RU2555611C1

RU2555611C1 - Солнечный водонагреватель

Info

Publication number: RU2555611C1
Application number: RU2014117322/06A
Authority: RU
Inventors: Ирина Владимировна Иванова; Евгений Александрович Харитонов; Сергей Ваганович Анаников
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2015-07-10

Abstract

Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для нагрева воды за счет преобразования солнечной энергии в тепловую и может быть использовано в биотехнологической, пищевой, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности, а также в быту. Солнечный водонагреватель содержит корпус, внутри которого размещена емкость, окрашенная в черный цвет, с подводящим и отводящим патрубками для воды. Водонагреватель расположен вертикально. Корпус выполнен прозрачным. Емкость для воды образована поверхностями двух коаксиально расположенных цилиндров, крышкой и днищем. Внутри емкости расположена спиралевидная вставка. Внутренний полый цилиндр с открытым верхним концом выполнен удлиненным и имеет отверстия, расположенные внутри корпуса под днищем емкости. Технический результат: повышение эффективности водонагревателя за счет сокращения времени нагрева воды и удобство его использования. 2 ил.

Description

Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для нагрева воды за счет преобразования солнечной энергии в тепловую и может быть использовано в биотехнологической, пищевой, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности, а также в быту.

Известен гелионагреватель, обеспечивающий преобразование солнечной энергии в тепло, содержащий подводящий и отводящий патрубки жидкости, выполненные в виде единой горловины в верхней части емкости, в ее нижней части выполнено плоское или плоское с ребрами жесткости опорное основание, остекленное окно в съемном или несъемном с емкости жестком, или полужестком, или мягком теплоизолированном корпусе выполнено с наклоном 30-120 градусов относительно плоскости опорного основания, см. RU Патент №2250420, МПК F24J 2/00, 2005.

Недостатком данной конструкции является неудобство его эксплуатации, требующее поворота аппарата за источником лучистой солнечной энергии.

Наиболее близким по технической сущности является солнечный водонагреватель, содержащий корпус с застекленной верхней крышкой, внутри которого размещена емкость для воды, окрашенная в черный цвет или с селективной наружной поверхностью, которая имеет патрубки для подвода холодной воды и отвода горячей. Водонагреватель расположен горизонтально. Солнечные лучи проходят через застекленную верхнюю крышку, падают на емкость, которая поглощает тепло лучей солнца, вода нагревается и выводится из емкости по мере необходимости, см. Н.В. Харченко, Монография, «Индивидуальные солнечные установки», М., «Энергоатомиздат», 1991 г., с.56-57, фиг.25а.

Недостатком известного устройства является длительность нагрева воды, уменьшение длительности нагрева можно решить путем увеличения длины емкости для воды, а следовательно, и размера аппарата, что приводит к увеличению стоимости устройства, к тому же скорость нагрева воды зависит от угла поворота солнца и его высоты над горизонтом.

Задачей изобретения является повышение эффективности водонагревателя.

Техническая задача решается тем, что солнечный водонагреватель, содержащий корпус, внутри которого размещена емкость, окрашенная в черный цвет, с подводящим и отводящим патрубками для воды, в котором водонагреватель расположен вертикально, корпус выполнен прозрачным, емкость для воды образована поверхностями двух коаксиально расположенных цилиндров, крышкой и днищем, внутри емкости расположена спиралевидная вставка, внутренний полый цилиндр с открытым верхним концом выполнен удлиненным и имеет отверстия, расположенные внутри корпуса под днищем емкости.

Решение технической задачи позволяет повысить эффективность водонагревателя за счет сокращения времени нагрева воды и удобство его использования.

На фиг. 1 изображен общий вид солнечного водонагревателя в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А.

Солнечный водонагреватель включает корпус 1, внутри корпуса размещена емкость, окрашенная в черный цвет, для воды 2, которая образована поверхностями двух коаксиально расположенных цилиндров 5 и 6, днищем 7 и крышкой 8, подводящий 3 и отводящий 4 патрубки для воды. Корпус 1 выполнен из прозрачного, пропускающего солнечные лучи, материала, например из поликарбоната. Внутри емкости расположена спиралевидная вставка 9. Внутренний полый цилиндр 6 с открытым верхним концом выполнен удлиненным и имеет отверстия 10, которые расположены внутри корпуса под днищем емкости.

Солнечный водонагреватель работает следующим образом.

Холодная вода поступает через подводящий патрубок 3 в емкость для воды 2 и двигается в емкости по мере ее нагрева по спиралевидной вставке к отводящему патрубку 4. Нагрев воды осуществляется за счет тепла солнечных лучей, которые проходят через прозрачный корпус 1 и нагревают внешнюю поверхность емкости 2. Благодаря наличию спиралевидной вставки 9, небольшой объем воды, находящейся в последнем витке вставки, нагревается намного быстрее и до более высокой температуры, чем вода в соседних витках спирали. При этом часть тепла горячей воды постепенно передается через стенки спиралевидной вставки воде, находящейся в соседних витках. Если горячая вода не используется, то тепло воды не теряется, а передается воде, находящейся в соседних витках вставки, что позволяет избежать затрат на теплоизоляцию водонагревателя. Кроме того, нагрев воды осуществляется и за счет конвекции горячего воздуха, из пространства, образованного прозрачным корпусом 1 и емкостью 2 во внутренний полый цилиндр 6, который имеет в нижней части отверстия 10, расположенные внутри корпуса под днищем емкости. Холодная вода, поступающая в спиралевидную вставку 9, благодаря конвенции горячего воздуха, получает тепло, что также приводит к увеличению температуры нагрева воды на выходе из водонагревателя.

Цилиндрическая греющая поверхность водонагревателя не зависит от угла поворота солнца. Это позволяет не следить за поворотом солнца и существенно упростить конструкцию аппарата и, следовательно, его стоимость.

Наличие удлиненного внутреннего цилиндра 6 позволяет устанавливать водонагреватель в любом удобном месте над землей, обеспечивая доступ к водонагревателю максимального количества солнечных лучей.

Солнечный водонагреватель прошел испытания и показал высокие результаты, как по нагреву воды, так и по удобству его эксплуатации.

Таким образом, заявляемый объект по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность солнечного водонагревателя за счет сокращения времени нагрева воды и удобства его использования.

Claims

Солнечный водонагреватель, содержащий корпус, внутри которого размещена емкость, окрашенная в черный цвет, с подводящим и отводящим патрубками для воды, отличающийся тем, что водонагреватель расположен вертикально, корпус которого выполнен прозрачным, емкость для воды образована поверхностями двух коаксиально расположенных цилиндров, крышкой и днищем, внутри емкости расположена спиралевидная вставка, внутренний полый цилиндр с открытым верхним концом выполнен удлиненным и имеет отверстия, расположенные внутри корпуса под днищем емкости.