RU2388974C1 - Multifunctional solar collector - Google Patents

Multifunctional solar collector Download PDF

Info

Publication number
RU2388974C1
RU2388974C1 RU2009120271/06A RU2009120271A RU2388974C1 RU 2388974 C1 RU2388974 C1 RU 2388974C1 RU 2009120271/06 A RU2009120271/06 A RU 2009120271/06A RU 2009120271 A RU2009120271 A RU 2009120271A RU 2388974 C1 RU2388974 C1 RU 2388974C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
absorber
housing
shaped profiles
collector according
shaped
Prior art date
Application number
RU2009120271/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иванович Казанджан (RU)
Борис Иванович Казанджан
Original Assignee
Борис Иванович Казанджан
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 Борис Иванович Казанджан filed Critical Борис Иванович Казанджан
Priority to RU2009120271/06A priority Critical patent/RU2388974C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2388974C1 publication Critical patent/RU2388974C1/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
    • 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

Abstract

FIELD: power engineering. ^ SUBSTANCE: multifunctional solar collector comprises monolithic body of heat insulation material, transparent barrier and absorber arranged in body. Body is arranged as ""-shaped. In body on its both sides there are end ""-shaped profiles installed. Transparent barrier is arranged on side protrusions of body and end ""-shaped profiles. Body and transparent barrier on sides are covered with outer ""-shaped profiles, and at end sides - by end covers that form together with ""-shaped profiles an inlet and outlet air chambers communicated to inner volume of body and outer air ducts. ^ EFFECT: improved reliability of solar collector design, functionality. ^ 9 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева воздушного и жидкого теплоносителей, а также в электрическую энергию.The invention relates to solar engineering and can be used, in particular, in devices that convert the electromagnetic radiation of the Sun into thermal energy for heating air and liquid coolants, as well as into electrical energy.

Известен солнечный коллектор, содержащий корпус из нескольких рам с четырьмя прямоугольными пластинами, обрамляющими коллектор, преимущественно прямоугольной формы, верхнее прозрачное ограждение и заднюю пластину, соединенные с рамами, абсорбер, расположенный в корпусе, выполненный с селективным покрытием, нанесенным на его переднюю сторону, обращенную к прозрачному ограждению, и снабженный продольными трубками для протекания жидкого теплоносителя, первый слой теплоизоляционного материала, размещенный между частями рам и абсорбером, и второй слой теплоизоляционного материала, размещенный между абсорбером и задней пластиной, причем теплоизоляционный материал образован из пенополистирола, а внутренний объем корпуса заполнен газом с низкой теплопроводностью, что усиливает принимающую способность коллектора (см. DE 20320220 U1, МПК F24J 2/46, 2004).A known solar collector comprising a housing of several frames with four rectangular plates framing the collector, mainly rectangular in shape, an upper transparent guard and a back plate connected to the frames, an absorber located in the housing, made with a selective coating applied to its front side facing to a transparent fence, and provided with longitudinal tubes for the flow of liquid coolant, the first layer of heat-insulating material placed between the parts of the frames and the absorber and a second layer of heat-insulating material located between the absorber and the back plate, the heat-insulating material being made of polystyrene foam and the internal volume of the body filled with gas with low thermal conductivity, which enhances the collector's receiving ability (see DE 20320220 U1, IPC F24J 2/46, 2004 )

Однако известный солнечный коллектор позволяет осуществлять нагрев только жидкостного теплоносителя. Кроме того, процесс его изготовления достаточно сложен и трудоемок.However, the known solar collector allows heating only the liquid coolant. In addition, the process of its manufacture is quite complicated and time-consuming.

Известен также солнечный коллектор, содержащий монолитный корпус из теплоизоляционного материала, например из вспененных полимеров типа полиуретан, полистирол, с дном, на котором выполнены углубления, прозрачное ограждение, размещенное между боковыми выступами корпуса, и абсорбер, расположенный в корпусе и прикрепленный к его дну с образованием каналов для протекания жидкого теплоносителя (см. RU 2134846, МПК F24J 2/04, 1999).Also known is a solar collector containing a monolithic body made of heat-insulating material, for example, of foamed polymers such as polyurethane, polystyrene, with a bottom on which recesses are made, a transparent guard located between the side protrusions of the body, and an absorber located in the body and attached to its bottom with the formation of channels for the flow of liquid coolant (see RU 2134846, IPC F24J 2/04, 1999).

Однако указанный солнечный коллектор позволяет осуществлять нагрев только жидкостного теплоносителя. Кроме того, его конструкция недостаточно надежна.However, the specified solar collector allows heating only the liquid coolant. In addition, its design is not reliable enough.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности конструкции солнечного коллектора, а также его функциональности.The objective of the present invention is to increase the reliability of the design of the solar collector, as well as its functionality.

Поставленная задача решается тем, что в многофункциональном солнечном коллекторе, содержащем монолитный корпус из теплоизоляционного материала, прозрачное ограждение и абсорбер, расположенный в корпусе, согласно изобретению корпус выполнен П-образным, в корпусе с обеих его торцевых сторон установлены торцевые П-образные профили, прозрачное ограждение размещено на боковых выступах корпуса и торцевых П-образных профилях, корпус и прозрачное ограждение с боковых сторон охвачены внешними П-образными профилями, а с торцевых сторон - торцевыми крышками, образующими с торцевыми П-образными профилями впускную и выпускную воздушные камеры, сообщенные с внутренним объемом корпуса и внешними воздуховодами.The problem is solved in that in a multifunctional solar collector containing a monolithic housing made of heat-insulating material, a transparent guard and an absorber located in the housing, according to the invention, the housing is made U-shaped, end U-shaped profiles are installed in the housing from both of its end sides, transparent the fence is placed on the side protrusions of the body and the end U-shaped profiles, the body and the transparent fence on the sides are covered by external U-shaped profiles, and on the end sides bubbled lids forming a U-shaped end profiles of the intake and exhaust air chamber communicated with the interior of the housing and the external air ducts.

Поставленная задача решается также тем, что коллектор может быть снабжен внутренними П-образными профилями, размещенными в корпусе, примыкающими к его боковым выступам и контактирующими верхними гранями с прозрачным ограждением.The problem is also solved by the fact that the collector can be equipped with internal U-shaped profiles placed in the housing, adjacent to its lateral protrusions and in contact with the upper faces with a transparent fence.

Поставленная задача решается также тем, что в обоих торцевых П-образных профилях могут быть выполнены отверстия, сообщающие внутренний объем корпуса с воздушными камерами.The problem is also solved by the fact that in both end U-shaped profiles can be made holes that communicate the internal volume of the housing with air chambers.

Поставленная задача решается также тем, что прозрачное ограждение может быть выполнено с продольными каналами, соединенными с впускной воздушной камерой, и снабжено заглушкой, закрывающей продольные каналы со стороны выпускной воздушной камеры, причем внутренняя стенка прозрачного ограждения может быть выполнена с отверстиями, примыкающими к торцевому П-образному профилю, образующему выпускную камеру, и сообщающими продольные каналы с внутренним объемом, абсорбер может быть выполнен с перепускными отверстиями, примыкающими к торцевому П-образному профилю, образующему впускную камеру, и сообщающими внутренний объем над абсорбером с внутренним объемом под абсорбером, а торцевой П-образный профиль, образующий выпускную камеру, может быть выполнен с отверстиями, соединяющими внутренний объем под абсорбером с выпускной камерой.The problem is also solved by the fact that the transparent fence can be made with longitudinal channels connected to the inlet air chamber, and provided with a plug that closes the longitudinal channels from the side of the exhaust air chamber, and the inner wall of the transparent fence can be made with holes adjacent to the end P -shaped profile forming the exhaust chamber, and communicating longitudinal channels with the internal volume, the absorber can be made with bypass holes adjacent to the ends mu U-shaped profile forming the inlet chamber, and informs the internal volume of the absorber to the inner volume below the absorber and the front U-shaped profile forming the outlet chamber may be provided with holes connecting the internal volume under the absorber with the outlet chamber.

Поставленная задача решается также тем, что абсорбер может быть выполнен с селективным покрытием, нанесенным на его переднюю сторону, обращенную к прозрачному ограждению.The problem is also solved by the fact that the absorber can be made with a selective coating deposited on its front side, facing the transparent fence.

Поставленная задача решается также тем, что абсорбер может быть снабжен фотоэлектрическими элементами, установленными на его передней стороне.The problem is also solved by the fact that the absorber can be equipped with photovoltaic cells mounted on its front side.

Поставленная задача решается также тем, что абсорбер может быть дополнительно снабжен средствами интенсификации теплообмена, размещенными на его тыльной стороне.The problem is also solved by the fact that the absorber can be additionally equipped with heat transfer intensification means located on its back side.

Поставленная задача решается также тем, что средства интенсификации теплообмена могут быть выполнены в виде штырьковых турбулизаторов.The problem is also solved by the fact that the means of intensifying heat transfer can be performed in the form of pin turbulators.

Поставленная задача решается также тем, что абсорбер может быть дополнительно снабжен продольными трубками для протекания жидкого теплоносителя, размещенными на его тыльной стороне.The problem is also solved by the fact that the absorber can be additionally equipped with longitudinal tubes for the flow of liquid coolant, located on its back side.

На фиг.1 представлен поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора.Figure 1 presents a cross section of the proposed solar collector.

На фиг.2 - продольный разрез А-А на фиг.1.Figure 2 is a longitudinal section aa in figure 1.

На фиг.3 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора с внутренними П-образными профилями.Figure 3 is a cross section of the proposed solar collector with internal U-shaped profiles.

На фиг.4 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора с вариантом установки внутренних П-образных профилей.Figure 4 is a cross section of the proposed solar collector with the option of installing internal U-shaped profiles.

На фиг.5 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора, прозрачное ограждение которого выполнено с продольными каналами.Figure 5 is a cross section of the proposed solar collector, a transparent fence which is made with longitudinal channels.

На фиг.6 - продольный разрез Б-Б на фиг.5.Figure 6 is a longitudinal section bB in figure 5.

На фиг.7 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора, абсорбер которого снабжен фотоэлектрическими элементами.7 is a cross section of the proposed solar collector, the absorber of which is equipped with photovoltaic cells.

На фиг.8 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора, абсорбер которого снабжен средствами интенсификации теплообмена, выполненными в виде штырьковых турбулизаторов.On Fig - cross section of the proposed solar collector, the absorber of which is equipped with means of intensification of heat transfer, made in the form of pin turbulators.

На фиг.9 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора, абсорбер которого снабжен продольными трубками для протекания жидкого теплоносителя.In Fig.9 is a cross section of the proposed solar collector, the absorber of which is equipped with longitudinal tubes for the flow of liquid coolant.

На фиг.10 - продольный разрез В-В на фиг.9.Figure 10 is a longitudinal section bb in figure 9.

Предлагаемый многофункциональный солнечный коллектор (фиг.1, 2) содержит монолитный корпус 1 из теплоизоляционного материала, прозрачное ограждение 2 и абсорбер 3, расположенный в корпусе 1. Корпус 1 выполнен П-образным. В корпусе 1 с обеих его торцевых сторон установлены торцевые П-образные профили 4. Прозрачное ограждение 2 размещено на боковых выступах 5 корпуса 1 и торцевых П-образных профилях 4. Корпус 1 и прозрачное ограждение 2 с боковых сторон охвачены внешними П-образными профилями 6, выполненными из металла или стеклопластика, а с торцевых сторон - торцевыми крышками 7, образующими с торцевыми П-образными профилями 4 впускную 8 и выпускную 9 воздушные камеры, сообщенные с внутренним объемом корпуса 1 и внешними воздуховодами (не показаны). Корпус 1 может быть выполнен, в частности, из вспененного материала, например из пенополиуретана, который обладает достаточной механической прочностью и малым коэффициентом теплопроводности. Прозрачное ограждение 2 может выполняться из стекла или полимерного материала, например из однослойного или многослойного поликарбоната. Прозрачное ограждение 2 оказывается при этом зажатым между внешними П-образными профилями 6 и корпусом 1 и при наличии упругого герметика на соприкасающихся поверхностях, компенсирующего тепловые расширения этих поверхностей, такая конструкция надежно защищает внутренний объем от попадания в него влаги и пыли из окружающей среды. Торцевые П-образные профили 4 служат опорой для прозрачного ограждения 2 с торцевых сторон. Коллектор (фиг.3, 4) может быть снабжен внутренними П-образными профилями 10 из тонкого металла или стеклопластика, размещенными в корпусе 1, примыкающими к его боковым выступам 5, контактирующими верхними гранями с прозрачным ограждением 2 и воспринимающими механическую нагрузку со стороны прозрачного ограждения 2. Эта нагрузка может быть значительной в зимние периоды за счет накопившегося снега. Прозрачное ограждение 2 в этом случае оказывается зажатым между внешними 6 и внутренними 10 П-образными профилями. Во внутренних П-образных профилях 10 могут быть установлены теплоизолирующие вставки 11. В обоих торцевых П-образных профилях 4 могут быть выполнены отверстия 12, сообщающие внутренний объем корпуса 1 с воздушными камерами 8, 9.The proposed multifunctional solar collector (figure 1, 2) contains a monolithic body 1 made of insulating material, a transparent fence 2 and an absorber 3 located in the housing 1. The housing 1 is made U-shaped. End U-shaped profiles 4 are installed in the housing 1 on both of its end sides. A transparent fence 2 is placed on the side protrusions 5 of the housing 1 and end U-shaped profiles 4. The housing 1 and the transparent fence 2 are surrounded on the sides by external U-shaped profiles 6 made of metal or fiberglass, and from the end sides - end caps 7, forming with end U-shaped profiles 4 inlet 8 and outlet 9 air chambers in communication with the internal volume of the housing 1 and external ducts (not shown). The housing 1 can be made, in particular, of foam material, for example, polyurethane foam, which has sufficient mechanical strength and low coefficient of thermal conductivity. The transparent guard 2 may be made of glass or a polymeric material, for example, of a single-layer or multi-layer polycarbonate. In this case, the transparent fence 2 is sandwiched between the external U-shaped profiles 6 and the housing 1 and in the presence of elastic sealant on the contacting surfaces, compensating for the thermal expansion of these surfaces, this design reliably protects the internal volume from moisture and dust from the environment. End U-shaped profiles 4 serve as a support for a transparent fence 2 from the end sides. The collector (Figs. 3, 4) can be equipped with internal U-shaped profiles 10 made of thin metal or fiberglass, placed in the housing 1, adjacent to its lateral protrusions 5, in contact with the upper faces with a transparent guard 2 and perceiving mechanical stress from the side of the transparent guard 2. This load can be significant in winter due to accumulated snow. The transparent fence 2 in this case is sandwiched between the outer 6 and inner 10 U-shaped profiles. Insulating inserts 11 can be installed in the internal U-shaped profiles 10. Holes 12 can be made in both end U-shaped profiles 4, communicating the internal volume of the housing 1 with air chambers 8, 9.

В варианте (фиг.5, 6) прозрачное ограждение 2 может быть выполнено с продольными каналами 13, соединенными с впускной воздушной камерой 8, и снабжено заглушкой 14, закрывающей продольные каналы 13 со стороны выпускной воздушной камеры 9. При этом внутренняя стенка 15 прозрачного ограждения 2 может быть выполнена с отверстиями 16, примыкающими к торцевому П-образному профилю 4, образующему выпускную камеру 9, и сообщающими продольные каналы 13 с внутренним объемом. Абсорбер 3 может быть выполнен с перепускными отверстиями 17, примыкающими к торцевому П-образному профилю 4, образующему впускную камеру 8, и сообщающими внутренний объем над абсорбером 3 с внутренним объемом под абсорбером 3. А торцевой П-образный профиль 4, образующий выпускную камеру 9, выполнен с отверстиями 18, соединяющими внутренний объем под абсорбером 3 с выпускной камерой 9.In the embodiment (FIGS. 5, 6), the transparent fence 2 can be made with longitudinal channels 13 connected to the inlet air chamber 8, and provided with a plug 14 covering the longitudinal channels 13 from the side of the exhaust air chamber 9. In this case, the inner wall 15 of the transparent fence 2 can be made with holes 16 adjacent to the end U-shaped profile 4, forming the exhaust chamber 9, and communicating the longitudinal channels 13 with the internal volume. The absorber 3 can be made with bypass holes 17 adjacent to the end U-shaped profile 4, forming the inlet chamber 8, and communicating the internal volume above the absorber 3 with the internal volume under the absorber 3. And the end U-shaped profile 4, forming the exhaust chamber 9 made with holes 18 connecting the internal volume under the absorber 3 with the exhaust chamber 9.

Абсорбер 3 может быть выполнен с селективным покрытием, нанесенным на его переднюю сторону, обращенную к прозрачному ограждению 2. В варианте (фиг.7) абсорбер 3 может быть снабжен фотоэлектрическими элементами 19, установленными на его передней стороне. Абсорбер 3 (фиг.8) дополнительно может быть снабжен средствами интенсификации теплообмена, размещенными на его тыльной стороне, выполненными, например, в виде штырьковых турбулизаторов 20. Кроме того, абсорбер 3 (фиг.9) дополнительно может быть снабжен продольными трубками 21 для протекания жидкого теплоносителя, размещенными на его тыльной стороне.The absorber 3 can be made with a selective coating deposited on its front side facing the transparent fence 2. In the embodiment (Fig. 7), the absorber 3 can be equipped with photovoltaic elements 19 mounted on its front side. The absorber 3 (Fig. 8) can additionally be equipped with heat exchange intensification means located on its rear side, made, for example, in the form of pin turbulators 20. In addition, the absorber 3 (Fig. 9) can additionally be equipped with longitudinal flow tubes 21 liquid coolant placed on its back side.

Описываемый коллектор работает следующим образом. Солнечные лучи, проходя через прозрачное ограждение 2 (фиг.1, 2), попадают на поверхность абсорбера 3, имеющую селективное покрытие, и поглощаются ею, в результате чего поверхность абсорбера 3 нагревается. Воздух от общего воздуховода (не показан) подается во впускную камеру 8, затем через отверстия 12 в торцевом П-образном профиле 4 поступает во внутренний объем корпуса 1, в котором находится абсорбер 3, омывает абсорбер 3 с передней и тыльной сторон, нагревается и через отверстия 12 в противоположном торцевом П-образном профиле 4 проходит в выпускную камеру 9, а из нее направляется либо потребителям, либо в последовательно соединенный воздушный коллектор или коллекторы (не показаны) для догрева его до более высокой температуры.The described collector operates as follows. The sun's rays passing through the transparent enclosure 2 (FIGS. 1, 2) fall on the surface of the absorber 3 having a selective coating and are absorbed by it, as a result of which the surface of the absorber 3 heats up. Air from a common duct (not shown) is supplied to the inlet chamber 8, then through the openings 12 in the end U-shaped profile 4 it enters the internal volume of the housing 1, in which the absorber 3 is located, washes the absorber 3 from the front and back sides, heats up and through holes 12 in the opposite end U-shaped profile 4 passes into the exhaust chamber 9, and from it is directed either to consumers or to a series-connected air collector or collectors (not shown) to warm it to a higher temperature.

В варианте (фиг.5, 6) воздух из впускной камеры 8 поступает в каналы 13 прозрачного ограждения 2, выполненного из многослойного ячеистого прозрачного материала, например из ячеистого поликарбоната, затем, дойдя до заглушки 14, через отверстия 16 во внутренней стенке 15 прозрачного ограждения 2 проходит во внутренний объем над абсорбером 3, на противоположном конце абсорбера 3 разворачивается и через перепускные отверстия 17 входит во внутренний объем под абсорбером 3, после чего через отверстия 18 в торцевом П-образном профиле 4 поступает в выпускную камеру 9. При такой организации воздушного потока внутри коллектора уменьшаются тепловые потери, возникающие вследствие нагрева прозрачного ограждения 2 солнечной радиацией с внешней стороны и потоком тепла со стороны абсорбера 3.In the embodiment (FIGS. 5, 6), air from the inlet chamber 8 enters the channels 13 of the transparent fence 2, made of a multilayer cellular transparent material, for example, of cellular polycarbonate, then, reaching the plug 14, through the holes 16 in the inner wall 15 of the transparent fence 2 passes into the internal volume above the absorber 3, at the opposite end of the absorber 3 is deployed and through the bypass holes 17 enters the internal volume under the absorber 3, after which it enters the outlet through the holes 18 in the end U-shaped profile 4 chamber 9. With this air flow within the reservoir are reduced heat losses arising from heating the transparent enclosure 2 of solar radiation on the outside, and heat flow from the absorber 3.

У солнечных фотоэлектрических элементов 19 (фиг.7) коэффициент полезного действия снижается при повышении температуры. Охлаждение фотоэлементов 19 с помощью потока воздуха обеспечивает понижение температуры фотоэлементов 19, что повышает их кпд, одновременно обеспечивая наиболее эффективное использование поступающей солнечной радиации, так как уменьшение температуры абсорбера 3 уменьшает потери тепла из коллектора в окружающую среду. При использовании многофункционального коллектора поток энергии, получаемой от Солнца, разделяется на две части: одна часть энергии идет на нагрев воздуха, а другая часть отводится в виде электроэнергии. В результате температура воздуха на выходе из коллектора оказывается меньше, чем в случае, когда отвод энергии осуществлялся бы только воздухом. Если потребителю требуется более высокая температура воздуха, то последовательно с таким коллектором может устанавливаться коллектор, представленный на фиг.1, 2.For solar photovoltaic cells 19 (Fig. 7), the efficiency decreases with increasing temperature. The cooling of the solar cells 19 by means of an air stream provides a decrease in the temperature of the solar cells 19, which increases their efficiency, while at the same time ensuring the most efficient use of incoming solar radiation, since lowering the temperature of the absorber 3 reduces the heat loss from the collector to the environment. When using a multifunctional collector, the flow of energy received from the Sun is divided into two parts: one part of the energy goes to heat the air, and the other part is diverted in the form of electricity. As a result, the air temperature at the outlet of the collector turns out to be lower than in the case when energy would be removed only by air. If the consumer requires a higher air temperature, then in series with such a collector, the collector shown in figures 1, 2 can be installed.

Средства интенсификации теплообмена (фиг.8), выполненные, например, в виде штырьковых турбулизаторов 20, размещенных на тыльной стороне абсорбера 3, увеличивают площадь теплообмена абсорбера 3 с проходящим во внутреннем объеме корпуса 1 воздушным потоком и тем самым повышается коэффициент теплоотдачи от абсорбера 3 воздушному потоку.Means of intensifying heat transfer (Fig. 8), made, for example, in the form of pin turbulators 20 located on the back of the absorber 3, increase the heat exchange area of the absorber 3 with the air flow passing in the internal volume of the housing 1 and thereby increase the heat transfer coefficient from the absorber 3 to the air flow.

В варианте (фиг.9, 10) солнечные лучи, проходя через прозрачное ограждение 2, попадают на поверхность абсорбера 3, на передней стороне которого установлены фотоэлектрические элементы 19, и поглощаются ими, в результате чего поверхности абсорбера 3 и фотоэлектрических элементов 19 нагреваются. Воздух от общего воздуховода (не показан) подается во впускную камеру 8, затем через отверстия 12 в торцевом П-образном профиле 4 поступает во внутренний объем корпуса 1, в котором находится абсорбер 3, омывает абсорбер 3 с передней и тыльной сторон, а также фотоэлектрические элементы 19, нагревается и через отверстия 12 в противоположном торцевом П-образном профиле 4 проходит в выпускную камеру 9, а из нее направляется либо потребителям, либо в последовательно соединенный воздушный коллектор или коллекторы (не показаны) для догрева его до более высокой температуры. Одновременно в коллектор поступает жидкий теплоноситель, который, проходя по трубкам 21, размещенным на тыльной стороне абсорбера 3, отводит тепло от фотоэлементов 19 и направляется в емкость (не показана), где низкопотенциальное тепло утилизируется одним из известных способов. Например, в роли утилизирующей емкости может быть использован бак, из которого тепло отбирается тепловым насосом и отводится потребителям горячей воды, а охлажденная вода возвращается в коллектор. Другим примером емкости-утилизатора может служить плавательный бассейн, где температура обычно поддерживается на уровне, не превышающим 25°С.In the embodiment (Figs. 9, 10), the sun's rays passing through the transparent enclosure 2 fall on the surface of the absorber 3, on the front side of which the photovoltaic elements 19 are mounted, and are absorbed by them, as a result of which the surfaces of the absorber 3 and the photovoltaic elements 19 are heated. Air from a common duct (not shown) is supplied to the inlet chamber 8, then through the openings 12 in the end U-shaped profile 4 it enters the internal volume of the housing 1, in which the absorber 3 is located, washes the absorber 3 from the front and back sides, as well as photoelectric elements 19, is heated and passes through openings 12 in the opposite end U-shaped profile 4 to the exhaust chamber 9, and from it is sent either to consumers or to a series-connected air collector or collectors (not shown) to warm it to more sokoy temperature. At the same time, a liquid coolant enters the collector, which, passing through the tubes 21 located on the back of the absorber 3, removes heat from the photocells 19 and is sent to a tank (not shown), where the low-grade heat is utilized by one of the known methods. For example, a tank can be used as a utilizing tank, from which heat is taken out by a heat pump and is transferred to consumers of hot water, and chilled water is returned to the collector. Another example of a recovery tank is a swimming pool, where the temperature is usually maintained at a level not exceeding 25 ° C.

В данном коллекторе жидкий и воздушный теплоносители нагреваются до более низкой температуры, чем в случае их отдельного участия в процессе охлаждения абсорбера 3 с фотоэлементами 19. Чтобы увеличить температуру воздушного и жидкостного теплоносителей до более высокого уровня, многофункциональный коллектор (или коллекторы) могут соединяться либо последовательно друг с другом, либо использоваться в комбинации с более простыми однофункциональными коллекторами, нагревающими каждый теплоноситель по отдельности.In this collector, the liquid and air coolants are heated to a lower temperature than if they are separately involved in the cooling process of the absorber 3 with photocells 19. To increase the temperature of the air and liquid coolants to a higher level, the multifunction collector (or collectors) can be connected either in series with each other, or be used in combination with simpler, single-function collectors that heat each coolant individually.

Claims (9)

1. Многофункциональный солнечный коллектор, содержащий монолитный корпус из теплоизоляционного материала, прозрачное ограждение и абсорбер, расположенный в корпусе, отличающийся тем, что корпус выполнен П-образным, в корпусе с обеих его торцевых сторон установлены торцевые П-образные профили, прозрачное ограждение размещено на боковых выступах корпуса и торцевых П-образных профилях, корпус и прозрачное ограждение с боковых сторон охвачены внешними П-образными профилями, а с торцевых сторон - торцевыми крышками, образующими с торцевыми П-образными профилями впускную и выпускную воздушные камеры, сообщенные с внутренним объемом корпуса и внешними воздуховодами.1. A multifunctional solar collector comprising a monolithic body of heat-insulating material, a transparent fence and an absorber located in the housing, characterized in that the housing is U-shaped, end U-shaped profiles are installed in the housing on both its end sides, the transparent fence is placed on the side protrusions of the body and the front U-shaped profiles, the body and the transparent guard on the sides are covered by external U-shaped profiles, and on the end sides by the end caps forming with the end -shaped profiles of the intake and exhaust air chamber communicated with the interior of the housing and the external air ducts. 2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен внутренними П-образными профилями, размещенными в корпусе, примыкающими к его боковым выступам и контактирующими верхними гранями с прозрачным ограждением.2. The collector according to claim 1, characterized in that it is equipped with internal U-shaped profiles located in the housing, adjacent to its lateral protrusions and in contact with the upper faces with a transparent fence. 3. Коллектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в обоих торцевых П-образных профилях выполнены отверстия, сообщающие внутренний объем корпуса с воздушными камерами.3. The collector according to claim 1 or 2, characterized in that in both end U-shaped profiles holes are made that communicate the internal volume of the housing with air chambers. 4. Коллектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что прозрачное ограждение выполнено с продольными каналами, соединенными с впускной воздушной камерой, и снабжено заглушкой, закрывающей продольные каналы со стороны выпускной воздушной камеры, причем внутренняя стенка прозрачного ограждения выполнена с отверстиями, примыкающими к торцевому П-образному профилю, образующему выпускную камеру, и сообщающими продольные каналы с внутренним объемом, абсорбер выполнен с перепускными отверстиями, примыкающими к торцевому П-образному профилю, образующему впускную камеру, и сообщающими внутренний объем над абсорбером с внутренним объемом под абсорбером, а торцевой П-образный профиль, образующий выпускную камеру, выполнен с отверстиями, соединяющими внутренний объем под абсорбером с выпускной камерой.4. The collector according to claim 1 or 2, characterized in that the transparent fence is made with longitudinal channels connected to the inlet air chamber, and is equipped with a plug that closes the longitudinal channels on the side of the exhaust air chamber, the inner wall of the transparent fence made with holes adjacent to the end U-shaped profile, forming the exhaust chamber, and communicating the longitudinal channels with the internal volume, the absorber is made with bypass holes adjacent to the end U-shaped profile, forming he inlet chamber, and informs the internal volume of the absorber to the inner volume below the absorber and the front U-shaped profile, forming an outlet chamber, provided with holes connecting the internal volume under the absorber with the outlet chamber. 5. Коллектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что абсорбер выполнен с селективным покрытием, нанесенным на его переднюю сторону, обращенную к прозрачному ограждению.5. The collector according to claim 1 or 2, characterized in that the absorber is made with a selective coating deposited on its front side facing the transparent fence. 6. Коллектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что абсорбер снабжен фотоэлектрическими элементами, установленными на его передней стороне.6. The collector according to claim 1 or 2, characterized in that the absorber is equipped with photovoltaic elements mounted on its front side. 7. Коллектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что абсорбер дополнительно снабжен средствами интенсификации теплообмена, размещенными на его тыльной стороне.7. The collector according to claim 1 or 2, characterized in that the absorber is additionally equipped with heat exchange intensification means located on its back side. 8. Коллектор по п.7, отличающийся тем, что средства интенсификации теплообмена выполнены в виде штырьковых турбулизаторов.8. The collector according to claim 7, characterized in that the means of intensifying heat transfer are made in the form of pin turbulators. 9. Коллектор по п.6, отличающийся тем, что абсорбер дополнительно снабжен продольными трубками для протекания жидкого теплоносителя, размещенными на его тыльной стороне. 9. The collector according to claim 6, characterized in that the absorber is additionally equipped with longitudinal tubes for the flow of liquid coolant, located on its rear side.
RU2009120271/06A 2009-05-28 2009-05-28 Multifunctional solar collector RU2388974C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120271/06A RU2388974C1 (en) 2009-05-28 2009-05-28 Multifunctional solar collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120271/06A RU2388974C1 (en) 2009-05-28 2009-05-28 Multifunctional solar collector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2388974C1 true RU2388974C1 (en) 2010-05-10

Family

ID=42674001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120271/06A RU2388974C1 (en) 2009-05-28 2009-05-28 Multifunctional solar collector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2388974C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037015A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Kostadinov Mikhail Petrov Pipeless heating and insulating solar panel
WO2013037016A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Kostadinov Mikhail Petrov Set of components for the assembly of pipeless insulating solar panels
WO2014058543A1 (en) * 2012-10-11 2014-04-17 James Bushong Improved solar energy collectors and methods for solar energy systems
RU2538152C2 (en) * 2012-06-15 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" Multifunctional solar collector
RU2569780C1 (en) * 2014-08-20 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Double-sided solar collector
RU2624162C1 (en) * 2016-05-04 2017-06-30 Андрей Леонидович Шпади Multi-operated solar collecting panel
RU2733154C1 (en) * 2019-03-29 2020-09-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Photoelectric thermal module with composite metal-polymer structure of heat absorber
RU2755204C1 (en) * 2021-03-10 2021-09-14 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar house

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037015A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Kostadinov Mikhail Petrov Pipeless heating and insulating solar panel
WO2013037016A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Kostadinov Mikhail Petrov Set of components for the assembly of pipeless insulating solar panels
RU2538152C2 (en) * 2012-06-15 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" Multifunctional solar collector
WO2014058543A1 (en) * 2012-10-11 2014-04-17 James Bushong Improved solar energy collectors and methods for solar energy systems
RU2569780C1 (en) * 2014-08-20 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Double-sided solar collector
RU2624162C1 (en) * 2016-05-04 2017-06-30 Андрей Леонидович Шпади Multi-operated solar collecting panel
RU2733154C1 (en) * 2019-03-29 2020-09-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Photoelectric thermal module with composite metal-polymer structure of heat absorber
RU2755204C1 (en) * 2021-03-10 2021-09-14 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar house

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2388974C1 (en) Multifunctional solar collector
CN103718310B (en) Unpowered cooling type solar panel
US20120262040A1 (en) Solar panel housing
CN102183099B (en) Photovoltaic and photothermal complementary flat plate solar component
KR100860202B1 (en) Solar Module Attach With Absorb Heat Panel
EP3472531B1 (en) Sandwich roof panels to serve as thermal collectors
EP2746692A1 (en) Natural circulation solar system integrated within a solar collector, and a system comprising a plurality of said collectors
RU94676U1 (en) FLAT SUNNY COLLECTOR
US6857425B2 (en) Solar energy collector system
US20100108054A1 (en) Optically efficient and thermally protected solar heating apparatus and method
RU2387931C1 (en) Multi-purpose solar collector
US20140083483A1 (en) Solar tile
WO2019186161A1 (en) Hybrid photovoltaic-thermal collector
KR102364683B1 (en) Building integrated air type photohvoltaic-thermal collector
KR100682580B1 (en) Heat collector and heat-collection system using the same
JP2014228179A (en) Sunlight cogeneration device, sunlight cogeneration system
RU2485417C1 (en) Solar collector
RU118728U1 (en) FLAT SUNNY COLLECTOR
JP2011222824A (en) Waste heat recovery method with solar cell module and waste heat recovery apparatus therewith
EP2058604B1 (en) Improved solar collector
KR102441796B1 (en) Building integrated air type photohvoltaic-thermal collector
US20240088831A1 (en) Hybrid solar panel with a transparent liquid thermal collector, the method of manufacturing of the hyprid solar panel
RU2569780C1 (en) Double-sided solar collector
CN104456982A (en) Assembling type ceramic plate solar collector integrated with balcony and solar water heating system
RU2455584C1 (en) Solar module and combined solar power plant on its basis

Legal Events

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

Effective date: 20150529