RU2188988C2

RU2188988C2 - Self-contained heater

Info

Publication number: RU2188988C2
Application number: RU2000118021/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Волынкин; П.Г. Солонин; С.И. Ханков
Original assignee: Волынкин Валерий Михайлович; Солонин Павел Геннадиевич; Ханков Сергей Иванович
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: heat engineering. SUBSTANCE: proposed invention can be used for heating rooms, liquids, for instance, water in swimming pools, and for accumulation of heat in containers filled up with heat carriers. According to invention, first chamber 1 is furnished with transparent window 6 and absorbing additive is introduced into movable heat carrier. Energy of radiant flux after passing through transparent window 6 is absorbed by movable heat carrier furnished with absorbing additive. EFFECT: increased efficiency. 9 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для отопления помещений, нагревания жидкостей, например воды в бассейне, и для аккумуляции тепла в заполненных теплоносителем емкостях. The invention relates to heat engineering and can be used for space heating, heating liquids, such as pool water, and for accumulating heat in tanks filled with heat carrier.

Известны многочисленные варианты нагревателей, например описанный в [1], в котором теплоноситель размещен в емкости, а дно емкости нагревается продуктами сгорания топлива. Недостаток известных технических решений такого типа заключается в низком коэффициенте полезного действия - много тепла, образующегося при сгорании топлива, теряется впустую. Numerous options for heaters are known, for example, described in [1], in which the coolant is placed in the tank, and the bottom of the tank is heated by the combustion products of the fuel. A disadvantage of the known technical solutions of this type is the low efficiency - a lot of heat generated during the combustion of fuel is wasted.

Известны различные варианты устройств для передачи тепловой энергии от продуктов сгорания топлива к теплоносителю с помощью пучка теплообменных трубок [2] . В дымогарных (огнетрубных) системах такого типа теплоноситель омывает теплообменные трубки, по которым движутся продукты сгорания топлива, в водотрубных системах по теплообменным трубкам движется теплоноситель, а продукты сгорания топлива проходят между трубками. Недостаток таких систем заключается в низкой эффективности, так как теплообмен между продуктами сгорания и теплоносителем осуществляется только через поверхность теплообменных трубок. There are various options for devices for transferring thermal energy from the products of fuel combustion to the coolant using a bundle of heat exchange tubes [2]. In smoke-type (fire-tube) systems of this type, the heat carrier washes heat exchange tubes along which the products of fuel combustion move, in water-tube systems heat carrier flows through the heat exchange tubes, and the products of fuel combustion pass between the tubes. The disadvantage of such systems is their low efficiency, since the heat exchange between the combustion products and the coolant is carried out only through the surface of the heat exchange tubes.

Известны различные варианты устройств, в которых получение электрической энергии осуществляется солнечными батареями, например [3]. Использование подобных устройств для получения тепловой энергии сопряжено с большими энергетическими потерями, так как в данном случае осуществляется двойное преобразование энергии: вначале энергия лучистого потока солнца преобразуется в электрическую энергию, после чего электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию. There are various options for devices in which the production of electrical energy is carried out by solar panels, for example [3]. The use of such devices for generating thermal energy is associated with large energy losses, since in this case there is a double conversion of energy: first, the energy of the radiant flux of the sun is converted into electrical energy, after which electrical energy is converted into thermal energy.

Известны различные варианты устройств для преобразования лучистой энергии в тепловую энергию, например [4], в которых данное преобразование осуществляется путем передачи энергии от нагреваемой пластины к встроенным в нагреваемую пластину теплообменным трубкам, по которым циркулирует теплоноситель. Недостаток известных устройств заключается в низкой эффективности преобразования лучистой энергии солнца в тепловую энергию за счет того, что передача тепловой энергии происходит только через стенку нагревателя. There are various versions of devices for converting radiant energy into thermal energy, for example [4], in which this conversion is carried out by transferring energy from a heated plate to heat-exchange tubes built into the heated plate, through which the coolant circulates. A disadvantage of the known devices is the low conversion efficiency of the radiant energy of the sun into thermal energy due to the fact that the transfer of thermal energy occurs only through the wall of the heater.

Известны различные варианты солнечных нагревателей, например [5, 6], в которых используются прозрачные окна, чехлы, кожухи и т.п. В этих устройствах прозрачные элементы используются для снижения тепловых потерь, а передача тепловой энергии теплоносителю происходит только через стенку нагревателя. Various variants of solar heaters are known, for example [5, 6], in which transparent windows, covers, covers, etc. are used. In these devices, transparent elements are used to reduce heat loss, and the transfer of thermal energy to the coolant occurs only through the wall of the heater.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому автономному нагревателю является техническое решение, описанное в [7] и содержащее связанные в циркуляционный контур первую емкость в виде канала в нагревательном элементе, вторую емкость в виде бака-аккумулятора и циркуляционные трубопроводы. Поток лучистой энергии нагревает нагревательный элемент, который, в свою очередь, нагревает подвижный теплоноситель. Нагретый подвижный теплоноситель направляется в бак-аккумулятор, а из него - к потребителям. Охлажденный подвижный теплоноситель попадает в канал нагревательной пластины, после чего цикл работы повторяется. Недостаток известного технического решения заключается в низком коэффициенте полезного действия, так как вначале поток лучистой энергии нагревает нагревательную пластину, затем эта тепловая энергия переходит к подвижному теплоносителю через стенки канала, в котором находится подвижный теплоноситель. The closest in technical essence to the claimed autonomous heater is the technical solution described in [7] and containing the first capacity connected in the circulation circuit in the form of a channel in the heating element, the second capacity in the form of a storage tank and circulation pipelines. The flow of radiant energy heats the heating element, which, in turn, heats the movable coolant. The heated mobile coolant is sent to the storage tank, and from it to consumers. The cooled mobile heat carrier enters the channel of the heating plate, after which the operation cycle is repeated. A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency, since at first the flux of radiant energy heats the heating plate, then this thermal energy passes to the mobile heat carrier through the walls of the channel in which the mobile heat carrier is located.

Задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия. The objective of the invention is to increase the efficiency.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в автономный нагреватель, содержащий связанные в циркуляционный контур первую емкость, верхний циркуляционный трубопровод, вторую емкость и нижний циркуляционный трубопровод, при этом циркуляционный контур заполнен подвижным теплоносителем, внесены следующие усовершенствования: первая стенка первой емкости снабжена прозрачным окном, а жидкий теплоноситель содержит поглощающую добавку. The solution to this problem is provided by the fact that in an autonomous heater containing the first tank connected to the circulation circuit, the upper circulation pipe, the second tank and the lower circulation pipe, while the circulation circuit is filled with a movable heat transfer medium, the following improvements are made: the first wall of the first tank is equipped with a transparent window, and the heat transfer fluid contains an absorbent additive.

Такое построение автономного нагревателя обеспечивает поглощение лучистой энергии солнца подвижным теплоносителем, находящимся в первой камере, в результате чего повышается эффективность использования лучистой энергии солнца по сравнению с прототипом, в котором поглощение лучистой энергии солнца осуществляется стенкой нагревательной камеры, которая, в свою очередь, нагревает жидкий теплоноситель. Таким образом, заявляемое техническое решение обладает более высоким коэффициентом полезного действия, чем прототип. Such a construction of an autonomous heater provides absorption of the radiant energy of the sun by the mobile heat carrier located in the first chamber, which increases the efficiency of using the radiant energy of the sun compared to the prototype, in which the absorption of radiant energy of the sun is carried out by the wall of the heating chamber, which, in turn, heats the liquid coolant. Thus, the claimed technical solution has a higher efficiency than the prototype.

Для обоснования того, что заявляемое устройство обладает указанным преимуществом по сравнению с прототипом, можно выбрать в качестве критерия эффективности действия источника тепловой мощности заданной величины достижимый перегрев подвижного теплоносителя ϑ:
ϑ = t_f-t_c, (1)
где t_f - температура подвижного теплоносителя, t_c - температура окружающей среды.To justify that the claimed device has the indicated advantage in comparison with the prototype, it is possible to select the achievable overheating of the moving heat carrier ϑ as a criterion for the effectiveness of the heat source of a given value:
ϑ = t _f -t _c , (1)
where t _f is the temperature of the mobile coolant, t _c is the ambient temperature.

Сопоставим перегрев подвижного теплоносителя в канале при нагреве лучистой энергией внешней стенки плоского канала (вариант 1) и при нагреве жидкости внутренним источником, создаваемым поглощением излучения в его объеме. Let us compare the overheating of the mobile coolant in the channel when the external wall of the flat channel is heated by radiant energy (option 1) and when the liquid is heated by an internal source created by the absorption of radiation in its volume.

С целью упрощения анализа можно ввести следующие допущения:
1. Рассматривается стационарный тепловой режим.In order to simplify the analysis, the following assumptions can be made:
1. The stationary thermal regime is considered.

2. Тепловой расчет для подвижного теплоносителя в канале проводится в статике как для неподвижного, поскольку медленное движение теплоносителя снизу вверх под действием архимедовой силы не вносит качественного искажения в тепловой баланс. 2. The heat calculation for the moving heat carrier in the channel is carried out in statics as for the motionless one, since the slow motion of the heat carrier from the bottom up under the influence of the Archimedean force does not introduce a qualitative distortion into the heat balance.

3. Ввиду малой ширины канала по сравнению с двумя другими измерениями (длиной и шириной) его можно рассматривать как бесконечно протяженный, поэтому реализуется одномерный перенос тепла - только в поперечном направлении. 3. Due to the small width of the channel compared to two other measurements (length and width), it can be considered as infinitely extended, therefore, one-dimensional heat transfer is realized - only in the transverse direction.

4. Вследствие малой ширины канала нагрев подвижного теплоносителя по толщине канала считается равномерным. 4. Due to the small width of the channel, heating of the moving heat carrier along the thickness of the channel is considered uniform.

Рассмотрим поочередно два варианта нагрева теплоносителя (прототип и заявляемое техническое решение), а затем сопоставим полученные результаты. Consider alternately two options for heating the coolant (prototype and the claimed technical solution), and then compare the results.

1. Прототип. 1. The prototype.

На внешнюю стенку канала с координатой х=0 (фиг.1) падает удельный тепловой поток q [Вт/м²]. На внешних стенках канала - на поверхностях х=0 и х= L+2Δ осуществляется теплоотдача: при х=0 - в первую среду с температурой t_c1, а при х=L+2Δ - во вторую среду с температурой t_c2. Теплоотдача в первую и вторую среды характеризуется величинами коэффициентов теплоотдачи соответственно α_c1 и α_c2 [Вт/м²K]. Толщина стенки Δ для упрощения принимается незначительной и тепловое сопротивление стенки мало. На внутренних стенках канала теплообмен с подвижным теплоносителем характеризуется коэффициентами теплоотдачи α₁ и α₂.The specific heat flux q [W / m ² ] falls on the outer wall of the channel with the coordinate x = 0 (Fig. 1). On the external walls of the channel - on the surfaces x = 0 and x = L + 2Δ, heat transfer is carried out: at x = 0 - into the first medium with temperature t _c1 , and at x = L + 2Δ - into the second medium with temperature t _c2 . The heat transfer to the first and second media is characterized by the values of the heat transfer coefficients α _c1 and α _c2, respectively [W / m ² K]. For simplification, the wall thickness Δ is assumed to be negligible and the thermal resistance of the wall is small. On the inner walls of the channel, heat transfer with a moving heat carrier is characterized by heat transfer coefficients α ₁ and α ₂ .

Тепловую модель рассмотренного объекта (канал с подвижным теплоносителем - фиг.1) можно представить в виде эквивалентной тепловой цепи [8, 9], представленную на фиг.2, где t_s1 и t_s2 - соответственно температуры стенок слева и справа от подвижного теплоносителя.The thermal model of the object under consideration (channel with a movable coolant - figure 1) can be represented in the form of an equivalent heat circuit [8, 9], presented in figure 2, where t _s1 and t _s2 are the temperature of the walls to the left and right of the movable coolant, respectively.

Для упрощения расчетов представим удельные проводимости (коэффициенты теплоотдачи α₂ и α_c2) в правой части цепи в виде эффективного коэффициента теплопередачи k₂ [10]:

В свою очередь, все элементы правее узла t_s1 на схеме на фиг.2 можно объединить и описать одной эффективной величиной:

Тогда баланс потоков в левом и правом относительно узла t_s1 плече схемы можно представить в виде системы уравнений:

Из решения системы уравнений (4) можно получить величину температуры станки t_s1 и потока q₀:

Из рисунка, приведенного на фиг.2, видно, что

откуда можно определить конечную искомую величину достижимого перегрева подвижного теплоносителя для прототипа ϑ₁:

Подставив в (8) величину q₀ из (6), окончательно получим:

где

2. Заявляемое техническое решение
При внутреннем тепловыделении источник теплового потока подводится не к точке t_s1, а к точке t_f (фиг.3).To simplify the calculations, we present the specific conductivities (heat transfer coefficients α ₂ and α _c2 ) on the right side of the chain in the form of the effective heat transfer coefficient k ₂ [10]:

In turn, all the elements to the right of the node t _s1 in the diagram in figure 2 can be combined and described by one effective value:

Then the balance of flows in the left and right relative to the node t _s1 shoulder of the circuit can be represented as a system of equations:

From the solution of the system of equations (4), we can obtain the temperature of the machine t _s1 and flow q ₀ :

From the figure shown in figure 2, it can be seen that

from where it is possible to determine the final desired value of the achievable overheating of the mobile coolant for prototype ϑ ₁ :

Substituting in (8) the quantity q ₀ from (6), we finally obtain:

Where

2. The claimed technical solution
With internal heat generation, the heat flux source is supplied not to the point t _s1 , but to the point t _f (Fig. 3).

Для упрощения расчетов кроме величины k₂ (2) вводится коэффициент теплопередачи k₁ (10) для левой относительно узла t_f части схемы, с учетом которого баланс потоков в тепловой схеме упрощается:

Решение системы позволяет получить выражение для t_f и ϑ₂ (ϑ₂ - искомая величина достижимого перегрева подвижного теплоносителя для заявляемого технического решения):

3. Сопоставление прототипа и заявляемого технического решения
Проведем сопоставление для простейшего случая симметрии условий теплообмена на левой и правой стенках в обоих вариантах, то есть будем считать, что

Тогда (9) и (13) упростятся до вида:

Отношение ϑ₂ к ϑ₁ равно:

Как видно из (16), всегда выполняется условие
δ>1, (17)
то есть задача изобретения действительно решается в заявляемом техническом решении, причем, чем хуже теплоизолирована система (чем выше α_c), тем больший выигрыш обеспечивает заявляемый автономный нагреватель по сравнению с прототипом.To simplify the calculations, in addition to the value of k ₂ (2), a heat transfer coefficient k ₁ (10) is introduced for the part of the circuit left relative to the node t _f , taking into account which the flow balance in the thermal circuit is simplified:

The solution of the system allows to obtain the expression for t _f and ϑ ₂ (ϑ ₂ is the desired value of the achievable overheating of the mobile coolant for the claimed technical solution):

3. The comparison of the prototype and the claimed technical solution
Let us compare for the simplest case the symmetry of the heat transfer conditions on the left and right walls in both cases, that is, we assume that

Then (9) and (13) simplify to the form:

The ratio of ϑ ₂ to ϑ ₁ is equal to:

As can be seen from (16), the condition always holds
δ> 1, (17)
that is, the problem of the invention is really solved in the claimed technical solution, and the worse the system is thermally insulated (the higher α _c ), the greater the gain is provided by the claimed autonomous heater in comparison with the prototype.

В частном случае (п.2 формулы изобретения) вторая емкость снабжена теплообменной системой. Такое построение автономного нагревателя расширяет область его применения: наличие второго контура позволяет, например, использовать в нем воду, предназначенную для приготовления пищи и проведения гигиенических процедур, так как в воде, проходящей через второй контур, отсутствует поглощающая добавка, входящая в состав подвижного теплоносителя, циркулирующего в первом циркуляционном контуре. In the particular case (claim 2 of the claims), the second tank is equipped with a heat exchange system. Such a construction of an autonomous heater expands the scope of its application: the presence of a second circuit allows, for example, the use of water in it for cooking and hygienic procedures, since there is no absorbent additive in the water passing through the second circuit, which is part of the mobile coolant, circulating in the first circulation circuit.

В частном случае (п. 3 формулы изобретения) внутренняя поверхность третьей стенки первой емкости снабжена отражателем. Такое построение первой емкости позволяет ту часть лучистой энергии, которая не поглотилась при ее проходе через подвижный теплоноситель и попала на отражатель, отразить обратно, при этом снова будет происходить поглощение лучистой энергии подвижным теплоносителем, в результате чего повышается коэффициент полезного действия автономного обогревателя. In the particular case (paragraph 3 of the claims), the inner surface of the third wall of the first tank is equipped with a reflector. This construction of the first tank allows that part of the radiant energy that was not absorbed during its passage through the mobile heat carrier and hit the reflector to be reflected back, while the absorption of radiant energy by the mobile heat carrier will again occur, as a result of which the efficiency of the autonomous heater increases.

В частном случае (п.4 формулы изобретения) циркуляционный контур снабжен теплоизоляцией. Такое построение автономного нагревателя позволяет снизить потери тепловой энергии в процессе эксплуатации и тем самым повысить коэффициент полезного действия. In the particular case (paragraph 4 of the claims), the circulation circuit is provided with thermal insulation. This construction of an autonomous heater allows to reduce the loss of thermal energy during operation and thereby increase the efficiency.

В частном случае (п.5 формулы изобретения) автономный нагреватель содержит циркуляционный насос. Применение циркуляционного насоса позволяет уменьшить время выхода автономного нагревателя на рабочий режим и тем самым повысить его потребительские свойства. In the particular case (paragraph 5 of the claims), an autonomous heater comprises a circulation pump. The use of a circulation pump can reduce the time the autonomous heater exits to the operating mode and thereby increase its consumer properties.

В частном случае (п.6 формулы изобретения) циркуляционный насос содержит преобразователь лучистой энергии в электрическую энергию и преобразователь электрической энергии в тепловую энергию, причем выход преобразователя лучистой энергии в электрическую энергию соединен со входом преобразователя электрической энергии в тепловую энергию, а преобразователь электрической энергии в тепловую энергию расположен внутри первой емкости в ее нижней части. Такой вариант выполнения циркуляционного насоса не требует дополнительных затрат энергии по сравнению с циркуляционными насосами, приводимыми в движение какими-либо двигателями, а расположение преобразователя электрической энергии в тепловую энергию внутри первой емкости в ее нижней части позволяет сформировать восходящий конвективный поток подвижного теплоносителя за минимальное время, что уменьшает время выхода автономного нагревателя на рабочий режим и тем самым повышает его потребительские свойства. In the particular case (claim 6 of the claims), the circulation pump comprises a converter of radiant energy into electrical energy and a converter of electrical energy into thermal energy, the output of the converter of radiant energy to electrical energy being connected to the input of the converter of electrical energy to thermal energy, and the converter of electrical energy in thermal energy is located inside the first tank in its lower part. This embodiment of the circulation pump does not require additional energy costs compared to circulation pumps driven by any engines, and the location of the converter of electric energy into thermal energy inside the first tank in its lower part allows the formation of an upward convective flow of a movable coolant in a minimum time, which reduces the time the autonomous heater exits to the operating mode and thereby increases its consumer properties.

В частном случае (п.7 формулы изобретения) преобразователь лучистой энергии в электрическую энергию содержит солнечную батарею, а преобразователь электрической энергии в тепловую энергию содержит электрические лампы. Такое построение циркуляционного насоса снижает затраты на его изготовление. In the particular case (claim 7 of the claims), the converter of radiant energy into electrical energy contains a solar battery, and the converter of electrical energy into thermal energy contains electric lamps. Such a construction of the circulation pump reduces the cost of its manufacture.

В частном случае (п.8 формулы изобретения) прозрачное окно первой стенки первой емкости содержит раму и N листов из прозрачного материала, где N = 2, 3, 4, ..., причем листы из прозрачного материала установлены в раме друг за другом с зазорами. Такое построение прозрачного окна снижает потери тепловой энергии через него за счет того, что между листами из прозрачного материала находится воздух, являющийся теплоизолятором. In the particular case (claim 8 of the claims), the transparent window of the first wall of the first container contains a frame and N sheets of transparent material, where N = 2, 3, 4, ..., moreover, sheets of transparent material are installed in the frame one after another clearances. Such a construction of a transparent window reduces the loss of thermal energy through it due to the fact that between the sheets of transparent material is air, which is a heat insulator.

В частном случае (п.9 формулы изобретения) циркуляционный контур снабжен тепловым аккумулятором. Такое построение автономного нагревателя позволяет увеличить время его работы после прекращения действия потока лучистой энергии. In the particular case (paragraph 9 of the claims), the circulation circuit is equipped with a heat accumulator. This construction of an autonomous heater allows you to increase its operating time after the termination of the flow of radiant energy.

Сущность изобретения поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего заявляемое техническое решение, варианта выполнения и чертежами, на которых:
- на фиг. 1 - 3 приведены рисунки, иллюстрирующие обоснование преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом;
- на фиг.4 приведен поперечный разрез автономного нагревателя;
- на фиг. 5 приведен разрез варианта конструктивного выполнения прозрачного окна.The invention is illustrated by a description of a specific, but not limiting, claimed technical solution, an embodiment, and drawings, in which:
- in FIG. 1 to 3 are drawings illustrating the rationale for the advantages of the proposed technical solution compared to the prototype;
- figure 4 shows a cross section of an autonomous heater;
- in FIG. 5 is a sectional view of an embodiment of a transparent window.

Автономный нагреватель содержит (фиг.4) первую емкость 1, вторую емкость 2, нижний циркуляционный трубопровод 3, роль верхнего циркуляционного трубопровода выполняет область 4 соединения первой емкости 1 и второй емкости 2. Первая емкость 1, верхний циркуляционный трубопровод 4, вторая емкость 2 и нижний циркуляционный трубопровод 3 связаны в циркуляционный контур, который заполнен подвижным теплоносителем 5. Первая стенка первой емкости 1 снабжена прозрачным окном 6, а внутренняя поверхность третьей стенки первой емкости 1 снабжена отражателем 7. Вторая емкость 2 содержит теплообменную систему 8. Первая емкость 1, вторая емкость 2, нижний циркуляционный трубопровод 3 и верхний циркуляционный трубопровод 4 снабжены теплоизоляцией 9. The autonomous heater contains (Fig. 4) a first tank 1, a second tank 2, a lower circulation pipe 3, the role of the upper circulation pipe is performed by the connection region 4 of the first tank 1 and the second tank 2. The first tank 1, the upper circulation pipe 4, the second tank 2 and the lower circulation pipe 3 is connected into a circulation circuit, which is filled with a movable coolant 5. The first wall of the first tank 1 is equipped with a transparent window 6, and the inner surface of the third wall of the first tank 1 is equipped with a reflector m 7. The second tank 2 contains a heat exchange system 8. The first tank 1, the second tank 2, the lower circulation pipe 3 and the upper circulation pipe 4 are provided with thermal insulation 9.

Автономный нагреватель содержит циркуляционный насос, включающий солнечную батарею 10 и электрические лампы 11, причем выход солнечной батареи 10 соединен со входом электрических ламп 11. Электрические лампы 11 размещены внутри первой емкости 1 в ее нижней части. The autonomous heater comprises a circulation pump including a solar battery 10 and electric lamps 11, the output of the solar battery 10 being connected to the input of the electric lamps 11. Electric lamps 11 are placed inside the first container 1 in its lower part.

Циркуляционный контур снабжен тепловым аккумулятором 12. Поток лучистой энергии показан на фиг.4 под номером 13. The circulation circuit is equipped with a heat accumulator 12. The flux of radiant energy is shown in figure 4 at number 13.

Прозрачное окно 6 может быть выполнено (фиг.5) следующим образом. Оно содержит установленную в первой стенке 14 первой емкости 1 раму 15, в прорезях которой установлены N листов 16 из прозрачного материала, где N = 2, 3, 4,.... Transparent window 6 can be performed (figure 5) as follows. It contains installed in the first wall 14 of the first tank 1 frame 15, in the slots of which are installed N sheets 16 of transparent material, where N = 2, 3, 4, ....

Автономный нагреватель работает следующим образом (фиг.4). Поток лучистой энергии 13, например от солнца, после прохождения через прозрачное окно 6 в первой емкости 1 проходит через подвижный теплоноситель 5, где происходит поглощение лучистого потока 13. Та часть лучистого потока 13, которая не поглотилась подвижным теплоносителем 5, попадает на отражатель 7, отражается от него и снова проходит через подвижный теплоноситель 5, при этом тоже происходит поглощение энергии лучистого потока 13 подвижным теплоносителем 5. Таким образом, лучистый поток дважды проходит через подвижный теплоноситель, в результате чего увеличивается количество поглощенной энергии. Autonomous heater operates as follows (figure 4). The flux of radiant energy 13, for example from the sun, after passing through a transparent window 6 in the first container 1 passes through the movable coolant 5, where the radiant flux 13 is absorbed. The part of the radiant flux 13 that has not been absorbed by the movable coolant 5, falls on the reflector 7, is reflected from it and again passes through the movable heat carrier 5, while the energy of the radiant flux 13 is also absorbed by the movable coolant 5. Thus, the radiant flux passes twice through the movable coolant, as a result ate thereby increasing the amount of absorbed energy.

Подвижный теплоноситель 5, поглотив энергию лучистого потока 13, нагревается и движется в первой емкости 1 вверх, как показано на фиг.4 стрелкой, после чего нагретый подвижный теплоноситель 5 через верхний циркуляционный трубопровод 4 попадает во вторую емкость 2, где он омывает теплообменную систему 8 и отдает проходящему через теплообменную систему 8 подвижному теплоносителю второго контура свою тепловую энергию. При этом подвижный теплоноситель 5 охлаждается и движется вниз по второй емкости 2, как показано стрелками на фиг.4, затем проходит по нижнему циркуляционному трубопроводу 3 в нижнюю часть первой емкости 1, после чего процесс повторяется. The mobile heat carrier 5, having absorbed the energy of the radiant flux 13, is heated and moves upward in the first tank 1, as shown in Fig. 4 by an arrow, after which the heated mobile heat carrier 5 through the upper circulation pipe 4 enters the second tank 2, where it washes the heat exchange system 8 and gives to the mobile heat carrier of the second circuit passing through the heat exchange system 8 its thermal energy. In this case, the movable coolant 5 is cooled and moves down the second tank 2, as shown by the arrows in Fig. 4, then passes through the lower circulation pipe 3 to the lower part of the first tank 1, after which the process is repeated.

Для повышения эффективности работы автономного нагревателя и ускорения его выхода в рабочий режим может быть включен циркуляционный насос, который в описываемом варианте конструктивного выполнения работает следующим образом. Солнечная батарея 10 преобразует энергию лучистого потока в электрическую энергию, которая в электрических лампах 11 преобразуется в тепловую энергию. Эта тепловая энергия передается подвижному теплоносителю 5, в результате чего нагретый подвижный теплоноситель 5 поднимается вверх по первой емкости 1, что увеличивает скорость циркуляции подвижного теплоносителя 5 в циркуляционном контуре. Увеличение скорости циркуляции подвижного теплоносителя 5 в циркуляционном контуре повышает эффективность работы автономного нагревателя и ускоряет его выход на рабочий режим. To increase the efficiency of the autonomous heater and accelerate its output into operation, a circulation pump can be turned on, which in the described embodiment is designed as follows. The solar battery 10 converts the energy of the radiant flux into electrical energy, which in electric lamps 11 is converted into thermal energy. This thermal energy is transferred to the mobile coolant 5, as a result of which the heated mobile coolant 5 rises up the first tank 1, which increases the speed of circulation of the mobile coolant 5 in the circulation circuit. The increase in the circulation speed of the movable coolant 5 in the circulation circuit increases the efficiency of the autonomous heater and accelerates its output to the operating mode.

Прозрачное окно 6 первой стенки первой емкости 1 работает следующим образом (фиг. 5). Поток лучистой энергии 13 с малыми потерями проходит через N расположенных друг за другом листов 16 из прозрачного материала. Охлаждение подвижного теплоносителя 5 через прозрачное окно 6 снижается за счет того, что в зазорах между листами 16 из прозрачного материала находится воздух, который является хорошим теплоизолятором. The transparent window 6 of the first wall of the first container 1 operates as follows (Fig. 5). The flow of radiant energy 13 with low losses passes through N adjacent sheets 16 of transparent material. The cooling of the movable heat carrier 5 through the transparent window 6 is reduced due to the fact that in the gaps between the sheets 16 of transparent material is air, which is a good heat insulator.

Источники информации
1. Эллиот Л., Уилкокс У. Физика. М.: Наука, 1967. - С. 327.Sources of information
1. Elliot L., Wilcox W. Physics. M .: Nauka, 1967 .-- S. 327.

2. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969. - С. 211, 419. 2. Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Heat transfer. M.: Energy, 1969. - S. 211, 419.

3. Солнечный генератор. Авт. свид. СССР 1825071, приор. от 04.04.90, публ. 20.02.96, Бюл. 5, МПК 6 F 24 J 2/00. 3. Solar generator. Auth. testimonial. USSR 1825071, prior. from 04.04.90, publ. 02/20/96, Bull. 5, IPC 6 F 24 J 2/00.

4. Солнечный коллектор. Авт. свид. СССР 1815526, приор. от 20.08.90, публ. 15.05.93, Бюл. 18, МПК 5 F 24 J 2/08, 2/38. 4. Solar collector. Auth. testimonial. USSR 1815526, prior. from 08.20.90, publ. 05/15/93, Bull. 18, IPC 5 F 24 J 2/08, 2/38.

5. Бак солнечного коллектора с прозрачным кожухом. Патент США 4520795, публ. 04.06.85, т. 1055, 1, МПК 3 F 24 J 3/02, НКИ 126-443. 5. Solar collector tank with a transparent casing. U.S. Patent 4,520,795, publ. 06.06.85, t. 1055, 1, IPC 3 F 24 J 3/02, NKI 126-443.

6. Отопительная система, использующая солнечную энергию. Заявка Японии 60-25705, публ. 19.06.85, 5-643, МПК F 24 J 2/04. 6. A heating system using solar energy. Japanese Application 60-25705, publ. 06/19/85, 5-643, IPC F 24 J 2/04.

7. Солнечный водонагреватель. Авт. свид. 1814003, приор. от 19.03.91, публ. 07.05.93, Бюл. 17, МПК 5 F 24 J 2/20. 7. Solar water heater. Auth. testimonial. 1814003, prior. from 03.19.91, publ. 05/07/93, Bull. 17, IPC 5 F 24 J 2/20.

8. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. М.: Энергия, 1968. - 360 с. 8. Dulnev G.N., Semyashkin E.M. Heat transfer in electronic devices. M.: Energy, 1968. - 360 p.

9. Дульнев Г. Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. - 312 с. 9. Dulnev G.N., Parfenov V.G., Sigalov A.V. Methods for calculating the thermal regime of devices. M .: Radio and communications, 1990 .-- 312 p.

10. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969. - 440 с. 10. Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Heat transfer. M .: Energy, 1969. - 440 p.

Claims

1. An autonomous heater comprising a first container, an upper circulation pipe, a second container and a lower circulation pipe connected to the circulation circuit, wherein the circulation circuit is filled with a movable heat transfer medium, characterized in that the first wall of the first capacity is provided with a transparent window, and the liquid heat transfer fluid contains an absorbent additive .

2. The autonomous heater according to claim 1, characterized in that the second tank is equipped with a heat exchange system.

3. The autonomous heater according to claim 1, characterized in that the inner surface of the third wall of the first container is provided with a reflector.

4. The autonomous heater according to claim 1, characterized in that the circulation circuit is provided with thermal insulation.

5. An autonomous heater according to claim 1, characterized in that it comprises a circulation pump.

6. The self-contained heater according to claim 5, characterized in that the circulation pump comprises a converter of radiant energy into electrical energy and a converter of electrical energy into thermal energy, wherein the output of the converter of radiant energy into electrical energy is connected to the input of the converter of electrical energy into thermal energy, and the converter electrical energy into thermal energy is located inside the first tank in its lower part.

7. The self-contained heater according to claim 6, characterized in that the transducer of radiant energy to electrical energy contains a solar battery, and the converter of electrical energy to thermal energy contains electric lamps.

8. The autonomous heater according to claim 1, characterized in that the transparent window of the first wall of the first container contains a frame and N sheets of transparent material, where N = 2, 3, 4. . . moreover, sheets of transparent material are mounted in a frame one after another with gaps.

9. The autonomous heater according to claim 1, characterized in that the circulation circuit is equipped with a heat accumulator.