RU2589595C2 - Солнечный коллектор - Google Patents
Солнечный коллектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2589595C2 RU2589595C2 RU2014137817/06A RU2014137817A RU2589595C2 RU 2589595 C2 RU2589595 C2 RU 2589595C2 RU 2014137817/06 A RU2014137817/06 A RU 2014137817/06A RU 2014137817 A RU2014137817 A RU 2014137817A RU 2589595 C2 RU2589595 C2 RU 2589595C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- double
- glass
- coolant
- solar
- temperature coolant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S80/56—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by means for preventing heat loss
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/50—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
-
- 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
Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено в солнечных коллекторах с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения. Солнечный коллектор включает корпус, выполненный из двух, по крайней мере, однокамерных стеклопакетов, соединенных герметичной рамкой. Рамка выполнена с возможностью образовывать заполненное высокотемпературным теплоносителем герметичное пространство между стеклопакетами с узлом подачи высокотемпературного теплоносителя и узлом выхода высокотемпературного теплоносителя. При этом стеклопакеты выполнены вакуумными, а расстояние герметичного пространства между стеклопакетами составляет 2 мм. Техническим результатом изобретения является снижение теплопотерь и увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено в солнечных коллекторах с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения.
Уровень техники
Известен солнечный коллектор, содержащий корпус, в верхней части которого расположен однокамерный стеклопакет, обращенный к солнечному излучению со слоем напыленного серебра на одной из поверхностей стекла стеклопакета, а в нижней части корпуса - теплоизоляция с расположенным на ее поверхности теплоотражающем слое. При этом между стеклопакетом и изоляцией образовано пространство, в которое вставлен змеевик, необходимый для протекания в нем теплоносителя (RU 2471129 С1, 27.12.2012).
Недостатками известной установки являются потери тепла при нагревании змеевика и рабочей жидкости, высокая стоимость конструкции.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является солнечный коллектор, раскрытый в RU 27195 U1, 10.01.2003.
Коллектор содержит полый корпус из теплоизоляционного материала, заполненный теплоносителем. В верхней части корпуса расположено светопрозрачное окно, обращенное к солнечному излучению. При этом светопрозрачное окно выполнено в виде двух стекол, с образованием зазора между ними, образующего замкнутый объем, откаченный до вакуума. В нижней части корпуса расположен светопоглощающий приемник.
Недостатками наиболее близкого аналога являются потери тепла через теплоизоляцию в нижней части коллектора, уменьшенная площадь светопрозрачного окна по сравнению с общей площадью коллектора, что снижает общее количество получаемой коллектором солнечной инсоляции.
Раскрытие изобретения
Задача предлагаемого технического решения состоит в разработке солнечного коллектора, собирающего солнечное излучение со всей поверхности и отдающего тепло рабочему телу (теплоносителю) с максимальной эффективностью.
Техническим результатом изобретения является снижение теплопотерь и увеличение эффективности преобразования солнечной энергии.
Данный технический результат достигается за счет того, что солнечный коллектор включает корпус, выполненный из двух, по крайней мере, однокамерных стеклопакетов, соединенных герметичной рамкой, выполненной с возможностью образовывать заполненное высокотемпературным теплоносителем герметичное пространство между стеклопакетами с узлом подачи холодного высокотемпературного теплоносителя и узлом выхода нагретого высокотемпературного теплоносителя, при этом стеклопакеты выполнены вакуумными.
В качестве высокотемпературного теплоносителя применены минеральные масла или высокотемпературные расплавы солей.
Высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок в количестве 0,1-1 об.%.
Расстояние в камере стеклопакетов между стеклами составляет 50 мкм.
Расстояние герметичного пространства между стеклопакетами составляет 2 мм.
Одно стекло, взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета, обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным.
Одно стекло, взаимодействующее с теплоносителем, другого стеклопакета содержит зеркальный слой, нанесенного на поверхность стекла, обращенную к вакууму.
В качестве низкоэммисионного стекла применены К-, I-стекла.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - Солнечный коллектор, содержащий однокамерные вакуумные стеклопакеты:
1 - солнечное излучение;
2 - первый стеклопакет, обращенный к солнечному излучению;
3 - второй стеклопакет, расположенный под первым;
4 - герметичное пространство, заполненное высокотемпературным теплоносителем;
5 - узел подачи высокотемпературного теплоносителя;
6 - узел выхода высокотемпературного теплоносителя;
7 - стекло с низкоэммисионным покрытием;
8 - стекло с зеркальным покрытием.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 изображен солнечный коллектор, включающий корпус, выполненный из двух однокамерных стеклопакетов (2, 3), соединенных герметичной рамкой, выполненной с возможностью образовывать заполненное высокотемпературным теплоносителем герметичное пространство (4) между стеклопакетами (2, 3) с узлом подачи (5) высокотемпературного теплоносителя и узлом выхода (6) высокотемпературного теплоносителя, при этом стеклопакеты (2, 3) выполнены вакуумными, т.е. с возможностью создания в камере между стеклами замкнутого объема, из которого откачивают воздух.
В качестве высокотемпературного теплоносителя применены минеральные масла на основе алкилнафтеновых и алкилароматических углеводородов или высокотемпературные расплавы солей, например смесь высокотемпературных расплавов KNO3 и NaNO3.
Высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок в количестве 0,1-1 об.%.
Расстояние в камере стеклопакетов (2, 3) между стеклами составляет 50 мкм. Расстояние между стеклами в стеклопакете является минимальной величиной, которая экспериментально подобрана, обеспечивающей эффективность теплоизоляции, что обеспечивает снижение теплопотерь и увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. Расстояния между стеклами в стеклопакетах может достигать 150 мкм. Увеличение расстояния между стеклами стеклопакетов более 150 мкм невозможно из-за технологических особенностей изготовления стеклопакетов.
Расстояние герметичного пространства между стеклопакетами (2, 3) составляет 2 мм. Расстояние между стеклопакетами является минимальной величиной, которая экспериментально подобрана, обеспечивающей равномерность прогрева высокотемпературного теплоносителя, что обеспечивает увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. Расстояния между стеклопакетами может достигать 5 мм. Увеличение расстояния между стеклопакетами более 5 мм нецелесообразно, так как приведет к увеличению массы рабочего тела, приводящей к усилению нагрузки на несущие конструкции.
Одно стекло (7), взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета (2), обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным.
Одно стекло (8), взаимодействующее с теплоносителем, другого стеклопакета содержит зеркальный слой, нанесенный на поверхность стекла, обращенную к вакууму.
В качестве низкоэммисионного стекла применены К-, I-стекла.
Устройство работает следующим образом. «Холодный» высокотемпературный теплоноситель подается по трубопроводу (на фиг. 1 не показан) на вход в узел подачи (5) высокотемпературного теплоносителя. Затем он попадает в герметичное пространство (4) коллектора, в котором теплоноситель течет к узлу выхода высокотемпературного теплоносителя, нагреваясь на протяжении всего герметичного пространства (4) от узла подачи (5) высокотемпературного теплоносителя до узла (6) выхода высокотемпературного теплоносителя от солнечного изучения (1), проходящего через стеклопакет (2). Затем горячий теплоноситель выходит из узла (6) выхода высокотемпературного теплоносителя и по трубопроводу попадает в парогенератор (на фиг. 1 не показан), где он охлаждается, а затем по трубопроводу вновь поступает на узел подачи (5) высокотемпературного теплоносителя. Таким образом за счет того, что высокотемпературный теплоноситель нагревается по всей поверхности герметичного пространства (4), происходит увеличение эффективности (кпд) преобразования солнечной энергии, а стеклопакеты (2, 3) за счет камер, откаченных до вакуума, обеспечивают снижение теплопотерь в высокотемпературном теплоносителе.
Для повышения степени поглощения солнечной инсоляции высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок диаметром 10-50 нм и длинной 70-100 нм в количестве 0,1-1 об.%. При содержании нанотрубок менее 0,1% степень поглощения солнечной инсоляции будет низка, а при содержании нанотрубок более 1% приведет к значительному удорожанию теплоносителя.
Кроме того, для снижения теплопотерь и повышения степени поглощения солнечной инсоляции, одно стекло (7), взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета (2), обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным, которое пропускает солнечное излучение и отражает тепло от нагретого высокотемпературного теплоносителя, а одно стекло (8), взаимодействующее с теплоносителем, другого стеклопакета содержит зеркальный слой, нанесенный на поверхность стекла, обращенную к вакууму, который отражает тепло от нагретого высокотемпературного теплоносителя.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить солнечный коллектор, обеспечивающий снижение теплопотерь и увеличение эффективности преобразования солнечной энергии.
Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.
Claims (7)
1. Солнечный коллектор, включающий корпус, выполненный из двух, по крайней мере, однокамерных стеклопакетов, соединенных герметичной рамкой, выполненной с возможностью образовывать заполненное высокотемпературным теплоносителем герметичное пространство между стеклопакетами с узлом подачи высокотемпературного теплоносителя и узлом выхода высокотемпературного теплоносителя, при этом стеклопакеты выполнены вакуумными, а расстояние герметичного пространства между стеклопакетами составляет 2 мм.
2. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высокотемпературного теплоносителя применены минеральные масла, высокотемпературные расплавы солей.
3. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что расстояние в камере стеклопакетов между стеклами составляет 50 мкм.
4. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок в количестве 0,1-1 об.%.
5. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что одно стекло, взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета, обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным.
6. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что одно стекло, взаимодействующее с теплоносителем, другого стеклопакета содержит зеркальный слой, нанесенный на поверхность стекла, обращенную к вакууму.
7. Коллектор по п. 6, отличающийся тем, что в качестве низкоэммисионного стекла применены К-, I-стекла.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014137817/06A RU2589595C2 (ru) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Солнечный коллектор |
PCT/RU2015/000586 WO2016043631A1 (ru) | 2014-09-18 | 2015-09-17 | Солнечный коллектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014137817/06A RU2589595C2 (ru) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Солнечный коллектор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014137817A RU2014137817A (ru) | 2016-04-10 |
RU2589595C2 true RU2589595C2 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=55533556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014137817/06A RU2589595C2 (ru) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Солнечный коллектор |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2589595C2 (ru) |
WO (1) | WO2016043631A1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652472C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Горностай" | Солнечный коллектор |
RU2780949C1 (ru) * | 2021-08-09 | 2022-10-04 | Александр Анатольевич Кобцев | Способ выработки электроэнергии и устройство оконного типа для выработки электроэнергии |
WO2023018353A1 (ru) * | 2021-08-09 | 2023-02-16 | Александр Анатольевич КОБЦЕВ | Устройство оконного типа для выработки электроэнергии |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020005037A1 (de) * | 2020-08-18 | 2022-02-24 | Ferdinand Müller-Niksic | Kollektor zur Erwärmung von Flüssigkeiten |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU282819A1 (ru) * | Государственный научно исследовательский энергетический институт | Солнечный нагреватель жидкости | ||
RU2113661C1 (ru) * | 1996-05-15 | 1998-06-20 | Научно-производственное объединение машиностроения | Солнечная панель |
RU27195U1 (ru) * | 2001-01-19 | 2003-01-10 | Заддэ Виталий Викторович | Солнечный коллектор |
DE20320220U1 (de) * | 2003-12-29 | 2004-03-18 | Industrial Technology Research Institute, Chutung | Solarenergiekollektor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2344354C1 (ru) * | 2007-05-25 | 2009-01-20 | Автономная некоммерческая научная организация "Международный институт ноосферных технологий" (АННО МИНТ) | Гелиотеплопреобразователь водного базирования для гелиотеплоэлектростанций |
CN101968041B (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-30 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 采用生物质锅炉作为辅助热源的太阳能发电方法及系统 |
RU128920U1 (ru) * | 2012-11-15 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "АлМет" (ОАО "АлМет") | Солнечный коллектор |
-
2014
- 2014-09-18 RU RU2014137817/06A patent/RU2589595C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-09-17 WO PCT/RU2015/000586 patent/WO2016043631A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU282819A1 (ru) * | Государственный научно исследовательский энергетический институт | Солнечный нагреватель жидкости | ||
RU2113661C1 (ru) * | 1996-05-15 | 1998-06-20 | Научно-производственное объединение машиностроения | Солнечная панель |
RU27195U1 (ru) * | 2001-01-19 | 2003-01-10 | Заддэ Виталий Викторович | Солнечный коллектор |
DE20320220U1 (de) * | 2003-12-29 | 2004-03-18 | Industrial Technology Research Institute, Chutung | Solarenergiekollektor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652472C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Горностай" | Солнечный коллектор |
RU2780949C1 (ru) * | 2021-08-09 | 2022-10-04 | Александр Анатольевич Кобцев | Способ выработки электроэнергии и устройство оконного типа для выработки электроэнергии |
WO2023018353A1 (ru) * | 2021-08-09 | 2023-02-16 | Александр Анатольевич КОБЦЕВ | Устройство оконного типа для выработки электроэнергии |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016043631A1 (ru) | 2016-03-24 |
RU2014137817A (ru) | 2016-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ghosh et al. | Behaviour of a SPD switchable glazing in an outdoor test cell with heat removal under varying weather conditions | |
Ghosh et al. | Measured thermal performance of a combined suspended particle switchable device evacuated glazing | |
Cuce et al. | Energy saving potential of heat insulation solar glass: Key results from laboratory and in-situ testing | |
RU2589595C2 (ru) | Солнечный коллектор | |
TN2011000177A1 (fr) | Revetement absorbant solaire selectif et methode de fabrication | |
CY1106191T1 (el) | Τεμαχιο ηλιακου συλλεκτη για τη θερμανση αερα αepισμου | |
KR20130034334A (ko) | 태양 전지를 포함하는 진공창 및 그 제조 방법 | |
CN103075816B (zh) | 一种基于碟式太阳能发电系统的高温吸热器 | |
Barone et al. | Modelling and simulation of building integrated Concentrating Photovoltaic/Thermal Glazing (CoPVTG) systems: Comprehensive energy and economic analysis | |
Jayanthi et al. | Experimental investigation on the thermal performance of heat pipe solar collector (HPSC) | |
US9182135B2 (en) | Window air conditioner | |
WO2018186247A1 (ja) | 太陽光利用装置及び太陽光利用システム | |
RU2652472C1 (ru) | Солнечный коллектор | |
Denz et al. | Solar thermal facade systems–an interdisciplinary approach | |
CN205828407U (zh) | 中空玻璃式太阳能光伏组件 | |
US20170338766A1 (en) | Hybrid flow solar thermal collector | |
RU2382164C1 (ru) | Солнечный фасад с вакуумированным стеклопакетом | |
KR101599289B1 (ko) | 이중창 구조의 투과체와 vip 단열재가 적용되는 태양열 평판형 집열기 | |
Feng et al. | An experimental study on the performance of new glass curtain wall system in different seasons | |
CN102721200B (zh) | 一种整面对流的平板太阳能集热板芯 | |
US10215446B2 (en) | Induced flow solar thermal collector and method | |
RU174142U1 (ru) | Плоский вакуумный солнечный коллектор | |
CN209279255U (zh) | 一种中温太阳能集热器 | |
Sarma et al. | Flat Plate Solar Thermal Collectors—A Review | |
CN205481883U (zh) | 太阳能真空集热管 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170919 |