RU2355955C2 - Душевая гелиоветровая установка - Google Patents
Душевая гелиоветровая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355955C2 RU2355955C2 RU2007119345/06A RU2007119345A RU2355955C2 RU 2355955 C2 RU2355955 C2 RU 2355955C2 RU 2007119345/06 A RU2007119345/06 A RU 2007119345/06A RU 2007119345 A RU2007119345 A RU 2007119345A RU 2355955 C2 RU2355955 C2 RU 2355955C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- heat
- solar
- shaft
- section
- 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
- 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
Abstract
Изобретение относится к области использования солнечной и ветровой энергий и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд в южных регионах России. Душевая гелиоветровая установка состоит из плоского солнечного коллектора с экраном из медных трубок, теплогенератора, содержащего поярусно теплогенерирующую, теплоаккумулирующую и насосную секции, сообщающиеся между собой через медные перегородки. Вертикальный вал, проходящий через все секции теплогенератора, через муфту соединен сверху с валом карусельного ветродвигателя. В теплогенерирующей секции к валу прикреплены лопатки в виде дисков, а к внутренней стенке секции - неподвижные диски. В теплоаккумулирующей секции, заполненной парафином, установлена медная втулка с радиальными медными пластинами, а рабочее колесо насоса, в насосной секции, связано через трубопроводы с петлевым змеевиком, расположенным в водяной емкости. Технический результат изобретения заключается в устойчивой работе установки в круглосуточном режиме с использованием нагрева воды - ветер и солнце. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области использования солнечной и ветровой энергий и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд в южных регионах России.
Известен солнечно-ветровой водонагреватель, включающий корпус, внутри которого размещен резервуар с поплавковым нагревательным элементом, входной и выходной патрубки. К верхней части корпуса и с боков на каркасах прикреплены пьезоэлектрические пленки, а в нижней части резервуара установлен электрический элемент, связанный через провода с силовым щитком. (Патент РФ №2280822.)
Известный водонагреватель для своей работы, в основном, требует использования энергии от сети из-за ограниченности во времени действия солнечных лучей и незначительной величины силы тока от колебаний пьезоэлектрической пленки.
Известен плоский солнечный коллектор, содержащий корпус, двойное остекление, тепловоспринимающую пластину, под которой размещен слой теплоизоляции. (Н.Б.Богославский, А.Н.Сканави. Отопление. Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1991, стр.713, рис. 20.8.)
В известном коллекторе нагреваемая жидкость движется по каналам пластины в горизонтальной плоскости, что препятствует естественной циркуляции и использованию горячей воды потребителем.
Известны материалы, ускоряющие процесс теплопередачи от одного тела к другому или замедляющие отдачу тепла (Н.И.Кошкин и др. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1982, стр.73. Таблица 48).
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является душевая гелиоустановка, содержащая плоский солнечный коллектор, имеющий нижний и верхний коллекторы, два слоя стекла и экран, размещенные в раме, циркуляционный трубопровод и трубопроводы горячей и холодной воды (В.И.Калицун и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.: Стройиздат, 2002, стр.303. Рис. IV.30).
Известная гелиоустановка работает только в дневное время и солнечную погоду. Другие устройства для приготовления горячей воды в установке не предусмотрены.
Технический результат заключается в устойчивой работе установки в круглосуточном режиме с использованием нагрева воды - ветер и солнце.
Душевая гелиоветровая установка состоит из плоского солнечного коллектора с экраном, теплогенератора, содержащего корпус с поярусно размещенными секциями, соединенного через вал и муфту с валом карусельного ветродвигателя, водяной емкости, соединенной с душем трубопроводом горячей воды, согласно изобретению.
Экран солнечного коллектора выполнен из медных трубок, соединяющих нижний и верхний коллекторы, вдоль трубок с обеих сторон прикреплены по всей их длине медные пластины. Теплогенератор состоит из теплогенерирующей, теплоаккумулирующей и насосной секций, имеющих верхние и нижние фланцы, соединенные между собой через медные перегородки с прокладками и болтами, а выходной патрубок насосной секции через трубопроводы и петлевой змеевик, размещенный в водяной емкости, гидравлически сообщен с входным патрубком, размещенным в крышке теплогенератора. В средней теплоаккумулирующей секции между медными перегородками установлена на оси вала медная втулка, имеющая с ним зазор, к которой радиально прикреплены одним концом медные прямоугольные пластины, так же как и втулка контактирующие с теплоаккумулирующим веществом. Лопатки, прикрепленные к валу теплогенератора, выполнены в виде дисков, имеющих повышенные искусственные шероховатые верхние и нижние поверхности.
На фиг.1 изображена душевая гелиоветровая установка (общий вид); на фиг.2 изображен теплогенератор установки в разрезе; на фиг.3 изображен солнечный коллектор с экраном (вид сверху); на фиг.4 изображен разрез на фиг.2; на фиг.5 - трубка экрана, разрез сверху.
Душевая гелиоветровая установка состоит из плоского солнечного коллектора 1, теплогенератора 2, вал 3 которого соединен через муфту 4 с валом 5 карусельного ветродвигателя 6, водяной емкости 7, размещенной на площадке 8 со стойками 9. Солнечный коллектор 1 состоит из нижнего коллектора 10 и верхнего коллектора 11, соединенных экраном из медных трубок 12, двух слоев стекла 13 и рамы 14 с днищем 15. Трубопровод нагретой воды 16 сообщен с верхним коллектором 11 и емкостью 7, в верхней ее части. Циркуляционный трубопровод 17 сообщен с нижним коллектором 10 и емкостью 7, в нижней ее части.
Теплогенератор 2 содержит корпус 18, состоящий из поярусно размещенных секций: 19 - теплогенерирующей, 20 - теплоаккумулирующей и 21 - насосной, расположенных на основании 22, имеющем опорные стойки 23. Каждая секция имеет верхний фланец 24 и нижний фланец 25, соединенные между собой через медные перегородки 26 с прокладками и болтами. Через все секции вертикально проходит вал 3, упертый в упорный подшипник 27, установленный в основании 22. Сверху вал 3 через муфту 4 и вал 5 соединен с ветродвигателем 6, имеющим раму 28 и лопасти 29. К валу 3 в нижней его части прикреплены лопатки 30, выполненные в виде дисков, имеющих повышенные, искусственные верхние и нижние поверхности (рифление, нанесение борозд и валиков) а к внутренней стенке теплогенерирующей секции 19 прикреплены неподвижные диски 31, расположенные между лопатками 30 в горизонтальной плоскости.
В теплоаккумулирующей секции 20 между перегородками 26 установлена по оси вала 3 медная втулка 32, имеющая зазор с валом. К втулке 32 радиально прикреплены одним концом медные прямоугольные пластины 33, теплоаккумулирующая секция 20 через патрубок 34 заполнена теплоаккумулирующим веществом.
В насосной секции 21 к верхней части вала 3 прикреплено рабочее колесо 35 насоса. Насосная секция 21 снабжена выходным патрубком 36 и крышкой 37, к которой прикреплен входной патрубок 38. Патрубок 39 прикреплен к нижней части теплогенерирующей секции 19, а теплогенерирующая секция 19 и теплоаккумулирующая секция 20 снабжены воздуховыпускными трубками 40 и 41 соответственно.
Можно отметить, что все секции теплогенератора 2 выполнены из стали с коэффициентом теплопроводности λст=45,4 Вт/(м·К), а втулка 32 и перегородки 26 выполнены из меди с λм=389,6 Вт/(м·К).
Выходной патрубок 36 через прямой трубопровод 42 соединен с петлевым змеевиком 43, размещенным в емкости 7, а обратный трубопровод 44 от змеевика 43 соединен с входным патрубком 38 насосной секции 21 теплогенератора 2.
Трубопровод холодной воды 45 соединен с емкостью 7 и душем 46, а трубопровод горячей воды 47 соединен с верхней внутренней частью емкости 7 и душем 46.
Нагреваемая лучами солнца поверхность экрана коллектора 1 может быть выполнена:
1 вариант - к трубкам 12 с обеих сторон крепятся продольные медные пластины 48.
2 вариант - сверху днища 15 рамы 14 под экраном прикрепляется зеркальная пленка 49.
Выполнение экрана в установке с медными трубками 12 и прикрепленными к ним с обеих сторон медными пластинами 48 способствует быстрому восприятию тепла солнечных лучей и передаче его циркулирующей по замкнутому контуру жидкости.
Выполнение втулки 32 из меди и крепление к ней радиально медных прямоугольных пластин 33 способствует быстрому восприятию втулкой тепла от нижней медной перегородки и передаче его верхней медной перегородке, а также теплоаккумулирующему веществу, например парафину.
Корпус 18 теплогенератора 2 и емкость 7 необходимо покрыть снаружи теплоизоляционным материалом, а душевую кабину разместить в утепленном помещении. При данном условии душевую гелиоветровую установку возможно использовать до наступления минусовых температур наружного воздуха.
Душевая гелиоветровая установка работает следующим образом.
Установку подготавливают к работе, т.е. заполняют емкость 7 и медные трубки 12 экрана солнечного коллектора 1 холодной водой, а секции теплогенератора 2 заполняют: теплогенерирующую секцию 19 - веретенным маслом, теплоаккумулирующую секцию 20 - в расплавленном виде парафином и насосную секцию 21 - холодной водой или антифризом, совместно со змеевиком 43 и трубопроводами 42 и 44.
При наличии солнца и ветра нагрев воды производится непосредственно в солнечном коллекторе 1 и в насосной секции 21 теплогенератора 2 путем теплопередачи от преобразующей механическую работу в тепловую энергию теплогенерирующей секции 19.
Нагретая лучами солнца в трубках 12 экрана вода через верхний коллектор 11 и трубопровод 16 поступает в емкость 7, а холодная вода по циркуляционному трубопроводу поступает в нижний коллектор 10.
Нагретая вода из насосной секции 21 теплогенератора 2 рабочим колесом 35 насоса через патрубок 36 и трубопровод 42 прогоняется через змеевик 43 в емкость 7 с обратным возвратом в насосную секцию 21. Петлевой змеевик 43 из медных труб передает тепло воде, находящейся в емкости 7, и тем самым поддерживает ее в нагретом состоянии круглые сутки при наличии ветра.
Из емкости 7 через трубопровод 47 горячая вода поступает в душ 46 для разбора на бытовые нужды.
При временном отсутствии ветра тепло от аккумулирующего вещества в теплоаккумулирующей секции 20 будет поступать через перегородку 26 в насосную секцию 21 и поддерживать ее температуру в рабочем интервале 65-70°С.
Предлагаемая душевая гелиоветровая установка может обеспечивать потребителя горячей водой с ранней весны и до поздней осени.
При вмонтировании в нижней части емкости 7 электрического нагревателя, запитанного от городской электросети, установка будет работать круглосуточно и круглый год.
Claims (3)
1. Душевая гелиоветровая установка, состоящая из плоского солнечного коллектора с экраном, теплогенератора, содержащего корпус с поярусно размещенными секциями, через которые вертикально проходит вал, соединенный через муфту с валом карусельного ветродвигателя, и водяной емкости, соединенной с душем трубопроводом горячей воды, отличающаяся тем, что экран солнечного коллектора выполнен из медных трубок, соединяющих нижний и верхний коллекторы, вдоль трубок с обеих сторон прикреплены по всей их длине медные пластины, а теплогенератор состоит из теплогенерирующей, теплоаккумулирующей и насосной секций, имеющих верхние и нижние фланцы, соединенные между собой через медные перегородки с прокладками и болтами, причем выходной патрубок насосной секции через трубопроводы и петлевой змеевик, размещенный в водяной емкости, гидравлически сообщен с входным патрубком, размещенным в крышке теплогенератора.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в теплоаккумулирующей секции, между медными перегородками, установлена на оси вала медная втулка, имеющая с ним зазор, к которой радиально прикреплены одним концом медные прямоугольные пластины, так же, как и втулка контактирующие с теплоаккумулирующим веществом.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что к валу теплогенератора прикреплены лопатки, выполненные в виде дисков, имеющих повышенные искусственные шероховатые верхние и нижние поверхности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007119345/06A RU2355955C2 (ru) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Душевая гелиоветровая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007119345/06A RU2355955C2 (ru) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Душевая гелиоветровая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007119345A RU2007119345A (ru) | 2008-11-27 |
RU2355955C2 true RU2355955C2 (ru) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007119345/06A RU2355955C2 (ru) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Душевая гелиоветровая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2355955C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101900457A (zh) * | 2010-07-29 | 2010-12-01 | 罗桂荣 | 太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置 |
-
2007
- 2007-05-24 RU RU2007119345/06A patent/RU2355955C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Калицун В.И. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация. - М.: Стройиздат, 2002, с.303. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101900457A (zh) * | 2010-07-29 | 2010-12-01 | 罗桂荣 | 太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007119345A (ru) | 2008-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jamar et al. | A review of water heating system for solar energy applications | |
Chopra et al. | Experimental performance evaluation of a novel designed phase change material integrated manifold heat pipe evacuated tube solar collector system | |
Tanha et al. | Performance of two domestic solar water heaters with drain water heat recovery units: Simulation and experimental investigation | |
Reddy et al. | State-of-the-art of solar thermal power plants—A review | |
Smyth et al. | Integrated collector storage solar water heaters | |
He et al. | Hybrid photovoltaic and thermal solar-collector designed for natural circulation of water | |
Deng et al. | Experimental research on the performance of household-type photovoltaic–thermal system based on micro-heat-pipe array in Beijing | |
CN204084894U (zh) | 一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器 | |
Souliotis et al. | Integrated collector storage solar water heaters: survey and recent developments | |
Cen et al. | Experimental study on a direct water heating PV-T technology | |
RU2618633C2 (ru) | Металлическое устройство для аккумулирования тепловой энергии | |
Rao et al. | A comprehensive review on integrated collector-storage solar water heaters | |
Zhou et al. | Experimental study and performance prediction of the PCM-antifreeze solar thermal system under cold weather conditions | |
Li et al. | Experimental investigation and annual performance mathematical-prediction on a novel LT-PV/T system using spiral-descent concentric copper tube heat exchanger as the condenser for large-scale application | |
Khalaf et al. | Enhancing the overall performance of the hybrid solar photovoltaic collector by open water cycle jet-cooling | |
CN102734942A (zh) | 分布式太阳能热电联供能源系统 | |
CN103733000A (zh) | 非正交的太阳能集热器与太阳能热电联产 | |
RU2355955C2 (ru) | Душевая гелиоветровая установка | |
CN205014650U (zh) | 方形内胆吸热和储热一体式热水器 | |
CN101963407A (zh) | 太阳能集热单元结构 | |
CN201688579U (zh) | 一种壁挂整体承压平板太阳能热水器 | |
Arekete | Performance of solar water heater in Akure, Nigeria | |
RU2491482C2 (ru) | Система солнечного горячего водоснабжения | |
Gagliano et al. | Energy analysis of hybrid solar thermal plants (PV/T) | |
CN104879931A (zh) | 一种承压平板式间接加热热水器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090525 |