RU2252374C1 - Солнечный аккумулятор тепла - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для преобразования солнечной энергии в тепловую и аккумулирования ее с целью последующего использования в бытовых условиях, например, для обогрева туристских палаток, юрт, различного рода помещений. В солнечном аккумуляторе тепла, содержащем корпус, светопрозрачный защитный экран, теплоприемную панель, наполнитель аккумулятора тепла и теплоизоляцию, наполнитель аккумулятора тепла помещен в съемный герметичный контейнер, установленный в корпусе с поджатием к теплоприемной панели откидывающейся крышкой через теплоизоляцию. Наполнителем аккумулятора тепла является вещество с фазовым превращением. Изобретение должно обеспечить удобство в эксплуатации. 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для преобразования солнечной энергии в тепловую и аккумулирования ее с целью последующего использования в бытовых условиях, например, для обогрева туристских палаток, юрт, различного рода помещений.

Известен солнечный коллектор - нагреватель жидкости, содержащий корпус в виде заполненного жидкостью бака с патрубками, светопрозрачную для лучей теплоизоляцию, поглощающую энергию солнечных лучей крышку бака (см. патент РФ 2108520, F 24 J 2/04, 1996).

Известен также солнечный воздухонагреватель, включающий коллектор, светопрозрачное покрытие, двухслойный аккумулятор тепла (наиболее близкий аналог, см. патент РФ 2193147, F 24 J 2/24, 2/34, 2001).

Недостатком приведенных конструкций является недостаточная эффективность действия и неудобство в эксплуатации, особенно в случае выполнения солнечного аккумулятора переносным. Двухслойный (песчано-гравийный) аккумулятор медленнее и не в полной мере воспринимает поступающую солнечную радиацию и обладает более низкими теплоинерционными характеристиками по сравнению с веществами с фазовым переходом.

Целью предлагаемого технического решения является устранение указанного недостатка.

Указанная цель достигается тем, что в солнечном аккумуляторе тепла, содержащем корпус, светопрозрачный защитный экран, теплоприемную панель, наполнитель аккумулятора тепла, теплоизоляцию, согласно изобретению наполнитель аккумулятора тепла помещен в съемный герметичный контейнер, установленный в корпусе с поджатием к теплоприемной панели откидывающейся крышкой через теплоизоляцию.

При этом в солнечном аккумуляторе наполнителем аккумулятора тепла может является вещество с фазовым превращением.

Корпус съемного герметичного контейнера изготовлен из материала с высокой теплопроводностью, например из металла (сплавов алюминия), что позволяет эффективно передавать тепло от нагретой солнечным излучением теплоприемной панели к наполнителю аккумулятора тепла.

Крышка корпуса солнечного аккумулятора тепла выполнена откидывающейся для извлечения нагретого герметичного контейнера и использования его в бытовых условиях.

Установленная между герметичным контейнером и откидывающейся крышкой теплоизоляция сокращает утечки тепла через крышку корпуса. В качестве теплоизоляции использован пенопласт (пенополистирол и т.п.) или подобный ему материал с малым коэффициентом теплопроводности.

При этом толщина теплоизоляции выбрана немного больше - на 3-5% от номинального размера для поджатия контейнера с наполнителем аккумулятора тепла к теплоприемной панели откидывающейся крышкой. Таким образом обеспечен надежный контакт между теплоприемной панелью и контейнером и, следовательно, малое термическое сопротивление между ними.

Для повышения эффективности действия предложенного устройства в качестве наполнителя аккумулятора использовано вещество с фазовым превращением в диапазоне температур ~20-100°С. Применение такого наполнителя позволяет аккумулировать в герметичном контейнере в несколько раз (2-3) больше тепла по сравнению с обычным наполнителем, поглощающим тепловую энергию за счет теплоемкости. Конструкция контейнера выполнена герметичной, т.к. наполнитель при нагреве меняет фазовое состояние - из твердого превращается в жидкое, а при охлаждении - наоборот.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом.

В корпусе 1 с откидывающейся крышкой 2 и светопрозрачным защитным экраном 3 установлена теплоприемная панель 4, герметичный контейнер 5 с наполнителем 6 аккумулятора тепла и теплоизоляция 7.

Функционирование предложенного устройства происходит следующим образом. Солнечное излучение, проходя через светопрозрачный защитный экран, нагревает теплоприемную панель и герметичный контейнер с наполнителем аккумулятора тепла. Наполнитель аккумулятора, нагреваясь, переходит из твердого состояния в жидкое и накапливает при этом тепловую энергию. При интенсивном солнечном излучении контейнер с аккумулятором тепла нагревается в течение 1,5-2 часов. После этого контейнер извлекают из корпуса и используют в бытовых условиях, например, для подогрева палатки, юрты и т.п. На место извлеченного контейнера ставится запасной.

Следует отметить, что контейнер с наполнителем аккумулятора тепла можно нагревать любым источником тепла (печь и т.п.).

В рамках данного изобретения авторами разработан, выполнен в металле и испытан солнечный коллектор-аккумулятор со всеми описанными признаками.

Корпус герметичного контейнера изготовлен из нержавеющей стали Х18Н10Т. В качестве наполнителя аккумулятора тепла использован парафиносодержащий состав с температурой плавления ~60°С. Поверхность теплоприемной панели со стороны солнечных лучей покрыта селективным покрытием с высоким значением коэффициента поглощения солнечного излучения и малым значением степени черноты.

Технико-экономическая эффективность представленного устройства заключается в том, что солнечный коллектор-аккумулятор удобен в эксплуатации - герметичный контейнер с наполнителем аккумулятора тепла занимает небольшой объем, быстро нагревается, легко извлекается из корпуса и продолжительное время служит для обогрева различных помещений.

Claims (2)

1. Солнечный аккумулятор тепла, содержащий корпус, светопрозрачный защитный экран, теплоприемную панель, наполнитель аккумулятора тепла, теплоизоляцию, отличающийся тем, что наполнитель аккумулятора тепла помещен в съемный герметичный контейнер, установленный в корпусе с поджатием к теплоприемной панели откидывающейся крышкой через теплоизоляцию.

2. Солнечный аккумулятор тепла по п.1, отличающийся тем, что наполнителем аккумулятора тепла является вещество с фазовым превращением.