RU215364U1

RU215364U1 - SOLAR WATER HEATER WITH VACUUM TUBES

Info

Publication number: RU215364U1
Application number: RU2022114041U
Authority: RU
Inventors: Алил Алиомарович Ахмедов; Ахмед Алиомарович Ахмедов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЗАО Мушарака"
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2022-12-12

Abstract

Полезная модель относится к гелиоэнергетике, в частности к устройствам, предназначенным для поглощения солнечной энергии с последующим преобразованием в тепловую энергию, в частности к солнечным водонагревателям, и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения.The utility model relates to solar energy, in particular to devices designed to absorb solar energy with subsequent conversion into thermal energy, in particular to solar water heaters, and can be used in heating and hot water supply systems.

Предлагается вакуумную трубку устанавливать в бак-накопитель с использованием уплотнительного кольца, при этом герметичность соединения обеспечивается хомутом, прижимающим уплотнительное кольцо к наружной поверхности вакуумной трубки. Металлическое кольцо с одной или несколькими канавками на внутренней поверхности и буртик на наружном диаметре уплотнительного кольца, вставленный в указанную канавку, обеспечивают герметичность соединения с баком-накопителем. Конусная поверхность, выполненная на торце уплотнительного кольца, обеспечивает дополнительный прижим уплотнительного кольца к металлическому кольцу при повышении давления внутри бака-накопителя. Металлическое кольцо устанавливается в пластиковый фитинг как закладной элемент в процессе изготовления фитинга методом литья. Фитинг герметично приваривается к баку-накопителю. Таким образом возможность утечек теплоносителя сведена к минимуму. Вакуумная трубка имеет прямой контакт с теплоносителем, что увеличивает КПД водонагревателя. Солнечная энергия нагревает теплоноситель, который нагреваясь поднимается в бак за счет естественной циркуляции. Бак-накопитель и фитинг могут быть изготовлены из металла или пластика, вместо бака-накопителя возможно использовать проточный коллектор. Для уменьшения теплопотерь бак-накопитель или проточный коллектор имеют теплоизоляцию и защитную обечайку.

It is proposed to install the vacuum tube in the storage tank using a sealing ring, while the tightness of the connection is ensured by a clamp that presses the sealing ring to the outer surface of the vacuum tube. A metal ring with one or more grooves on the inner surface and a shoulder on the outer diameter of the sealing ring, inserted into the specified groove, provide a tight connection with the storage tank. The conical surface, made at the end face of the sealing ring, provides additional pressing of the sealing ring to the metal ring when the pressure inside the storage tank increases. The metal ring is installed in a plastic fitting as an embedded element in the process of manufacturing a fitting by casting. The fitting is hermetically welded to the storage tank. Thus, the possibility of coolant leakage is minimized. The vacuum tube has direct contact with the heat carrier, which increases the efficiency of the water heater. Solar energy heats the coolant, which, when heated, rises into the tank due to natural circulation. The storage tank and fitting can be made of metal or plastic, instead of a storage tank it is possible to use a flow collector. To reduce heat losses, the storage tank or the flow collector have thermal insulation and a protective shell.

Description

Известны водонагреватели прямого нагрева, в таких системах стеклянные вакуумные трубки и бак-накопитель составляют единое целое и монтируются на одну раму. Трубки входят непосредственно в накопительный бак через уплотнительное кольцо. Каждая вакуумная трубка являет собой цилиндрическую колбу из прозрачного стекла с двумя стенками, между которыми образован вакуум. На внутреннюю стенку трубки нанесено покрытие, обеспечивающее максимальное поглощение тепла с минимальным отражением солнечной энергии. Вода, нагреваясь в вакуумных трубках, поднимается в бак за счет естественной циркуляции. Указанное устройство простое в изготовлении, однако недолговечное, т.к. из-за неравномерных размеров поверхности стеклянной вакуумной трубки и регулярных перепадов температуры нарушается герметичность по уплотнительному кольцу.Directly heated water heaters are known, in such systems glass vacuum tubes and a storage tank are integral and are mounted on one frame. The tubes enter directly into the storage tank through the O-ring. Each vacuum tube is a cylindrical flask made of transparent glass with two walls, between which a vacuum is formed. The inner wall of the tube is coated for maximum heat absorption with minimum solar reflection. Water, heated in vacuum tubes, rises into the tank due to natural circulation. This device is easy to manufacture, but short-lived, because. due to the uneven surface dimensions of the glass vacuum tube and regular temperature changes, the tightness of the sealing ring is broken.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, является солнечный водонагреватель прямого нагрева по патенту RU 183123, содержащий вакуумные трубки и термоизолированный бак-накопитель. Внутрь стеклянной вакуумной трубки встроена медная трубка с открытым верхним концом, герметично закрепленным непосредственно к баку-накопителю, а нижний конец трубки заглушен, однако использование медной трубки является сложным и дорогостоящим, что ограничивает применяемость. Кроме того, передача тепла от солнечных лучей теплоносителю происходит через медную трубку, являющуюся промежуточным элементом, что уменьшает КПД.The closest in technical essence to the claimed utility model is a direct heating solar water heater according to patent RU 183123, containing vacuum tubes and a thermally insulated storage tank. A copper tube is embedded inside the glass vacuum tube with an open upper end hermetically fixed directly to the storage tank, and the lower end of the tube is plugged, however, the use of a copper tube is complex and expensive, which limits applicability. In addition, the transfer of heat from sunlight to the coolant occurs through a copper tube, which is an intermediate element, which reduces the efficiency.

Задачей заявленной полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно упрощение и удешевление конструкции и получение технического результата, заключающегося в обеспечении длительной герметичности соединения вакуумной трубки с накопительным баком.The objective of the claimed utility model is to eliminate these shortcomings, namely, to simplify and reduce the cost of the design and to obtain a technical result that consists in ensuring long-term tightness of the connection between the vacuum tube and the storage tank.

Для решения перечисленных задач и получения указанного технического результата в заявленном солнечном водонагревателе прямого нагрева медная трубка не используется. Предлагается вакуумную трубку 1 устанавливать в бак-накопитель 2 с использованием уплотнительного кольца 3, при этом герметичность соединения обеспечивается стягивающим хомутом 4, при установке которого обеспечивается герметичный прижим уплотнительного кольца к наружной поверхности вакуумной трубки независимо от неравномерности размеров ее поверхности. Металлическое кольцо 5 с одной или несколькими канавками на внутренней поверхности и буртик на наружном диаметре уплотнительного кольца 3, вставленный в указанную канавку, обеспечивают герметичность соединения с баком-накопителем. Обращенный к баку-накопителю торец уплотнительного кольца 3 возможно выполнить в виде конусной поверхности 6, что обеспечивает дополнительный прижим уплотнительного кольца к металлическому кольцу 5 за счет давления воды внутри бака-накопителя. Металлическое кольцо устанавливается в пластиковый фитинг 7 как закладной элемент в процессе изготовления фитинга методом литья. Фитинг 7 герметично приваривается к баку-накопителю 2. Таким образом обеспечивается долговечность соединения, а возможность утечек теплоносителя сведена к минимуму. Вакуумная трубка имеет прямой контакт с теплоносителем, что увеличивает КПД водонагревателя. Солнечная энергия нагревает теплоноситель, который нагреваясь поднимается в бак за счет естественной циркуляции. Бак-накопитель 2 и фитинг 7 могут быть изготовлены из металла, или пластика, вместо бака-накопителя возможно использовать проточный коллектор. Для уменьшения теплопотерь бак-накопитель или проточный коллектор имеют теплоизоляцию 8 и защитную обечайку 9.To solve these problems and obtain the specified technical result in the claimed direct heating solar water heater, a copper tube is not used. It is proposed to install a vacuum tube 1 in a storage tank 2 using a sealing ring 3, while the tightness of the connection is ensured by a tightening collar 4, when installed, the tight pressing of the sealing ring to the outer surface of the vacuum tube is ensured, regardless of the uneven size of its surface. A metal ring 5 with one or more grooves on the inner surface and a shoulder on the outer diameter of the sealing ring 3, inserted into the specified groove, provide a tight connection with the storage tank. The end face of the sealing ring 3 facing the storage tank can be made in the form of a conical surface 6, which provides additional pressing of the sealing ring to the metal ring 5 due to the water pressure inside the storage tank. The metal ring is installed in the plastic fitting 7 as an embedded element in the process of manufacturing the fitting by casting. Fitting 7 is hermetically welded to the storage tank 2. This ensures the durability of the connection, and the possibility of leakage of the coolant is minimized. The vacuum tube has direct contact with the heat carrier, which increases the efficiency of the water heater. Solar energy heats the coolant, which, when heated, rises into the tank due to natural circulation. Storage tank 2 and fitting 7 can be made of metal or plastic; instead of a storage tank, it is possible to use a flow manifold. To reduce heat losses, the storage tank or flow collector has thermal insulation 8 and a protective shell 9.

Claims

1. Solar water heater of direct heating with vacuum tubes installed directly in the storage tank, characterized in that a sealing ring is pressed to the outer surface of each vacuum tube with a clamp, and the end of the sealing ring facing the storage tank has a shoulder inserted into the groove on the inner surface a metal ring inserted into a plastic fitting hermetically welded to the storage tank.

2. Solar water heater according to claim 1, characterized in that the end of the sealing ring facing the storage tank is made conical.