементов крепится прозрачное покрытие. Между покрытием 2 и отбуртовкой 3, а также между покрытием и прижимными планками 4 предусмотрены уплотнения 5, которые обеспечивают герметизацию корпуса и предохраняют от повреждения прозрачное покрытие 2, которое может изготавливаться из стекла. Внутри корпуса 1 установлена нагревательная панель (теплообменник) 6 с выходящими за пределы корпуса входами 7 холодного и выходами 8 горячего теплоносителя, например воды. Нагревательная панель включает набор размещенных параллельно длинной стороне корпуса труб 9, несущих функции поглощающих труб; трубы 9 расположены в одной плоскости. В этой же плоскости, по краям труб 9 - вдоль длинных сторон корпуса установлены каналы 10 для пропуска теплоносителя. Каналы 10 могут быть выполнены из таких же труб, что и поглощающие трубы 9. Вдоль коротких сторон корпуса установлены поперечные трубы 11 большого диаметра, сообщающиеся с поглощающими трубами 9 и трубами 10 - каналами для пропуска теплоносителя. С противолежащей стороной труб 11 сообщаются также входы 7 холодного и выходы 8 горячего теплоносителя, при этом соответствующие входы 7, трубы 10 и выходы 8 образуют прямые (сплошные) каналы для пропуска теплоносителя. Поглощающая поверхность образуется указанными трубами 9 и 11, каналами 10 и размещенными в промежутках между ними перемычками 12. В поглощающую поверхность включаются также полосы 13, размещенные по наружным сторонам каналов 10. Перемычки 12 и полосы 13 жестко скреплены преимущественно с помощью сварки с соответствующими сторонами труб 9, 11 и каналов 10. Под нагревательной панелью 6 - на дне герметичного корпуса 1 размещена тепловая изоляция 14. Между панелью 6 и прозрачным покрытием 2 предусмотрена воздушная прослойка 15. The solar thermal collector includes a sealed
Элементы коллектора могут иметь размеры: проходной диаметр труб 9 и каналов 10-20 мм; проходной диаметр поперечных труб 11-25 мм; толщина перемычек 12 и полос 13 - 1,5 мм, длина каналов 10 (вместе с входом 7 и выходом 3)≈ 1,5 м; ширина нагревательной панели - около 0,6 м. Панель 6, или по крайней мере, ее сторона, обращенная к прозрачному покрытию 2, окрашена в черный цвет. The elements of the collector can have dimensions: the bore diameter of
Солнечный тепловой коллектор работает следующим образом. Solar thermal collector operates as follows.
Коллектор устанавливают длинной стороной в направлении ЮГ-Север. Солнечное излучение проходит сквозь прозрачное покрытие 2 и попадает на поглощающую поверхность - поглощающие трубы 9, каналы 10, поперечные трубы 11 и размещенные в промежутках между ними перемычки 12, а также на полосы 13, размещенные по наружным сторонам каналов 10. За счет сравнительно небольшого поперечного размера труб и каналов и малой толщины перемычек и полос нагревательная панель (теплообменник) 6 быстро разогревается, при этом перемычки 12 и полосы 13 передают свое тепло трубам и каналам 10. Этому способствуют: наличие тепловой изоляции 14 под нагревательной панелью 6; наличие воздушной прослойки 15 между панелью и прозрачным покрытием 2; герметичность корпуса 1 и, в частности, его стыка с прозрачным покрытием; покрытие панели 6 в черный свет, поглощающий солнечные лучи. Внутри корпуса создается микроклимат (парниковый эффект). Теплоноситель (холодная вода) подводится к входам 7, посредством поперечных труб 11 большего диаметра вода поступает как в каналы 10, так и в поглощающие трубы 9. Нагрев теплоносителя вызывает его естественную циркуляцию, вследствие чего теплоноситель поднимается по трубам 9 и каналам 10 и посредством верхней поперечной трубы 11 большего диаметра попадает в выходы 8 и далее - в систему горячего водоснабжения. The collector is installed with the long side in the south-north direction. Solar radiation passes through the
Таким образом, конструкция коллектора и его нагревательной панели (теплообменника) 6 характеризуются технологичностью при изготовлении, упрощением монтажа, универсальностью при эксплуатации, снижением габаритов, массы, гидравлического сопротивления и площади под коллектором. Это достигается за счет установки параллельно длинным сторонам корпуса поглощающих труб 9 и каналов 10 для пропуска теплоносителя, изготовленных из таких же труб и расположенных по краям поглощающих труб - вдоль длинных сторон корпуса, при этом входы 7, выходы 8 и каналы 10 расположены на одной оси; наличия поперечных труб 11 большего диаметра, установленных вдоль коротких сторон корпуса и сообщающихся с поглощающими трубами 9, каналами 10, входами 7 и выходами 8. Благодаря этому мертвые зоны в панели 6 практически отсутствуют, улучшается естественная циркуляция теплоносителя, снижается гидравлическое сопротивление в системе. При изготовлении труб 9, 11 и каналов 10 из стандартных труб небольшого диаметра не только снижаются габариты и масса конструкции, но и снимается ограничение на давление в системе, тонкостенные трубы быстро прогреваются, отдавая свое тепло теплоносителю, наличие перемычек между трубами и герметичность корпуса повышают эффективность коллектора. При таком исполнении коллектора снижается его стоимость и затраты на монтаж, при этом соответствующем теплоносителе коллектор может использоваться в любое время года. В итоге обеспечивается улучшение технико-эксплуатационных показателей при нагреве теплоносителя. Thus, the design of the collector and its heating panel (heat exchanger) 6 are characterized by manufacturability in manufacturing, simplified installation, versatility in operation, reduced dimensions, weight, hydraulic resistance and the area under the collector. This is achieved by installing parallel to the long sides of the housing of the absorbing
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98113321A RU2135908C1 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Solar heat collector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98113321A RU2135908C1 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Solar heat collector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2135908C1 true RU2135908C1 (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=20208315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98113321A RU2135908C1 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Solar heat collector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2135908C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018013066A1 (en) | 2016-07-11 | 2018-01-18 | Shramko Serhii Ivanovych | Solar collector |
-
1998
- 1998-07-14 RU RU98113321A patent/RU2135908C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018013066A1 (en) | 2016-07-11 | 2018-01-18 | Shramko Serhii Ivanovych | Solar collector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3960136A (en) | Solar energy collection system | |
US3996919A (en) | System for collecting and storing solar energy | |
US3939818A (en) | Solar energy heating module and assembly | |
US4069811A (en) | Solar collectors | |
US4126270A (en) | Solar energy collection system | |
US4055163A (en) | Solar heating system | |
US3227153A (en) | Solar collector | |
US4098262A (en) | Heating apparatus using solar energy | |
US3996918A (en) | Solar energy collector unit | |
US3951128A (en) | Combined flat plate - focal point solar heat collector | |
US8353286B2 (en) | Solar water heater and method | |
Kabeel et al. | On the performance of a baffled glazed-bladed entrance solar air heater | |
NO145895B (en) | DEVICE FOR A SOLAR ENERGY COLLECTION SYSTEM | |
US20070235021A1 (en) | Skylight/solar water heating apparatus | |
US4015584A (en) | Parabolic solar energy heat exchanger | |
US4227514A (en) | Solar energy collectors | |
US4159708A (en) | Solar energy collector and heat exchanger | |
NO811862L (en) | SOLAR-COLLECT. | |
RU94041704A (en) | Device for absorbing solar energy and transferring it to fluid to be heated | |
US4132222A (en) | Solar energy collector | |
US4173253A (en) | Solar radiation collector and water cooler | |
US4166445A (en) | Low cost solar collector | |
EP0208691A1 (en) | A plane solar heat collector. | |
US4324227A (en) | Solar heat collecting panel | |
US4236506A (en) | Solar energy collector |