RU2253808C1 - Solar energy collector - Google Patents

Solar energy collector Download PDF

Info

Publication number
RU2253808C1
RU2253808C1 RU2003128547/06A RU2003128547A RU2253808C1 RU 2253808 C1 RU2253808 C1 RU 2253808C1 RU 2003128547/06 A RU2003128547/06 A RU 2003128547/06A RU 2003128547 A RU2003128547 A RU 2003128547A RU 2253808 C1 RU2253808 C1 RU 2253808C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
envelope
collector
shell
solar energy
solar
Prior art date
Application number
RU2003128547/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003128547A (en
Inventor
Н.Х. Газеев (RU)
Н.Х. Газеев
К.С. Садыков (RU)
К.С. Садыков
Original Assignee
Газеев Наиль Хамидович
Садыков Камиль Самигуллович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Газеев Наиль Хамидович, Садыков Камиль Самигуллович filed Critical Газеев Наиль Хамидович
Priority to RU2003128547/06A priority Critical patent/RU2253808C1/en
Publication of RU2003128547A publication Critical patent/RU2003128547A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253808C1 publication Critical patent/RU2253808C1/en

Links

Images

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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • 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
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: solar-energy technology.
SUBSTANCE: solar energy collector can be used for providing domestic and industrial appliances with hot water. Collector has internal glass envelope containing tubes for supplying and removal fluid. Outer surface of envelope is coated with energy-absorbing coating. Outer envelope is made in form of flat space having semi-cylindrical side faces. Outer envelope is p[provided with longitudinal members disposed symmetrically. Inner envelope is provided with separating glass plates made in form of labyrinth. Inner surface of outer envelope is made in form of mirror and its front side is transparent for sun rays. Rare side of inner envelope is opaque for sun rays.
EFFECT: increased efficiency of collector.
3 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к установкам для преобразования солнечной энергии в тепловую, и может быть использовано для обеспечения объектов бытового и промышленного назначения горячей водой.The invention relates to solar technology, and in particular to installations for converting solar energy into heat, and can be used to provide domestic and industrial facilities with hot water.

Известны коллекторы солнечной энергии для нагрева жидкостей, в которых в качестве теплоизоляции используется вакуум (Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991, с.208).Solar energy collectors are known for heating liquids, in which vacuum is used as thermal insulation (Kharchenko N.V. Individual solar installations. M: Energoatomizdat, 1991, p.208).

Недостатками которых являются низкий КПД коллектора из-за неполного использования площади восприятия солнечной энергии.The disadvantages of which are the low efficiency of the collector due to the incomplete use of the area of perception of solar energy.

Наиболее близким по технической сущности является коллектор солнечной энергии, содержащий внутреннюю стеклянную оболочку с установленными внутри нее трубками для подвода и отвода жидкости и с нанесенным на ее наружную поверхность энергопоглащающим покрытием, помещенную во внешнюю оболочку, выполненную в виде плоского объема с полуцилиндрическими гранями по бокам (пат. GВ №1575031, кл. F 24 J 3/02, за 1980 г.).The closest in technical essence is a solar energy collector containing an inner glass shell with tubes for supplying and discharging liquid installed inside it and with an energy absorbing coating deposited on its outer surface, placed in an outer shell made in the form of a flat volume with semi-cylindrical sides on the sides ( Pat. GW No. 1575031, CL F 24 J 3/02, 1980).

Недостатком данного коллектора является низкий КПД из-за невозможности использования всей площади солнечного коллектора.The disadvantage of this collector is the low efficiency due to the inability to use the entire area of the solar collector.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения КПД солнечного коллектора за счет использования всей площади солнечного коллектора.The present invention solves the problem of increasing the efficiency of the solar collector by using the entire area of the solar collector.

Для достижения этого технического результата в коллекторе солнечной энергии, содержащем внутреннюю стеклянную оболочку с установленными внутри нее трубками для подвода и отвода жидкости и с нанесенным на ее наружную поверхность энергопоглощающим покрытием, помещенную во внешнюю оболочку, выполненную в виде плоского объема с полуцилиндрическими гранями по бокам, внешняя оболочка снабжена симметрично расположенными продольными диэлектрическими элементами, а внутренняя оболочка снабжена разделительными стеклянными пластинами, выполненными в виде лабиринта, причем внутренняя поверхность наружной оболочки выполнена зеркальной и с фронтальной стороны прозрачной для солнечных лучей, а с обратной - непрозрачной.To achieve this technical result, in a solar energy collector containing an inner glass shell with tubes for supplying and discharging liquid installed inside it and with an energy-absorbing coating deposited on its outer surface, placed in an outer shell made in the form of a flat volume with semi-cylindrical faces on the sides, the outer shell is equipped with symmetrically arranged longitudinal dielectric elements, and the inner shell is equipped with dividing glass plates, nennymi a labyrinth, wherein the inner surface of the outer shell is made mirror and the front side transparent for sunlight, and the reverse - opaque.

Снабжение внешней оболочки симметрично расположенными продольными диэлектрическими элементами, а внутренней оболочки - разделительными стеклянными пластинами, выполненными в виде лабиринта, а также выполнение внутренней поверхности наружной оболочки зеркальной, а фронтальной стороны ее прозрачной для солнечных лучей и обратной - непрозрачной позволяет использовать всю площадь солнечного коллектора, а следовательно, КПД коллектора увеличивается.The supply of the outer shell with symmetrically arranged longitudinal dielectric elements, and the inner shell with glass dividing plates made in the form of a labyrinth, as well as the inner surface of the outer shell is mirrored, and its front side is transparent to sunlight and the back side is opaque, it allows you to use the entire area of the solar collector, and consequently, collector efficiency increases.

Предлагаемый коллектор солнечной энергии иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.The proposed solar energy collector is illustrated by the drawings shown in figures 1-3.

На фиг.1 показана изометрия общего вида коллектора солнечной энергии.Figure 1 shows an isometry of the General view of the solar energy collector.

На фиг.2 - вид сбоку по А-А фиг.1.Figure 2 is a side view along aa of figure 1.

На фиг.3 - вид спереди, такой линией показан путь движения жидкости.Figure 3 is a front view, such a line shows the path of fluid movement.

Коллектор солнечной энергии (фиг.1) содержит внутреннюю стеклянную оболочку 5 с установленными внутри нее стеклянными трубками 11 и 12 для подвода и отвода жидкости соответственно и с нанесенным на ее наружную поверхность энергопоглощающим покрытием 6, например, из нитридной окиси титана и кремния, имеющим высокую степень поглощения (коэффициент поглощения не менее 0,9) и низкую степень ИК измерения - не более 0,05. Внутренняя оболочка 5 помещена во внешнюю оболочку 1, которая выполнена в виде плоского объема с полуцилиндрическими гранями по бокам. Внутренняя оболочка 5 опирается о днище внешней оболочки 1 посредством пружинных опор 7, выполненных из металла и пластика, для предотвращения нарушения герметичности из-за термического расширения внутренней оболочки 5. На дно внешней оболочки 1 помещен геттер 4 для поглощения проникающих через наружные стенки легких газов типа водород, дейтерий, гелий и др., а между оболочками 1 и 5 расположена промежуточная емкость 8, образованная между внешней и внутренней оболочками. Внешняя оболочка 1 снабжена симметрично расположенными продольными диэлектрическими элементами 9, фиксирующими расстояние между гранями и предотвращающими разрушение плоских стеклянных граней оболочек при откачке воздуха (герметичного объема) по всей площади. Диэлектрические элементы 9 крепятся к граням и выполнены из того материала, что и оболочка. Внутренняя оболочка 5 снабжена разделительными стеклянными пластинами 10, выполненными в виде лабиринта и служащими одновременно и для повышения прочности оболочки 5.The solar energy collector (Fig. 1) contains an inner glass shell 5 with glass tubes 11 and 12 installed inside it for supplying and discharging liquid, respectively, and with an energy-absorbing coating 6 applied to its outer surface, for example, of titanium nitride oxide and silicon, having a high the degree of absorption (absorption coefficient of not less than 0.9) and the low degree of IR measurement - not more than 0.05. The inner shell 5 is placed in the outer shell 1, which is made in the form of a flat volume with semi-cylindrical faces on the sides. The inner shell 5 is supported on the bottom of the outer shell 1 by means of spring supports 7 made of metal and plastic to prevent leakage due to thermal expansion of the inner shell 5. A getter 4 is placed on the bottom of the outer shell 1 to absorb light gases penetrating through the outer walls of the type hydrogen, deuterium, helium, etc., and between the shells 1 and 5 there is an intermediate tank 8 formed between the outer and inner shells. The outer shell 1 is equipped with symmetrically arranged longitudinal dielectric elements 9, fixing the distance between the faces and preventing the destruction of the flat glass faces of the shells when pumping air (sealed volume) over the entire area. The dielectric elements 9 are attached to the faces and are made of the same material as the shell. The inner shell 5 is equipped with glass dividing plates 10, made in the form of a labyrinth and serving at the same time to increase the strength of the shell 5.

Внутренняя поверхность внешней оболочки 1 выполнена зеркальной, фронтальная сторона 3 которой прозрачна для солнечных лучей, а обратная сторона 2 непрозрачна. Внешняя оболочка 1 и внутренняя оболочка 5 соединены в верхней части коллектора перемычкой 13 (фиг.2) и штенгелем 14 для создания вакуума. Герметичный объем, образованный между оболочками 1 и 5 откачивается до вакуума не менее 10-2 Па. В качестве рабочего тела кроме воды могут быть использованы другие жидкости и газы, а само рабочее тело может быть использовано как теплоноситель, передающий тепло другому телу, например, как в тепловой трубке (термосферы), так и для функционального нагрева (например, опреснительная установка).The inner surface of the outer shell 1 is made mirrored, the front side 3 of which is transparent to sunlight, and the reverse side 2 is opaque. The outer shell 1 and the inner shell 5 are connected in the upper part of the collector by a jumper 13 (figure 2) and a plug 14 to create a vacuum. The tight volume formed between shells 1 and 5 is pumped out to a vacuum of at least 10 -2 Pa. In addition to water, other liquids and gases can be used as a working fluid, and the working fluid itself can be used as a heat transfer agent that transfers heat to another body, for example, both in a heat pipe (thermosphere) and for functional heating (for example, desalination plant) .

Сборку коллектора осуществляют в следующей последовательности.Collector assembly is carried out in the following sequence.

Полностью готовую внутреннюю оболочку 5 вставляют в готовую внешнюю оболочку 1 до упора в опору 7, после чего в месте стыковки двух оболочек 1 и 5 стеклянная перемычка 13 сплавляется, герметично соединяя оболочки. После чего через штенгель 14 создается вакуум, затем наконечник штенгеля запаивается и герметичное пространство между оболочками имеет вакуум не ниже 1-10-2 Па.The completely finished inner shell 5 is inserted into the finished outer shell 1 until it stops in the support 7, after which, at the junction of the two shells 1 and 5, the glass jumper 13 is fused, hermetically connecting the shells. Then a vacuum is created through the plug 14, then the tip of the plug is sealed and the tight space between the shells has a vacuum of at least 1-10 -2 Pa.

Коллектор солнечной энергии работает следующим образом.The solar energy collector operates as follows.

Рабочее тело подается через трубку 11 (фиг.3) во внутреннюю оболочку 5, солнечные лучи проходят сквозь стекло внешней оболочки 1 и поглощаются покрытием 6 внутренней оболочки 5, часть лучей, отражаясь от обратной стороны 2, также поглощается покрытием 6 внутренней оболочки 5. Рабочее тело, циркулируя по лабиринту 10, нагревается по мере прохождения внутри оболочки 5 и поступает к трубке 12. Стеклянные оболочки 5 изготавливаются из стекла натриево-кальциевого силикатного состава либо боросиликатного.The working fluid is supplied through the tube 11 (Fig. 3) to the inner shell 5, the sun's rays pass through the glass of the outer shell 1 and are absorbed by the coating 6 of the inner shell 5, part of the rays, reflected from the back side 2, is also absorbed by the coating 6 of the inner shell 5. The working the body, circulating through the labyrinth 10, heats up as it passes inside the shell 5 and enters the tube 12. Glass shells 5 are made of glass of sodium-calcium silicate composition or borosilicate.

Таким образом, предлагаемый коллектор позволяет использовать всю его площадь и тем повысить КПД солнечного коллектора.Thus, the proposed collector allows you to use its entire area and thereby increase the efficiency of the solar collector.

В настоящее время проводятся опытно-промышленные испытания предлагаемого коллектора.Pilot tests of the proposed collector are currently underway.

Claims (1)

Коллектор солнечной энергии, содержащий внутреннюю стеклянную оболочку с прикрепленными к ней трубками для подвода и отвода жидкости и с нанесенным на ее наружную поверхность энергопоглощающим покрытием, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен внешней оболочкой, выполненной в виде плоского объема с полуцилиндрическими гранями по бокам и снабженной симметрично расположенными продольными элементами, в которую помещена внутренняя оболочка, при этом внутренняя оболочка снабжена разделительными стеклянными пластинами, выполненными в виде лабиринта, а внутренняя поверхность наружной оболочки выполнена зеркальной и с фронтальной стороны прозрачной для солнечных лучей, а с обратной – не прозрачной.A solar energy collector containing an inner glass shell with tubes for supplying and discharging liquid attached to it and with an energy-absorbing coating deposited on its outer surface, characterized in that it is additionally provided with an outer shell made in the form of a flat volume with semi-cylindrical faces on the sides and provided symmetrically arranged longitudinal elements in which the inner shell is placed, while the inner shell is provided with glass dividing plates, made They were labeled as a labyrinth, and the inner surface of the outer shell was made mirror-like and transparent to sunlight on the front, and not transparent on the back.
RU2003128547/06A 2003-09-18 2003-09-18 Solar energy collector RU2253808C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003128547/06A RU2253808C1 (en) 2003-09-18 2003-09-18 Solar energy collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003128547/06A RU2253808C1 (en) 2003-09-18 2003-09-18 Solar energy collector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003128547A RU2003128547A (en) 2005-03-20
RU2253808C1 true RU2253808C1 (en) 2005-06-10

Family

ID=35453997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003128547/06A RU2253808C1 (en) 2003-09-18 2003-09-18 Solar energy collector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253808C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463529C2 (en) * 2008-06-11 2012-10-10 Срб Энерджи Ресерч Сарл Evacuated solar panel with non-evaporable-getter-based pump
RU2560850C1 (en) * 2014-06-03 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Automated solar collector of economy class

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463529C2 (en) * 2008-06-11 2012-10-10 Срб Энерджи Ресерч Сарл Evacuated solar panel with non-evaporable-getter-based pump
RU2560850C1 (en) * 2014-06-03 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Automated solar collector of economy class

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003128547A (en) 2005-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4299203A (en) Tubular solar collector system
US4124019A (en) Tubular solar collector
US20090139515A1 (en) Solar thermal energy collector
JPS5838708B2 (en) solar heat collector
CN102844628A (en) Solar collection apparatus and steam generator using the same
KR20180030939A (en) Solar energy collector and system for using same
CN103075816B (en) A kind of high temperature heat absorber based on disc type solar energy electricity generation system
GB2053455A (en) Collectors for Solar Energy
JPS6313112B2 (en)
GB1575031A (en) Solar energy collector
RU2253808C1 (en) Solar energy collector
AU2010244392B2 (en) Getter support structure for a solar thermal power plant
CA1088392A (en) Solar collector
CN201138082Y (en) Solar energy receiving apparatus
CN203036889U (en) Light-collecting type glass vacuum medium temperature heat-collecting pipe
JPS5852933A (en) Improved vacuum double glass tube type collector
RU27195U1 (en) SOLAR COLLECTOR
JPS56127148A (en) Vacuum tube type solar heat collector
GB2089023A (en) Solar energy collector
RU95080U1 (en) THERMAL SOLAR COLLECTOR
KR20190009564A (en) Solar Energy Collecting Pipe
CN209926626U (en) Vacuum transmission pipe
CN2359627Y (en) High-efficient solar energy boiler preserving heat with glass vacuum container
CN101377356A (en) Cavity absorption type solar glass vacuum thermal-collecting tube
CN205747537U (en) A kind of vacuum heat collecting device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050919