RU2319910C1 - Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения - Google Patents
Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319910C1 RU2319910C1 RU2006134804/06A RU2006134804A RU2319910C1 RU 2319910 C1 RU2319910 C1 RU 2319910C1 RU 2006134804/06 A RU2006134804/06 A RU 2006134804/06A RU 2006134804 A RU2006134804 A RU 2006134804A RU 2319910 C1 RU2319910 C1 RU 2319910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- hot water
- solar collectors
- sphere
- tank
- Prior art date
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
- 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
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к двухконтурным системам солнечного горячего водоснабжения. Бак-аккумулятор выполнен в виде шара, на сферической поверхности которого уложена термоизоляция, на которой установлены солнечные коллекторы, выполненные в виде сегментов сферы, причем подводящие патрубки солнечных коллекторов снабжены насосами с электродвигателями и соединены с нижней частью бака-аккумулятора, а отводящие патрубки соединены с верхней частью бака-аккумулятора, при этом система солнечного горячего водоснабжения дополнительно содержит солнечные фотоэлектрические батареи с образованием отдельных сегментов поверхности второй сферы, выходы которых соединены с питанием электродвигателей приводов насосов. Солнечные коллекторы выполнены с образованием части сферической поверхности, освещаемой Солнцем в течение года на географической широте установки солнечного коллектора, а его нижние и верхние патрубки соединены в полости бака-аккумулятора с теплообменником, образуя замкнутый контур. Изобретение должно обеспечить создание системы солнечного горячего водоснабжения, позволяющей повысить эффективность использования солнечной энергии. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к двухконтурным системам солнечного горячего водоснабжения.
Известна гелиоустановка, содержащая сферической формы приемник концентрированного излучения, концентрично ему расположенный прозрачный теплоизолирующий кожух и охватывающую их прозрачную оболочку, состоящую из блоков правильной шестиугольной формы, при этом кожух и прозрачная оболочка образуют емкость, заполненную теплоносителем и подключенную в контур холодного теплоносителя, связывающий приемник с потребителем тепла [1].
К недостаткам указанного аналога следует отнести то, что на часть сферы гелиоустановки в течение года не поступает прямая солнечная радиация, поэтому она используется неэффективно.
Известна двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения, принятая в качестве прототипа, состоящая из бака-аккумулятора с термоизоляцией, с патрубками холодной и горячей воды, жидкостных солнечных коллекторов, каждый с прозрачной изоляцией и поглощающей панелью, с подводящим нижним и отводящим верхним патрубками для теплоносителя [2].
К недостаткам указанного прототипа следует отнести неэффективное использование солнечной энергии, т.к. интенсивность потока поглощенной гелиоколлектором солнечной энергии зависит от пространственного положения гелиоколлектора и достигает максимума только тогда, когда солнечные лучи перпендикулярны плоскости коллектора.
Техническим результатом изобретения является создание системы солнечного горячего водоснабжения, позволяющей повысить эффективность использования солнечной энергии.
Технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения состоит из бака-аккумулятора с термоизоляцией, с патрубками холодной и горячей воды, жидкостных солнечных коллекторов, каждый с прозрачной изоляцией и поглощающей панелью, с подводящим нижним и отводящим верхним патрубками для теплоносителя, притом аккумулятор выполнен в виде шара, на сферической поверхности которого уложена термоизоляция, на которой установлены указанные солнечные коллекторы, выполненные в виде сегментов сферы, причем подводящие патрубки солнечных коллекторов снабжены насосами с электродвигателями и соединены с нижней частью бака-аккумулятора, а отводящие патрубки соединены с верхней частью бака-аккумулятора, при этом система солнечного горячего водоснабжения дополнительно содержит солнечные фотоэлектрические батареи с образованием отдельных сегментов поверхности второй сферы, выходы которых соединены с питанием электродвигателей приводов насосов.
На фиг.1 приведена принципиальная схема двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения.
На фиг.2 представлен разрез системы солнечного горячего водоснабжения.
На фиг.3 показаны солнечные коллекторы в виде сегментов сферы.
На фиг.4 показаны солнечные фотоэлектрические батареи с образованием отдельных сегментов сферы.
Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения состоит из бака-аккумулятора 1, с патрубками холодной 2 и горячей 3 воды, жидкостных солнечных коллекторов 4, каждый с прозрачной изоляцией 5 и поглощающей панелью 6, с подводящим нижним 7 и отводящим верхним 8 патрубками для теплоносителя. Бак-аккумулятор 1 выполнен в виде шара 9, на сферической поверхности 10 которого уложена термоизоляция 11, на которой установлены указанные солнечные коллекторы 4, выполненные в виде сегментов сферы 12. Причем подводящие патрубки солнечных коллекторов 7 снабжены насосами 13 с электродвигателями 14 и соединены с нижней частью бака-аккумулятора, а отводящие патрубки 8 соединены с верхней частью бака-аккумулятора 1. Система солнечного горячего водоснабжения дополнительно содержит солнечные фотоэлектрические батареи 15, которые также образуют отдельные сегменты 16 поверхности второй сферы 17. Выходы фотоэлектрических солнечных батарей 15 соединены с питанием электродвигателей 14 приводов насосов 13. Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения может быть устроена так, что солнечные коллекторы 4 покрывают только часть сферической поверхности 10, освещаемой Солнцем в течение года на географической широте установки солнечных коллекторов. Нижние 7 и верхние 8 патрубки солнечных коллекторов 4 соединены в полости бака-аккумулятора 1 с теплообменником 18, образуя замкнутый контур 19.
Система работает следующим образом.
На поверхность отдельных солнечных коллекторов 4, выполненных в виде сегментов сферы 12, как и на поверхность отдельных сегментов фотоэлектрических батарей 15 солнечная радиация поступает неравномерно, в зависимости от положения солнца над горизонтом. Предположим, что солнце над горизонтом расположено так, что левый солнечный коллектор 4 (как показано на фиг.1) освещается солнцем полностью, средний коллектор 4 освещен частично, а правый коллектор 4 находится в тени. Аналогично будут освещены солнечные фотоэлектрические батареи 15.
Под действием солнечной прямой и рассеянной радиации, поступающей сквозь прозрачную изоляцию 5 на поверхность поглощающей панели 6, происходит нагрев поглощающей панели 6 и нагрев жидкости (например, воды или антифриза) в левом солнечном коллекторе 4. Аналогично под действием солнечной радиации левый сегмент 16 фотоэлектрических батарей 15 вырабатывает постоянный ток, который подается на электродвигатель 14 (например, двигатель постоянного тока независимого возбуждения), который вращает насос 13. Жидкость циркулирует по замкнутому контуру 19 через левый коллектор 4, отдавая через теплообменник 18 тепловую энергию жидкости, помещенной в баке-аккумуляторе 1. Необходимость использования в принципиальной схеме двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения насосов 13 связано с тем, что бак-аккумулятор 1 расположен по отношению к солнечным коллекторам 4 так, что естественная циркуляция в контуре не возникает. Поскольку на средний солнечный коллектор 4 поступает меньше солнечной радиации, чем на левый, требуется меньшая скорость циркуляции жидкости в контуре 19, чтобы температура теплоносителя из среднего коллектора 4 была равна температуре теплоносителя из левого коллектора 4, что достигается меньшей величиной выходного напряжения среднего сегмента 16 фотоэлектрических батарей 15.
Если интенсивность рассеянной солнечной радиации, поступающей на правый сегмент 16 фотоэлектрических батарей 15, не достаточна для выработки напряжения (прямой радиации нет, т.к. правый сегмент 16 находится в тени), необходимого для вращения двигателя 14 насоса 13 правого коллектора 4, то нет и циркуляции жидкости в контуре 19 через правый коллектор 4.
Таким образом, скорость циркуляции жидкости в контуре 19 по каждому солнечному коллектору 4 пропорциональна интенсивности солнечной радиации, а температура на выходе из отдельных коллекторов примерно одинакова, тем самым обеспечивается наивысший потенциал температуры в контуре 19 и теплообменник 18 нагревает воду в баке-аккумуляторе 1 на большую температуру. По мере расхода горячей воды из бака-аккумулятора 1 через патрубок 3 она восполняется холодной из патрубка 2.
Выполнение солнечных коллекторов 4 в виде сегментов сферы повышает эффективность использования солнечной энергии, т.к. солнечные лучи всегда перпендикулярны поверхности сферы и фокусируются за счет сферической прозрачной изоляции 5 на поверхности поглощающей панели 6.
Предлагаемая двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения может быть технически реализована, например, в системах горячего водоснабжения коттеджей.
Источники информации
1. А.с. 1268899 СССР, МКИ4 F24J 2/08. Гелиоустновка. / В.Б.Аванесов, Д.К.Агаев, Р.С.Самедов. (СССР). Опубл. 07.11.1986 г., бюл. №41. - 4 с.
2. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения. / P.P.Авезов, М.А.Барский-Зорин, И.М.Васильева и др.; Под редакцией Э.В.Сарнацкого, С.А.Чистовича. - М.: Стройиздат, 1990. - 328 с. (С.23, рис.1.3) (прототип).
Claims (3)
1. Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения, состоящая из бака-аккумулятора с термоизоляцией, с патрубками холодной и горячей воды, жидкостных солнечных коллекторов, каждый с прозрачной изоляцией и поглощающей панелью, с подводящим нижним и отводящим верхним патрубками для теплоносителя, отличающаяся тем, что бак-аккумулятор выполнен в виде шара, на сферической поверхности которого уложена термоизоляция, на которой установлены указанные солнечные коллекторы, выполненные в виде сегментов сферы, причем подводящие патрубки солнечных коллекторов снабжены насосами с электродвигателями и соединены с нижней частью бака-аккумулятора, а отводящие патрубки соединены с верхней частью бака-аккумулятора, при этом система солнечного горячего водоснабжения дополнительно содержит солнечные фотоэлектрические батареи с образованием отдельных сегментов поверхности второй сферы, выходы которых соединены с питанием электродвигателей приводов насосов.
2. Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что солнечные коллекторы выполнены с образованием части сферической поверхности, освещаемой Солнцем в течение года на географической широте установки солнечных коллекторов.
3. Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что нижние и верхние патрубки солнечных коллекторов соединены в полости бака-аккумулятора с теплообменником, образуя замкнутый контур.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134804/06A RU2319910C1 (ru) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134804/06A RU2319910C1 (ru) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2319910C1 true RU2319910C1 (ru) | 2008-03-20 |
Family
ID=39279836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134804/06A RU2319910C1 (ru) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2319910C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509268C2 (ru) * | 2012-04-28 | 2014-03-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Когенерационная фотоэлектрическая тепловая система |
-
2006
- 2006-10-02 RU RU2006134804/06A patent/RU2319910C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509268C2 (ru) * | 2012-04-28 | 2014-03-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Когенерационная фотоэлектрическая тепловая система |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4159629A (en) | Apparatus for the collection and conversion of solar energy | |
| US6372978B1 (en) | Wind/sun solar collection system (HS2) | |
| AU706605B2 (en) | Solar concentrator for heat and electricity | |
| CN106091475A (zh) | 一种可再生建筑能源综合供应系统 | |
| US20140224295A1 (en) | Effective and scalable solar energy collection and storage | |
| CN103400884A (zh) | 一种家用型自然循环光伏光热一体化装置 | |
| CN2932220Y (zh) | 太阳能光电热水器 | |
| JP2002081763A (ja) | 太陽熱、地中熱利用システム | |
| CN207687957U (zh) | 一种地热能联合太阳能发电路灯装置 | |
| CN110762664B (zh) | 一种基于pvt结合跨季节蓄热和露点蒸发冷却的装置、空调 | |
| RU2319910C1 (ru) | Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения | |
| CN115664339B (zh) | 一种太阳能集热及光伏发电系统 | |
| CN105823230A (zh) | 太阳能聚热发电自动跟踪控制超导热水系统 | |
| KR101463861B1 (ko) | 복합 온수 생성 기능을 갖는 태양열 온수 보일러 | |
| CN103470460B (zh) | 池面蒸发型太阳能热发电系统 | |
| TW201333395A (zh) | 太陽能熱水器 | |
| CN206222677U (zh) | 一种太阳能供暖装置 | |
| CN108716778A (zh) | 一种适用于游泳池的油水分级式太阳能加热系统及方法 | |
| CN202855786U (zh) | 太阳能光伏光热一体化装置 | |
| CN106533358A (zh) | 自动调节循环泵驱动功率的光伏光热综合利用装置及控制方法 | |
| CN202928142U (zh) | 一种集太阳能光伏直流循环系统于一体的保温水箱 | |
| CN208475425U (zh) | 一种太阳能和光伏发电相结合的采暖及供水系统 | |
| CN207391430U (zh) | 一种太阳能热电一体化沼气反应器加热装置 | |
| CN207936470U (zh) | 一种节能环保的太阳能水暖设备 | |
| CN109681952A (zh) | 光伏光热混合热泵系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081003 |