RU2183801C1

RU2183801C1 - Solar collector

Info

Publication number: RU2183801C1
Application number: RU2000133097/06A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Исачкин
Original assignee: Исачкин Анатолий Федорович
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: thermal engineering; solar energy conversion. SUBSTANCE: solar collector is used as roof component and has housing and heat-absorbing member in the form of metal sheet with developed or corrugated, or ribbed surface, or with needle-shaped lugs on one side facing heat carrier or on both sides. Housing bears fastenings for joining collectors together and to roof frame. Joints between collectors are sealed by means of sealing compound. EFFECT: energy saving by using solar energy. 9 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменной аппаратуре, преобразующей солнечную энергию. The invention relates to heat engineering, namely to heat exchange equipment that converts solar energy.

Известен "Солнечный коллектор", содержащий корпус, выполненный из теплоизоляционного материала на основе пенополиуретана, теплопоглощающую пластину, установленную на дне корпуса, и прозрачную изоляцию, при этом теплоизоляционный материал выполнен анизотропным, в виде трех слоев с гидрозащитными мембранами из полиуретана между слоями, при этом наружный слой имеет пористость ниже пористости двух других слоев (см. А.С. СССР 1815525, F 24 J 2/02, 05.02.91 г.). Known "Solar collector", comprising a housing made of a heat-insulating material based on polyurethane foam, a heat-absorbing plate mounted on the bottom of the housing, and transparent insulation, while the heat-insulating material is made anisotropic in the form of three layers with waterproof membranes made of polyurethane between the layers, while the outer layer has a porosity lower than the porosity of the other two layers (see A.S. USSR 1815525, F 24 J 2/02, 02/05/91).

Такие коллекторы очень распространены, но они достаточно сложны, а соответственно и дороги, сам тепловоспринимающий элемент, по сравнению со всем объемом коллектора, составляет несколько процентов, конструкция довольно непрочная, а при использовании стекла еще и хрупкая. При установке на место требует дополнительного устройства для закрепления. Such collectors are very common, but they are quite complex, and therefore expensive, the heat-receiving element itself, compared with the entire volume of the collector, is several percent, the structure is rather fragile, and even fragile when using glass. When installed in place requires an additional device for fixing.

Известно "Солнцеприемное устройство, совмещенное с кровлей здания", содержащее плоский участок теплоизолированной кровли здания с нанесенным на ее поверхность гидроизоляционным битумным слоем и размещенные в последнем трубы теплообменника, на поверхности труб уложена металлическая сетка (см. А.С. СССР 1746155, F 24 J 2/24, 12.07.90 г.). The "Sun-receiving device combined with the roof of a building" is known, containing a flat section of a building's insulated roof with a waterproofing bitumen layer deposited on its surface and placed in the latter of a heat exchanger pipe, a metal mesh is laid on the pipe surface (see A.S. USSR 1746155, F 24 J 2/24, 07/12/90).

Здесь используется довольно простое и дешевое устройство, тепловоспринимающий элемент занимает почти весь объем теплообменника, однако тепловоспринимающий элемент (трубы) занимает только часть поверхности крыши, а значит, используется только часть солнечной энергии, падающей на крышу, да и для закрепления такого коллектора на крыше также необходимо какое-то дополнительное устройство. A rather simple and cheap device is used here, the heat-receiving element occupies almost the entire volume of the heat exchanger, however, the heat-receiving element (pipes) occupies only part of the roof surface, which means that only part of the solar energy falling on the roof is used, and to fix such a collector on the roof some additional device is needed.

Поставленная задача - более эффективно использовать поверхность, на которую падают солнечные лучи, упростить и удешевить преобразование солнечной энергии в тепло. The task is to more efficiently use the surface on which the sun's rays fall, to simplify and reduce the cost of converting solar energy into heat.

Для этого используется, как элемент кровли, солнечный коллектор, состоящий из корпуса, предпочтительно изготовленного из пластического материала, тепловоспринимающего элемента - металлического листа, имеющего развитую поверхность, например, или гофрированную, или оребренную, или игольчатую с одной стороны, обращенной к теплоносителю, или с обоих, поверхность листа также должна быть как можно более черной и матовой, как минимум с одной стороны, обращенной к Солнцу, или с обеих, коллектор имеет приспособления для входа и выхода теплоносителя, корпус имеет дополнительную теплоизоляцию для предотвращения теплопотерь, на корпусе имеются крепления для соединения солнечных коллекторов между собой и для крепления их к каркасу крыши. For this purpose, a solar collector consisting of a housing, preferably made of plastic material, a heat-receiving element, a metal sheet having a developed surface, for example, either corrugated, or finned, or needle-shaped on one side facing the heat carrier, or on both sides, the surface of the sheet should also be as black and dull as possible, at least on one side facing the Sun, or on both sides, the collector has devices for entering and exiting the coolant I, the case has extra insulation to prevent heat loss, on the body are mounting for connecting solar collectors to each other and to their attachment to the frame of the roof.

Подобная конструкция солнечного коллектора довольно простая и дешевая. Такие коллекторы, соединяя их между собой, можно использовать вместо кровли крыши, что позволит полностью использовать энергию солнечных лучей, падающих на поверхность крыши. A similar design of the solar collector is quite simple and cheap. Such collectors, combining them with each other, can be used instead of the roof of the roof, which will make full use of the energy of sunlight falling on the roof surface.

На фиг. 1 и 2 показан солнечный коллектор, некоторые варианты. In FIG. 1 and 2 show a solar collector, some options.

Солнечный коллектор поз. 1 состоит из корпуса поз.2, тепловоспринимающего элемента поз.3 с развитой поверхностью в виде гофр, или в виде игольчатых выступов, или в виде ребер с одной стороны, обращенной к теплоносителю, или с обоих сторон, с матовой поверхностью, как можно более черного цвета, как минимум на стороне, куда падают солнечные лучи, или с обоих сторон, тепловоспринимающий элемент поз.3 соединяется с корпусом поз.2 способом(ами) и материалом(ами), обеспечивающими герметичное соединение, например клеевым соединением, приспособления поз.4 для входа и выхода теплоносителя, крепления поз. 5 для соединения коллекторов между собой и закрепления их к каркасу крыши, теплоизоляции поз.6, препятствующей потерям тепла в окружающую среду, герметика поз.7, обеспечивающего герметизацию крыши в местах соединения коллекторов между собой. Solar collector pos. 1 consists of a housing pos.2, a heat-receiving element pos.3 with a developed surface in the form of corrugations, or in the form of needle protrusions, or in the form of ribs on one side facing the coolant, or on both sides, with a matte surface, as much as possible black, at least on the side where the sun's rays fall, or on both sides, the heat-receiving element pos. 3 is connected to the casing pos. 2 by the method (s) and material (s) providing a tight connection, for example, by gluing, devices pos. 4 to enter and exit heat carrier, fastening pos. 5 for connecting the collectors to each other and securing them to the roof frame, thermal insulation pos.6, which prevents heat loss to the environment, sealant pos.7, providing roof sealing at the joints between the collectors.

Работает солнечный коллектор поз.1 следующим образом. В установленные на каркас крыши и закрепленные креплением поз.5 между собой и к каркасу крыши коллекторы поз. 1 подается теплоноситель, через приспособления поз.4 тепловоспринимающий элемент поз.3, на который падают солнечные лучи, нагревается ими (черная поверхность солнечными лучами может нагреваться до 100^oС и более), тепло передается на обратную сторону листа и воспринимается теплоносителем. После достижения теплоносителем определенной температуры, что можно обеспечить регулированием подачи теплоносителя, теплоноситель поступает к потребителю или в накопительную емкость. При этом коллекторы поз.1 установлены по всей поверхности крыши, на которую падают солнечные лучи, закреплены между собой и прикреплены к каркасу крыши креплением поз.5, в местах соединения между собой коллекторы поз. 1 загерметизированы герметиком поз.7, корпуса поз. 2 с наружной стороны теплоизолированны теплоизоляцией поз.6. В результате вся крыша покрыта, вместо какой-то кровли, коллекторами поз.1, которые могут быть не намного дороже самой кровли, при этом почти все тепло солнечных лучей, падающих на крышу, воспринимается тепловоспринимающим элементом поз. 3 и передается теплоносителю, проходящему в коллекторе поз. 1. В случае, когда солнечные лучи длительное время падают на крышу под небольшим углом, можно применить тепловоспринимающий элемент поз. 3 с развитой поверхностью с обеих сторон.The solar collector pos. 1 operates as follows. In collectors installed on the roof frame and secured by fastening pos.5 to each other and to the roof frame, collectors pos. 1, the coolant is supplied, through the devices pos.4 the heat-receiving element pos.3, on which the sun's rays fall, is heated by them (the black surface can be heated to 100 ^o C or more with the sun's rays), the heat is transferred to the back of the sheet and is absorbed by the coolant. After the coolant reaches a certain temperature, which can be achieved by regulating the supply of the coolant, the coolant enters the consumer or in the storage tank. In this case, the collectors pos. 1 are installed on the entire surface of the roof onto which the sun's rays fall, are fixed to each other and attached to the roof frame by fastening pos. 5, at the joints between the collectors pos. 1 sealed with sealant pos. 7, housing pos. 2 from the outside are insulated with heat insulation pos.6. As a result, the entire roof is covered, instead of some kind of roof, by collectors of pos. 1, which may not be much more expensive than the roof itself, while almost all the heat of the sun's rays falling on the roof is perceived by the heat-sensing element of pos. 3 and is transferred to the coolant passing in the collector pos. 1. In the case when the sun's rays fall on the roof for a long time at a small angle, you can use the heat-sensing element pos. 3 with a developed surface on both sides.

Claims

A solar collector containing a heat-receiving element and devices for entering and exiting the heat carrier and being an element of the roof of the roof, characterized in that it comprises a housing hermetically connected to the heat-receiving element, the latter of which has a developed surface either in the form of corrugations or in the form of ribs, or in the form of needle protrusions on one side, which is facing the coolant, or on both sides, while on the case there are fasteners for connecting the collectors to each other and for attaching them to the roof frame and, a connection point of collectors hermetically sealed with sealant.