RU2187050C1 - Система солнечного теплоснабжения - Google Patents
Система солнечного теплоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187050C1 RU2187050C1 RU2001107649/06A RU2001107649A RU2187050C1 RU 2187050 C1 RU2187050 C1 RU 2187050C1 RU 2001107649/06 A RU2001107649/06 A RU 2001107649/06A RU 2001107649 A RU2001107649 A RU 2001107649A RU 2187050 C1 RU2187050 C1 RU 2187050C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collectors
- heat exchanger
- pump
- heat
- tank
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Область применения - гелиотехника круглогодичного действия. Система содержит солнечные коллекторы, бак-аккумулятор с размещенным в нем теплообменником, насос для прокачки теплоносителя и соответствующие трубопроводы и приборы. Коллекторы установлены ниже теплообменника, который выполнен в виде емкости с развитой наружной поверхностью, трубопроводы, соединяющие коллекторы с теплообменником и насосом, снабжены запорными элементами с возможностью поочередного образования двух контуров: коллекторы - теплообменник; насос - коллекторы - теплообменник - расширительный бак. Изобретение должно обеспечить упрощение системы, расширение ее функциональных возможностей и повышение экономичности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, конкретно к системам горячего водоснабжения круглогодичного действия.
Известна гелиосистема, содержащая солнечный коллектор, бак-аккумулятор, теплообменники, насосы, трубопроводы и дополнительные устройства (SU 1374000 А1, MПK4 F 24 J 2/42, 1988).
Технический недостаток системы: повышенная сложность, в частности наличие нескольких насосов и теплообменников, при ограниченной области применения.
Известна также система солнечного теплоснабжения, содержащая солнечные коллекторы, бак-аккумулятор с размещенным в нем теплообменником, насос для прокачки теплоносителя и соответствующие трубопроводы и приборы (SU 1548617 А1, МПК5 F 24 J 2/34, F 24 J 2/42, 1990).
Технический недостаток данной системы - повышенная сложность, ограниченная область применения и недостаточная экономичность, в том числе отсутствие возможности функционирования в теплое время года за счет естественной циркуляции теплоносителя при его нагреве - без применения насоса.
Техническая задача - упрощение системы, расширение ее функциональных возможностей и повышение экономичности за счет возможности работы как в насосном режиме, так и за счет естественной циркуляции при круглогодичном действии.
Согласно изобретению в системе солнечного теплоснабжения коллекторы установлены ниже теплообменника, который выполнен в виде емкости с развитой наружной поверхностью, трубопроводы, соединяющие коллекторы с теплообменником и насосом, снабжены запорными элементами с возможностью поочередного образования двух контуров: коллекторы - теплообменник; насос - коллекторы - теплообменник, сообщающийся с дополнительно введенным расширительным баком; бак-аккумулятор снабжен периодически действующим электронагревателем; насос выполнен с возможностью изменения производительности.
На чертеже изображена схема системы солнечного теплоснабжения.
Система солнечного теплоснабжения содержит солнечные коллекторы 1, их количество и общая площадь гелиополя зависят от мощности системы. Коллекторы установлены лицевой стороной на юг и наклонены к горизонту на угол, оптимальный для данной географической широты. В состав системы входит бак-аккумулятор 2 с размещенным в нем теплообменником 3. Бак-аккумулятор выполнен с термоизоляцией стенок, а теплообменник имеет развитую наружную поверхность. Коллекторы 1 установлены ниже теплообменника 3. Коллекторы соединены между собой внизу охватывающим крайние стороны более длинным трубопроводом 4, а вверху - коротким трубопроводом 5, соединяющим ближние стороны коллекторов. Коллекторы посредством указанных трубопроводов 4 и 5 и транзитных трубопроводов 6, 7 и 8, 9 сообщаются соответственно с нижним и верхним отсеками теплообменника 3, проходя (с соответствующим уплотнением) через стенку бака-аккумулятора 2. Трубопроводы 6 и 8 снабжены запорными элементами 10 и 11.
Параллельно трубопроводу 6 смонтирован трубопровод 12 с электроприводным насосом 13 и своим запорным элементом 14, а параллельно трубопроводу 8 - трубопровод 15 с запорным элементом 16 и с регулируемым дросселем 17. Насос 13 выполнен с возможностью изменения производительности. На пересечении трубопроводов 9 и 15, сообщающихся с верхним отсеком теплоприемника 3, установлен дополнительно введенный расширительный бак 18. Донная часть бака-аккумулятора 2 снабжена периодически действующим электронагревателем 19, а также трубопроводом 20 с запорным элементом 21 для закачки воды. На определенной высоте в стенку бака 2 вмонтирован трубопровод 22 со своим запорным элементом 23 для забора горячей воды. Система снабжена датчиками давления 24-26, температуры 27-28 и скорости потока 29; их места установки показаны на чертеже. Для заправки системы циркуляции предусмотрен трубопровод 30 с запорным элементом 31 и обратным клапаном 32. Все запорные элементы 10, 11, 14, 16, 21, 23, 31 выполнены преимущественно полнопроходными - в виде шаровых кранов.
Система солнечного теплоснабжения работает следующим образом.
Заправку закрытой системы циркуляции, включающей коллекторы 1, теплообменник 3, расширительный бак 18 и трубопроводы 4-9, 12 и 15 производят при открытых запорных элементах 10, 11, 14, 16, 31 и дросселе 17 путем закачки теплоносителя посредством трубопровода 30 с преодолением усилия пружины обратного клапана 32. В качестве теплоносителя используют незамерзающую жидкость, например антифриз. Заправку заканчивают после выпуска из системы воздуха (не показано) и достижения некоторого избыточного давления (контролируется датчиками давления 24-26). Истечению жидкости из системы препятствует обратный клапан 32, для надежности запорный элемент 31 закрывают. Закачку в бак-аккумулятор 2 "сырой" (холодной) воды производят через трубопровод 20 после открытия запорного элемента 21.
В теплое время года нагрев теплоносителя в теплообменнике 3 производится за счет естественной циркуляции - без использования насоса 13 и электронагревателя 19. Для этого запорные элементы 14 и 16 закрывают, а элементы 10 и 11 остаются открытыми. В этом случае теплоноситель за счет его разогрева посредством солнечных коллекторов 1 самопроизвольно циркулирует по "малому" контуру коллекторы 1 - теплообменник 3. Поскольку коллекторы расположены ниже теплообменника, то теплоноситель из нижнего менее нагретого отсека теплообменника опускается по трубопроводу 7, через открытый запорный элемент 10 поступает в трубопроводы 6 и 4 и заполняет коллекторы 1. Теплоноситель, нагреваясь в коллекторах, расширяется и его "избыточный" объем через короткий трубопровод 5 и магистральные трубопроводы 8 и 9 (с открытым запорным элементом 11) поступает в верхний более нагретый отсек теплообменника 3. Вследствие того, что длина трубопровода 4, соединяющего коллекторы снизу, больше длины верхнего трубопровода 5, то происходит диагональное перетекание теплоносителя по трубчатым элементам коллекторов, что приводит к более интенсивному разогреву теплоносителя. Тепло теплоносителя через развитую наружную поверхность теплообменника 3 разогревает воду в баке-аккумуляторе 2. Температура воды в транзитном трубопроводе 9 и на определенной высоте в баке 2 контролируется датчиками температуры 27 и 28. Быстрому остыванию воды в баке 2 препятствует его термоизоляция стенок. При необходимости срочного (первоначального) разогрева воды в баке 2 включают электронагреватель 19, после его отключения необходимая температура в баке 2 поддерживается системой циркуляции коллекторы 1 - теплообменник 3.
В холодное время года, когда система циркуляции по "малому" контуру не обеспечивает необходимый температурный режим в баке-аккумуляторе 2, циркуляцию теплоносителя переключают на "большой" контур: электроприводной насос 13 - коллекторы 1 - теплообменник 3, сообщающийся с дополнительно введенным расширительным баком 18. Для этого запорные элементы 14 и 16 открывают, а элементы 10 и 11 закрывают, регулируют дроссель 17 по принципу: чем ниже температура окружающей среды, тем меньше проходное отверстие. После этого насос 13 посредством трубопроводов 7 и 12 забирает теплоноситель из теплообменника 3 и через трубопровод 4 нагнетает его в коллекторы. Сочетание определенного действия солнечной теплоты (даже в холодное время) и нагрева жидкости за счет ее "продавливания" по трубчатым элементам коллекторов обеспечивает нагрев теплоносителя. Необходимую температуру теплоносителя (контролируется датчиком температуры 28) и воды в баке-аккумуляторе 2 (контролируется датчиком 27) поддерживают за счет варьирования производительностью насоса 13 и проходным сечением дросселя 17 (контролируется датчиком 29 скорости течения теплоносителя); дроссель способствует дополнительному нагреву воды. При необходимости периодически задействуют электронагреватель 19. Расширительный бак 18 предотвращает забросы давления в системе.
В любых режимах работы забор горячей воды из бака-аккумулятора 2 и ее подачу потребителю осуществляют посредством трубопровода 22 при открытии запорного элемента 23. При достижении в баке заданной температуры (обычно 63 ± 2oС) датчик 27 посредством системы управления подает сигнал на отключение электродвигателя насоса 13 или электронагревателя 19. В случае использования горячей воды в системе отопления отработанную воду (с меньшей, но не комнатной температурой) посредством трубопровода 20 при открытом запорном элементе 21 возвращают в бак-аккумулятор 2.
Таким образом, система солнечного теплоснабжения при ее сравнительной простоте обладает более широкими функциональными возможностями и повышенной экономичностью. Это достигается за счет работы как в насосном режиме, так и за счет естественной циркуляции теплоносителя. Система приспособлена для круглогодичного действия, в необходимых случаях периодически задействуют электронагреватель воды. Экономичности и безопасности системы способствуют и датчики давления, температуры и скорости потока, которые соединены с общим пультом управления (не показан).
Claims (3)
1. Система солнечного теплоснабжения, содержащая солнечные коллекторы, бак-аккумулятор с размещенным в нем теплообменником, насос для прокачки теплоносителя и соответствующие трубопроводы и приборы, отличающаяся тем, что коллекторы установлены ниже теплообменника, который выполнен в виде емкости с развитой наружной поверхностью, трубопроводы, соединяющие коллекторы с теплообменником и насосом, снабжены запорными элементами с возможностью поочередного образования двух контуров: коллекторы - теплообменник; насос - коллекторы - теплообменник, сообщающийся с дополнительно введенным расширительным баком.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что бак-аккумулятор снабжен периодически действующим электронагревателем.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что насос для прокачки теплоносителя выполнен с возможностью изменения производительности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107649/06A RU2187050C1 (ru) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Система солнечного теплоснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107649/06A RU2187050C1 (ru) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Система солнечного теплоснабжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2187050C1 true RU2187050C1 (ru) | 2002-08-10 |
Family
ID=20247429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001107649/06A RU2187050C1 (ru) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Система солнечного теплоснабжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187050C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006112747A1 (fr) * | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Vladimir Sergevich Vinogradov | Installation solaire d'alimentation en eau chaude |
RU2505887C2 (ru) * | 2012-01-30 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Многофункциональная солнечноэнергетическая установка |
RU2622785C1 (ru) * | 2011-11-23 | 2017-06-20 | Роберт Бош Гмбх | Способ управления работой жидкостепроводного устройства |
-
2001
- 2001-03-21 RU RU2001107649/06A patent/RU2187050C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006112747A1 (fr) * | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Vladimir Sergevich Vinogradov | Installation solaire d'alimentation en eau chaude |
RU2622785C1 (ru) * | 2011-11-23 | 2017-06-20 | Роберт Бош Гмбх | Способ управления работой жидкостепроводного устройства |
RU2505887C2 (ru) * | 2012-01-30 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Многофункциональная солнечноэнергетическая установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8099972B2 (en) | Device for heating, cooling and producing domestic hot water using a heat pump and low-temperature heat store | |
US7451611B2 (en) | Solar air conditioning system | |
US5941238A (en) | Heat storage vessels for use with heat pumps and solar panels | |
CN101793421B (zh) | 液体循环式供暖系统 | |
RU2520003C2 (ru) | Теплоаккумуляционная система | |
US20140026606A1 (en) | Rotational multi vane positive displacement valve for use with a solar air conditioning system | |
US4205718A (en) | Solar-earth thermal system | |
US4787444A (en) | Heating and cooling system | |
KR950023833A (ko) | 열병합발전시스템 | |
US20120210999A1 (en) | Solar heating system for a hot water heater | |
US4344414A (en) | Solar-earth thermal system | |
JPH06174312A (ja) | 一体化した蓄熱槽を有する太陽熱温水器 | |
JP2011033275A (ja) | 給湯用太陽熱集熱装置及びそれを用いた給湯システム | |
JP2002081763A (ja) | 太陽熱、地中熱利用システム | |
JP2010038507A (ja) | 地下蓄熱利用のヒートポンプ | |
JP6443783B2 (ja) | 熱交換装置の制御方法及び熱交換装置並びに水冷式ヒートポンプ冷暖房装置 | |
JP5067958B2 (ja) | 地中熱利用ヒートポンプシステム及び水熱利用ヒートポンプシステム | |
JP6442712B2 (ja) | 熱利用装置 | |
US20130340975A1 (en) | Water tank for use with a solar air conditioning system | |
JP3600992B2 (ja) | 地下水を熱源とするヒートポンプ設備 | |
RU2187050C1 (ru) | Система солнечного теплоснабжения | |
JP5751599B2 (ja) | 給湯冷暖房システム | |
KR20090113088A (ko) | 지중열에 의한 이중관 내에서의 열전달 매체의 대류를이용한 노면 온도조절시스템 | |
RU201779U1 (ru) | Многофункциональный воздушный солнечный коллектор | |
KR101547875B1 (ko) | 이중 저수지를 이용한 냉난방 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030322 |