RU2491482C2 - Система солнечного горячего водоснабжения - Google Patents

Система солнечного горячего водоснабжения Download PDF

Info

Publication number
RU2491482C2
RU2491482C2 RU2011136485/06A RU2011136485A RU2491482C2 RU 2491482 C2 RU2491482 C2 RU 2491482C2 RU 2011136485/06 A RU2011136485/06 A RU 2011136485/06A RU 2011136485 A RU2011136485 A RU 2011136485A RU 2491482 C2 RU2491482 C2 RU 2491482C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hot water
solar
water
heat
water supply
Prior art date
Application number
RU2011136485/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011136485A (ru
Inventor
Андрей Владимирович Бастрон
Евгений Михайлович Судаев
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет"
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 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет"
Priority to RU2011136485/06A priority Critical patent/RU2491482C2/ru
Publication of RU2011136485A publication Critical patent/RU2011136485A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2491482C2 publication Critical patent/RU2491482C2/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Abstract

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для горячего водоснабжения с использованием солнечной энергии с дублированием от источника электрической энергии (ветроэлектрической станции, электрического ввода и т.п.). В системе солнечного горячего водоснабжения, включающей солнечный коллектор из вакуумированных трубок, теплоотводящие концы которых расположены в термоизолированной емкости с подводящим для холодной воды и отводящим для горячей воды патрубками. Указанная емкость выполнена в виде бака-аккумулятора, снабженного устройством для сбора горячей воды, выполненным в виде плавающей платформы, нижняя поверхность которой выполнена конусообразно, с отверстием посередине, в которое установлено водозаборное устройство, в нижней части которого установлен ТЭН, над которым выполнено отверстие, при этом водозаборное устройство соединено гофрированным шлангом с патрубком горячей воды, соединенным через нагнетательный насос с трубопроводом горячей воды. Техническим результатом является повышение надежности (бесперебойности) горячего водоснабжения при применении гелиоустановок и электрической энергии, а также повышение эффективности преобразования солнечной энергии в тепловую. 1 ил.

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для горячего водоснабжения с использованием солнечной энергии с дублированием от источника электрической энергии (ветроэлектрической станции, электрического ввода и т.п.).
Известно устройство для горячего водоснабжения [1], содержащее солнечный коллектор, трехсекционный бак-аккумулятор, в верхней секции которого расположен дополнительный нагреватель, электрически связанный с ветроэлектроагрегатом, средняя секция бака-аккумулятора снабжена нагревателем, электрически связанным с ветроэлектроагрегатом, теплообменником, связанным с дублирующим источником энергии, и теплообменником, вход которого связан с выходом солнечного коллектора через трехходовой клапан, а выход - с входом дополнительного теплообменника, расположенного в нижней секции бака-аккумулятора и своим выходом связанного с входом солнечного коллектора через обратный клапан, причем вход дополнительного теплообменника соединен перемычкой с трехходовым клапаном, а также введены насос для перекачивания воды из верхней секции бака-аккумулятора в его среднюю секцию и насос для перекачивания воды из нижней секции бака-аккумулятора в его среднюю (или верхнюю) секцию через трехходовой клапан, установленный на нагнетательном патрубке этого насоса.
Основным недостатком данного устройства является сложность конструкции.
Известна конструкция солнечного коллектора [2], включающая корпус коллектора с теплообменным каналом, вакуумные тепловые трубы, селективное покрытие, пробки, тепловые стержни с испарителями и поглощающими пластинами, принятая нами за прототип.
Испарители тепловых стержней в указанной конструкции снабжены уплотнителями и стойками из материала, не проводящего тепло, на которых закреплены рычаги и шарнирно связанная с ними тяга, приводимая в действие приводом, причем на одну поверхность поглощающей пластины нанесено селективное покрытие, а на противолежащую поверхность нанесено светоотражающее покрытие, а между поглощающими пластинами и тепловым стержнем нанесен слой теплопроводной пасты.
Прототип имеет существенный недостаток, а именно, предложенная конструкция является, по сути, проточным солнечным водонагревателем, поэтому температура теплоносителя, проходящего через теплообменный канал, будет зависеть не только от интенсивности солнечной радиации и поглощательной способности поглощающей солнечную радиацию пластины, но от температуры и скорости течения теплоносителя. Следовательно, при высокой интенсивности солнечной радиации и малом расходе теплоносителя тепловые стержни могут нагреть теплоноситель до кипения, что недопустимо, и, наоборот, при низкой интенсивности солнечной радиации и большом расходе теплоносителя тепловые стержни не обеспечат нагрев теплоносителя до требуемой температуры.
Техническим результатом предложенной нами конструкции ССГВ с вакуумированным трубчатым солнечным коллектором является повышение надежности (бесперебойности) горячего водоснабжения при совместном применении гелио-, ветроустановок и электрической энергии от энергетического ввода, а также повышение эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии в тепловую.
Технический результат достигается тем, что в системе солнечного горячего водоснабжения, включающей солнечный коллектор из вакуумированных трубок, теплоотводящие концы которых расположены в термоизолированной емкости с подводящим, для холодной воды и отводящим, для горячей воды, патрубками, указанная емкость выполнена в виде бака-аккумулятора, снабженного устройством для сбора горячей воды, выполненном в виде плавающей платформы, нижняя поверхность которой выполнена конусообразно, с отверстием посередине, в которое установлено водозаборное устройство, в нижней части которого установлен ТЭН, над которым выполнено отверстие, при этом водозаборное устройство соединено гофрированным шлангом с патрубком горячей воды, соединенным через нагнетательный насос с трубопроводом горячей воды.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана принципиальная схема устройства.
Система солнечного горячего водоснабжения устроена следующим образом. Холодная вода по трубопроводу через патрубки 1 поступает в бак-аккумулятор 2 (фиг.1). Для снижения потерь тепловой энергии бак имеет термоизоляцию 3. Солнечная радиация, поступающая на поверхность стеклянной вакуумированной тепловой трубки с теплопроводящим стержнем 4, частично отражается от стекла, частично поглощается стеклом. Большая часть, за счет цилиндрической формы стеклянной трубки, фокусируется на поверхности селективного покрытия, расположенного на внешней поверхности теплопроводящего стержня, независимо от положения Солнца на горизонте. Часть солнечной энергии отражается от селективного покрытия и теряется через стекло и вакуум. Солнечная радиация, преобразованная в тепловую энергию, нагревает холодную воду в нижней части бака-аккумулятора 2. Бак снабжен устройством для сбора горячей воды, выполненным в виде плавающей платформы 5 (например, из пенопласта). Нижняя поверхность платформы 5 выполнена конусообразно, с отверстием посередине, в которое установлено водозаборное устройство 6. В нижней части водозаборного устройства установлены ТЭНы 7. Над ТЭНами 7 выполнено отверстие 8. Водозаборное устройство 6 соединено гофрированным шлангом 9 с патрубком горячей воды 10, соединенным через нагнетательный насос 11 с трубопроводом горячей воды 12. ТЭНы 7 могут быть выполнены в виде нескольких групп, каждая из которых подключена к разным источникам электропитания, при этом одна из групп ТЭН 7 подключена к электрической сети энерговвода объекта горячего водоснабжения, а другая к генератору ветроэлектрической станции (не показана).
Система солнечного горячего водоснабжения работает следующим образом.
В первоначальный момент (раннее утро), когда горячая вода израсходована, устанавливается (например, контроллером) необходимый минимальный уровень воды в баке путем открытия электромагнитного клапана (не показан) на трубопроводе холодной воды. Платформа 5 опирается на опоры и холодная вода через два патрубка 1 (слева и справа), поступая в бак, омывает горячие концы теплопроводящих стержней тепловых трубок 4. Нагреваясь, горячая вода за счет конвекции поднимается вверх и через отверстие 8 в водозаборном устройстве 6 растекается в верхнем слое, обеспечивая постоянную конвекцию воды в водонагревателе. По мере нагрева воды в баке 2, интенсивность нагрева теплопроводящими стержнями падает, тогда, при заданной температуре, уровень воды, открытием клапана, повышают до следующей отметки. Платформа 5 всплывает. Плавучесть ее рассчитана таким образом, чтобы ТЭНы 7 и отверстие 8 находились в воде. Потребитель открывает кран горячей воды, контроллером включается нагнетательный насос 11, верхний, наиболее горячий слой воды, подается через отверстие 8 и гофрированный шланг 9 потребителю. По мере расхода горячей воды платформа 5 опускается. При достижении минимального уровня (платформа упирается опорами в дно бака), через электромагнитный клапан и патрубки 1, в бак-аккумулятор 2 вновь подается холодная вода. Если потребитель по-прежнему нуждается в горячей воде, а солнечной энергии недостаточно для интенсивного нагрева воды (температура воды ниже заданной), контроллер информирует потребителя и по его команде (или заблаговременного разрешения) включаются ТЭН 7.
Установка ТЭН 7 на плавающей платформе 5 позволяет повысить эффективность нагрева воды за счет того, что ТЭНы подогревают предварительно нагретую солнечной энергией воду. ТЭНы, как отмечалось ранее, могут быть также подключены к ветроэлектрической станции соответствующей мощности.
Таким образом, предлагаемая система солнечного горячего водоснабжения обеспечивает повышение надежности горячего водоснабжения при совместном применении гелио-, ветроустановок и электрической энергии от энергетического ввода и эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии в тепловую, а также повышение потребительских свойств водонагревателя за счет того, что независимо от вида источника энергообеспечения и интенсивности его работы потребителю всегда поступает горячая вода с максимально возможной в данный момент температурой.
Предлагаемая конструкция системы солнечного горячего водоснабжения может быть легко технически реализована при использовании солнечного водонагревателя НМ-16х18/58 с вакуумированными трубками и ветроэнергетического комплекса ВП-3,72.
Источники информации
1. Патент RU 2228492, F24D 17/00. Устройство для горячего водоснабжения. Опубликовано: 10.05.2004. Бюл. №13.
2. Патент RU 94316, F24J 2/05. Панель солнечного коллектора. Опубликовано: 20.05.2010. Бюл. №14.

Claims (1)

  1. Система солнечного горячего водоснабжения, включающая солнечный коллектор из вакуумированных трубок, теплоотводящие концы которых расположены в термоизолированной емкости с подводящим, для холодной воды и отводящим, для горячей воды, патрубками, отличающаяся тем, что указанная емкость выполнена в виде бака-аккумулятора, снабженного устройством для сбора горячей воды, выполненным в виде плавающей платформы, нижняя поверхность которой выполнена конусообразно, с отверстием посередине, в которое установлено водозаборное устройство, в нижней части которого установлен ТЭН, над которым выполнено отверстие, при этом водозаборное устройство соединено гофрированным шлангом с патрубком горячей воды, соединенным через нагнетательный насос с трубопроводом горячей воды.
RU2011136485/06A 2011-09-01 2011-09-01 Система солнечного горячего водоснабжения RU2491482C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011136485/06A RU2491482C2 (ru) 2011-09-01 2011-09-01 Система солнечного горячего водоснабжения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011136485/06A RU2491482C2 (ru) 2011-09-01 2011-09-01 Система солнечного горячего водоснабжения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011136485A RU2011136485A (ru) 2013-03-10
RU2491482C2 true RU2491482C2 (ru) 2013-08-27

Family

ID=49123157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011136485/06A RU2491482C2 (ru) 2011-09-01 2011-09-01 Система солнечного горячего водоснабжения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2491482C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183123U1 (ru) * 2017-05-22 2018-09-11 Алил Алиомарович Ахмедов Солнечный водонагреватель прямого нагрева с вакуумной трубкой
RU190986U1 (ru) * 2019-04-23 2019-07-18 Алексей Леонидович Торопов Солнечный водонагреватель
RU2704506C1 (ru) * 2019-02-14 2019-10-29 Алексей Леонидович Торопов Солнечный водонагреватель

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113659A (en) * 1991-03-27 1992-05-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Solar thermal energy receiver
RU2105935C1 (ru) * 1996-03-21 1998-02-27 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Теплоприемник-аккумулятор энергетической установки
RU2107232C1 (ru) * 1990-12-21 1998-03-20 Хелиотхерм Ой Собирающее устройство для солнечной энергии
RU94316U1 (ru) * 2010-01-25 2010-05-20 Апанди Абакарович Давыдов Панель солнечного коллектора

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2107232C1 (ru) * 1990-12-21 1998-03-20 Хелиотхерм Ой Собирающее устройство для солнечной энергии
US5113659A (en) * 1991-03-27 1992-05-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Solar thermal energy receiver
RU2105935C1 (ru) * 1996-03-21 1998-02-27 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Теплоприемник-аккумулятор энергетической установки
RU94316U1 (ru) * 2010-01-25 2010-05-20 Апанди Абакарович Давыдов Панель солнечного коллектора

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183123U1 (ru) * 2017-05-22 2018-09-11 Алил Алиомарович Ахмедов Солнечный водонагреватель прямого нагрева с вакуумной трубкой
RU2704506C1 (ru) * 2019-02-14 2019-10-29 Алексей Леонидович Торопов Солнечный водонагреватель
RU190986U1 (ru) * 2019-04-23 2019-07-18 Алексей Леонидович Торопов Солнечный водонагреватель

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011136485A (ru) 2013-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100983887B1 (ko) 진공관을 이용한 태양열 집열기 일체형 태양열 온수기
CN204084894U (zh) 一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器
CN101464108A (zh) 波纹状相变蓄热元件
CN104833253A (zh) 一种带相变蓄热的单罐蓄热装置及其使用方法
CN106766237A (zh) 全天候光热光伏一体化自动控制热管热水器
CN102252303A (zh) 太阳能蒸汽动力装置
CN106556165B (zh) 一种安装于厂房屋顶的太阳能蒸汽蓄热系统
RU2491482C2 (ru) Система солнечного горячего водоснабжения
CN201973897U (zh) 以气体为工作介质的分体式太阳能热水器
CN206410339U (zh) 全天候光热光伏一体化自动控制热管热水器
CN202581852U (zh) 无动力循环即热式太阳能热水器
CN103629827A (zh) 一种大容量井式太阳能集热-蓄热装置
CN203464512U (zh) 太阳能光热采集器、光热电采集板和太阳能采暖热水系统
CN201318740Y (zh) 电热真空超导供暖装置
CN210832580U (zh) 相变控温的真空管防爆增效热水器
CN201327209Y (zh) 内置导热水管分体式太阳能热水器
CN206207764U (zh) 换热式太阳能热水器
CN202229293U (zh) 废热能、太阳能和空气能热泵复合热水系统
CN201396954Y (zh) 模块化承压式太阳能集热装置
CN203375741U (zh) 基于热管太阳能集热器的热水自动循环装置
CN103344052A (zh) 一种基于热管自然循环的太阳能集热系统
RU2382291C1 (ru) Водонагревательная установка
CN210663027U (zh) 一种太阳能蓄热式地暖系统
CN202419995U (zh) 用于产生高温热水或蒸汽的u型真空玻璃管
CN203216034U (zh) 一种新型节能太阳能热水器

Legal Events

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

Effective date: 20140902