RU2540192C2 - Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева - Google Patents
Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540192C2 RU2540192C2 RU2013127491/06A RU2013127491A RU2540192C2 RU 2540192 C2 RU2540192 C2 RU 2540192C2 RU 2013127491/06 A RU2013127491/06 A RU 2013127491/06A RU 2013127491 A RU2013127491 A RU 2013127491A RU 2540192 C2 RU2540192 C2 RU 2540192C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- heat
- water heating
- radiator
- collector
- 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
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воды при помощи солнца в системах отопления и горячего водоснабжения, как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов. Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева содержит стеклопакет, емкости с фазопереходным веществом, также он включает в себя жестко соединенные между собой радиаторно-конвекторные секции, покрытые селективным покрытием, рациональное размещение ребер и их плотное соприкосновение с основной трубой увеличивает теплообменную площадь. Корпус выполнен из теплоизоляционных материалов, на переднюю стенку, выполненную из стеклопакета, нанесена низкоэмиссионная пленка, либо напыление, пропускающее солнечное излучение и удерживающее его внутри модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева, емкости с фазопереходным веществом сделаны из того же материала, что и радиаторно-конвекторные секции, и располагаются непосредственно между их ребрами, сами радиаторно-конвекторные секции выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а на их активную часть нанесено селективное покрытие. Солнечный коллектор позволит максимально эффективно использовать солнечную энергию, снизить стоимость, энергоемкость и материалоемкость конструкции, повышая при этом надежность и технологичность. 4 ил.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воды при помощи солнца в системах отопления и горячего водоснабжения, как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов.
Известна установка плоского солнечного коллектора для работы в условиях северных территорий на основе теплоприемной панели, выполненной из коррозионно-стойких материалов /1/, которая включает солнечный коллектор, содержащий герметичный корпус с прозрачной передней стенкой, теплоприемное устройство для передачи тепла теплоносителю, выполненное в виде панели, состоящей из двух соединенных между собой элементов, причем один из элементов имеет развитую поверхность в виде гофр, а другой - плоский, либо оба элемента выполнены с развитой поверхностью в виде гофр, образующих замкнутые каналы, сообщающиеся на входе и выходе с распределительным и сборным каналами, на внешнюю поверхность панели нанесено селективное покрытие, в пространстве между прозрачным защитным покрытием и теплоприемной панелью создан вакуум, либо оно заполнено аргоном, либо газами.
Недостатки этой установки заключаются в следующем: эффективна только в дневные часы суток; низкая надежность, а также сложность в эксплуатации и в изготовлении.
Известна система солнечного теплового коллектора /2/, состоящая из солнечного теплового коллектора, рабочая панель которого оснащена подводящим и отводящим патрубками и эластичной камерой, рабочая панель и встроенный в нее трубчатый коллектор изготовлены из пластичных полимерных материалов с высокими светотеплопоглощающими свойствами, на рабочей поверхности панели используется сменная гофрированная теплопоглощающая пленка, в качестве теплоносителя используется газ CO или CO2, в эластичной камере использован клапан избыточного давления.
К недостаткам такой системы относятся: отражение части солнечной энергии, проникающей через многослойную поверхность; сложность конструкции; трудоемкость изготовления отдельных элементов; недолговечность конструкции.
Известен солнечный тепловой коллектор /3/, состоящий из корпуса, содержащего пять воздушных камер в поперечном сечении, передней стенки из прозрачного пластика с пленочным покрытием, отражающим ультрафиолетовое излучение, ленточного теплоизолятора, трубы змеевидной формы для теплоносителя, панели поглотителя, теплоизолятора, каналов для подвода и отвода теплоносителя, каналов для подключения насоса.
Известное изобретение имеет следующие недостатки: сложность конструкции, связанная с наличием вакуума; в связи с применением трубчатого змеевика площадь контакта теплоносителя с теплопоглощающей панелью незначительна и локализована вдоль трубчатого змеевика; использование изолирующей ленты закрывает солнечный поток, падающий на трубчатый змеевик; применение прозрачного пластика с пленочным покрытием отражает часть солнечного излучения, тем самым теряя полезную энергию.
Известен солнечный тепловой коллектор /4/, содержащий корпус коллектора с прозрачной верхней изоляцией, две пластины из листового материала, верхняя из которых с внешней стороны покрыта светопоглощающим материалом, скрепленные между собой по периметру с образованием полости для теплоносителя, соединенной с выходным и входным патрубками. В полости между пластинами вдоль их длинных сторон расположены проточные трубопроводы, прикрепленные к пластинам в местах их контакта путем пайки, сварки или клеевого соединения.
Недостатки данного солнечного теплового коллектора в следующем: наличие большого количества сварных, паяных или клеевых соединений вдоль всего контакта труб с теплопоглощающей пластиной, что обуславливает высокую трудоемкость его изготовления и низкий коэффициент теплоотдачи от пластин к жидкости, находящейся в трубопроводе, площадь контакта труб с теплоносителем с теплопоглощающей пластиной незначительна и локализована вдоль образующей цилиндрической поверхности трубопроводов; нижняя пластина недостаточно эффективна как элемент нагрева воды, из вышеуказанного следует, что равномерный нагрев теплоносителя в полости между пластинами обеспечиваться не будет.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является солнечный коллектор /5/, состоящий из: теплопоглощающей панели солнечного коллектора, образованной из отдельных элементов, одна сторона которого является теплопоглощающей поверхностью, снаружи на двух противоположных сторонах в плоскостях, параллельных теплопоглощающей панели, выполнены продольные ребра, смещенные друг от друга на расстояние, которое обеспечивает зазор между ними, труб с теплоносителем и полостей для теплоаккумулирующего вещества, каркаса, резьбовых или винтовых соединений, промежуточных элементов.
Недостатки солнечного коллектора: часть солнечной энергии отражается от теплопоглощающей панели, так как в системе не предусмотрено селективное покрытие; значительные потери тепла в окружающую среду из-за отсутствия на верхней прозрачной теплоизоляции корпуса удерживающего покрытия; неравномерность распределения тепловой энергии; трудоемкость изготовления конструкции.
Задачей изобретения является обеспечение возможности эксплуатации солнечного коллектора с максимальной эффективностью использования солнечной энергии, компактность, снижение стоимости, энергоемкости и материалоемкости конструкции, повышение надежности и технологичности изготовления модульного солнечного коллектора.
Для достижения поставленной задачи используется модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева, содержащий: корпус с передней стенкой в виде стеклопакета и задней стенкой в виде теплоизоляции, емкости с фазопереходным веществом, жестко соединенные между собой радиатор-конвекторные секции, корпус предлагается выполнить из теплоизоляционных материалов, на переднюю стенку, выполненную из стеклопакета, нанести низкоэмиссионную пленку либо напыление, пропускающее солнечное излучение и удерживающее его внутри модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева, емкости с фазопереходным веществом сделать из того же материала, что и радиатор-конвекторные секции, и расположить непосредственно между их ребрами, сами радиатор-конвекторные секции выполнить из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а на их активную часть нанести селективное покрытие.
Данное изобретение поясняется следующими чертежами:
на фиг.1 показана конструкция модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева на примере 17 секций.
на фиг.2 показан продольный разрез А-А фиг.1.
на фиг.3 показан поперечный разрез Б-Б фиг.1.
на фиг.4 показан продольный разрез В-В фиг.1.
Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева (фиг.1-4) состоит из: секционного радиатор-конвектора 1 с селективным покрытием 7, в котором циркулирует теплоноситель 8, корпуса 2, стеклопакета 3, теплоизоляции 4, светопрозрачного фильтра с низкоэмиссионными свойствами 5, емкостей с фазопереходным веществом 6, заглушек 9.
Модульный солнечный коллектор предложенной конструкции работает следующим образом.
С восходом солнца его лучи проникают через стеклопакет 3 (фиг.2, 3) с светопрозрачным фильтром 5 (фиг.2, 3), например с напылением серебра или низкоэмиссионных покрытий, нанесенных на полимерную пленку, и попадают на лучепоглощающую поверхность радиаторно-конвекторных секций 1 (фиг.1-4), выполненных например, из алюминия, чугуна или биметалла, покрытых селективным покрытием 7 (фиг.2, 3). Часть солнечных лучей попадает на емкости с фазопереходным веществом 6 (фиг.2, 3), которые расположены между передними ребрами и закрывают зазор, образованный при соединении секций между собой. При отсутствии солнечного излучения теплоноситель 8 (фиг.3, 4) нагревается за счет тепла, накопленного в теплоаккумулирующем веществе за период солнечного излучения.
Лучепоглощающие поверхности радиаторно-конвекторных секций 1 (фиг.1-4)нагреваются и с помощью конвекции переносят тепловые массы по всему модульному солнечному коллектору для гелиоводоподогрева, после чего полученное тепло передается теплоносителю 8 (фиг.3, 4), такому как вода или другие жидкие среды. Под набором секций расположен слой теплоизоляции 4 (фиг.2, 3), а по бокам находится опорный теплоизолирующий корпус 2 (фиг.1-4), который дополнительно защищает секции с жидкостным теплоносителем от потери тепла и одновременно повышает механическую прочность конструкции модульного солнечного коллектора, данный корпус может быть изготовлен из дерева, фанеры или пластиковых материалов с теплоизоляцией в виде теплосберегающего материала, такого как минеральная вата, пеноплэкс или пенопласт, который имеет низкий коэффициент теплопроводности. На (фиг.4) стрелками указано направление хода теплоносителя, форма проточных каналов позволяет увеличить скорость движения теплоносителя и уменьшает образование вредных отложений.
Благодаря способу изготовления секционного радиатор-конвектора, такому как метод литья под давлением или экструдирование, поверхность контакта ребер с трубой увеличивается в сравнении с методом сваривания, пайки или склеивания.
Вертикальное расположение модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева не приведет к существенному снижению его эффективности, а наоборот позволит решить ряд задач: учитывать отраженные и рассеянные потоки, использовать модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева в зимнее время, исключить снеговую нагрузку.
Таким образом предлагаемое устройство позволит максимально эффективно использовать солнечную энергию, быть компактным, снизить стоимость, энергоемкость и материалоемкость конструкции, повышая при этом надежность и технологичность.
Источники информации
1. Патент №2350852 РФ, МПК F24J 2/24. Плоский солнечный коллектор для работы в условиях северных территорий на основе теплоприемной панели, выполненной из коррозионно-стойких материалов / А.Г. Сербин. - №2007118034/06, заявл. 15.05.2007, опубл. 27.03.2009 // БИПМ. - 2009. - №9.
2. Патент №2330218 РФ, МПК F24J 2/36. Солнечный тепловой коллектор / Э.Н. Меликов, А.И. Юров, В.А. Бурик. - №2006129195/06, заявл. 14.08.2006, опубл. 27.07.2008 // БИПМ. - 2008. - №21.
3. Патент на пол. модель №90885 РФ, МПК F26J 2/05. Солнечный тепловой коллектор / Кустов А.А., Мосиенко А.В.. - №2009136851/22, заявл. 05.10.2010, опубл. 20.01.2010 // БИПМ. - 2010. - №2.
4. Патент №2042088 РФ, МПК F24J 2/20. Коллектор солнечной энергии / Б.И. Казанджан, А.А. Вертман. - №5062012/06, заявл. 11.09.1992, опубл. 20.08.1995 // БИПМ. - 1995. - №23.
5. Патент №2258874 РФ, МПК F24J 2/24, 2/34. Солнечный коллектор / В.В. Страшко, В.Ю. Подлепич, Д.В. Безнощенко. - №2003130667/06, заявл. 16.10.2003, опубл. 20.08.2005 // БИПМ. - 2005. - №23.
Claims (1)
- Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева, содержащий корпус с передней стенкой в виде стеклопакета и задней стенкой в виде теплоизоляции, емкости с фазопереходным веществом, жестко соединенные между собой радиаторно-конвекторные секции, отличающийся тем, что корпус выполнен из теплоизоляционных материалов, на переднюю стенку, выполненную из стеклопакета, нанесена низкоэмиссионная пленка, либо напыление, пропускающее солнечное излучение и удерживающее его внутри модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева, емкости с фазопереходным веществом сделаны из того же материала, что и радиаторно-конвекторные секции и располагаются непосредственно между их ребрами, сами радиаторно-конвекторные секции выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а на их активную часть нанесено селективное покрытие.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013127491/06A RU2540192C2 (ru) | 2013-06-17 | 2013-06-17 | Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013127491/06A RU2540192C2 (ru) | 2013-06-17 | 2013-06-17 | Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013127491A RU2013127491A (ru) | 2014-12-27 |
| RU2540192C2 true RU2540192C2 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53278321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013127491/06A RU2540192C2 (ru) | 2013-06-17 | 2013-06-17 | Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2540192C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685753C1 (ru) * | 2018-04-20 | 2019-04-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Солнечный коллектор |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1695064A1 (ru) * | 1989-10-24 | 1991-11-30 | Таджикский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Гелиосистема Ширинского |
| RU2258874C2 (ru) * | 2003-08-05 | 2005-08-20 | Виталий Васильевич Страшко | Солнечный коллектор |
| WO2009074298A2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Stephen Glyn Bourne | Wall or roof of a building with at least one heat controlling element |
-
2013
- 2013-06-17 RU RU2013127491/06A patent/RU2540192C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1695064A1 (ru) * | 1989-10-24 | 1991-11-30 | Таджикский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Гелиосистема Ширинского |
| RU2258874C2 (ru) * | 2003-08-05 | 2005-08-20 | Виталий Васильевич Страшко | Солнечный коллектор |
| WO2009074298A2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Stephen Glyn Bourne | Wall or roof of a building with at least one heat controlling element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685753C1 (ru) * | 2018-04-20 | 2019-04-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Солнечный коллектор |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013127491A (ru) | 2014-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4156420A (en) | Solar heat collector | |
| Kalogirou | Nontracking solar collection technologies for solar heating and cooling systems | |
| CN105758021B (zh) | 一种具有相变蓄热热管的太阳能集热装置 | |
| RU2540192C2 (ru) | Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева | |
| CN201973902U (zh) | 以气体为工作介质的太阳能集热器 | |
| CN102113454A (zh) | 太阳能农业暖房建造方法 | |
| US20120111319A1 (en) | Thermal solar panel with integrated chemical heat pump | |
| CN211502977U (zh) | 一种太阳能采暖装置 | |
| CN101963407A (zh) | 太阳能集热单元结构 | |
| RU146885U1 (ru) | Солнечный коллектор | |
| RU2268444C1 (ru) | Гелиоустановка горячего водоснабжения | |
| RU2550289C1 (ru) | Солнечный коллектор с концентратором для гелиоводоподогрева | |
| WO2012019548A1 (zh) | 太阳能集热装置和装有该太阳能集热装置的幕墙 | |
| Abbass et al. | Performance of a heat pipe solar collector with evacuatedpolycarbonate front cover | |
| CN203177487U (zh) | 无水箱高效平板太阳能热水器 | |
| RU2680639C2 (ru) | Солнечный воздухонагреватель | |
| CN106766244B (zh) | 太阳能集热体、具有该集热体的集热装置以及集热系统 | |
| CN210486130U (zh) | 一种具有储存热量功能的液体加热装置 | |
| CN108692450A (zh) | 一种冷凝水预加热装置 | |
| RU2560850C1 (ru) | Автоматизированный солнечный коллектор эконом-класса | |
| CN109028606A (zh) | 一种变流道金属丝-岩石蓄热式太阳能集热器 | |
| CN108692474A (zh) | 太阳能热水器 | |
| RU2367851C1 (ru) | Солнечный коллектор | |
| CN1573254A (zh) | 带有内置容器的模块化太阳能管 | |
| CN103335416B (zh) | 太阳能集热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160618 |