RU2652472C1 - Солнечный коллектор - Google Patents
Солнечный коллектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652472C1 RU2652472C1 RU2017111561A RU2017111561A RU2652472C1 RU 2652472 C1 RU2652472 C1 RU 2652472C1 RU 2017111561 A RU2017111561 A RU 2017111561A RU 2017111561 A RU2017111561 A RU 2017111561A RU 2652472 C1 RU2652472 C1 RU 2652472C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- double
- collector according
- solar
- collector
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 40
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000005344 low-emissivity glass Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
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 содержит корпус, выполненный по крайней мере из двух 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 каждый стеклопакет выполнен из двух изогнутых закаленных стекол, герметично соединенных между собой по контуру герметичным швом, с образованием вакуумного стеклопакета, содержащего выпуклые поверхности стекол. Техническим результатом изобретения является снижение теплопотерь и увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. 8 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.
Указанный технический результат достигается за счет того, что солнечный коллектор содержит корпус, выполненный по крайней мере из двух 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 каждый стеклопакет выполнен из двух изогнутых закаленных стекол, герметично соединенных между собой по контуру герметичным швом, с образованием вакуумного стеклопакета, содержащего выпуклые поверхности стекол.
В качестве высокотемпературного теплоносителя применены минеральные масла, высокотемпературные расплавы солей.
Высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок в количестве 0,1-1 об.%.
Радиус кривизны стекол в стеклопакете составляет 100-300 м.
Ширина герметичного пространства между стеклопакетами выполнена изменяющейся по длине указанного пространства и составляет 2-5 мм.
Площадь герметичного пространства между стеклами в стеклопакете составляет 95-98% площади коллектора.
Стекло, взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета, обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным.
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;
9 – герметичный шов;
10 – герметичная рамка.
Осуществление изобретения
Солнечный коллектор содержит корпус, выполненный, по крайней мере, из двух однокамерных стеклопакетов (2, 3) соединенных герметичной рамкой (10), выполненной с возможностью образовывать заполненное высокотемпературным теплоносителем герметичное пространство (4) между стеклопакетами с узлом (5) подачи высокотемпературного теплоносителя и узлом (6) выхода высокотемпературного теплоносителя, при этом каждый стеклопакет (2, 3) выполнен из двух изогнутых закаленных стекол, герметично соединенных между собой по контуру герметичным швом (9), с образованием вакуумного стеклопакета (2, 3), содержащего выпуклые поверхности стекол.
В качестве высокотемпературного теплоносителя применены минеральные масла, высокотемпературные расплавы солей.
Высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок в количестве 0,1-1 об.%.
Радиус кривизны стекол в стеклопакете (2, 3) составляет 100-300 м.
Ширина герметичного пространства между стеклопакетами (2, 3) выполнена изменяющейся по длине указанного пространства и составляет 2-5 мм, например, в центре герметичного пространства (4) составляет 2 мм, а в самой широкой части, где расположена герметичная рамка (4) – 5 мм, причем ширина герметичного пространства (4) от центра до самой широкой части может иметь различное значение (в пределах указанных) по длине в зависимости от радиуса кривизны стекол в стеклопакете.
Площадь герметичного пространства между стеклами в стеклопакете составляет 95-98% площади коллектора. Сам коллектор может быть как квадратной, так и прямоугольной формы, в зависимости от назначения и технологических ограничений.
Стекло (7), взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета (2), обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным.
Стекло (8), взаимодействующее с теплоносителем, другого стеклопакета (3) содержит зеркальный слой, нанесенного 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 (6) 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 (фиг. 1 не показан), где он охлаждается, а затем по трубопроводу вновь поступает на узел подачи (5) высокотемпературного теплоносителя.
Таким образом за счет, того 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.
Применение в конструкции солнечного коллектора стеклопакетов, содержащих выпуклые поверхности стекол, по сравнению с прямолинейными стеклами в стеклопакетах обеспечивает снижение стоимости изготовления за счет исключения операции формирования опорных мостиков между стеклами, повышение надежности конструкции в целом при локальных температурных перепадах.
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 (3) содержит зеркальный слой, нанесенного 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 (9)
1. Солнечный коллектор, содержащий корпус, выполненный по крайней мере из двух 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 каждый стеклопакет выполнен из двух изогнутых закаленных стекол, герметично соединенных между собой по контуру герметичным швом, с образованием вакуумного стеклопакета, содержащего выпуклые поверхности стекол.
2. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве высокотемпературного теплоносителя применены минеральные масла, высокотемпературные расплавы солей.
3. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что высокотемпературный теплоноситель содержит добавку в виде углеродных нанотрубок в количестве 0,1-1 об.%.
4. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что радиус кривизны стекол в стеклопакете составляет 100-300 м.
5. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что ширина герметичного пространства между стеклопакетами выполнена изменяющейся по длине указанного пространства и составляет 2-5 мм.
6. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что площадь герметичного пространства между стеклами в стеклопакете составляет 95-98% площади коллектора.
7. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что одно стекло, взаимодействующее с теплоносителем, стеклопакета, обращенного к солнечному излучению, является низкоэммисионным.
8. Коллектор по п. 1, характеризующийся тем, что одно стекло, взаимодействующее с теплоносителем, другого стеклопакета содержит зеркальный слой, нанесенного на поверхность стекла, обращенную к вакууму.
9. Коллектор по п. 8, характеризующийся тем, что в качестве низкоэммисионного стекла применены К-, I-стекла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111561A RU2652472C1 (ru) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Солнечный коллектор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111561A RU2652472C1 (ru) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Солнечный коллектор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652472C1 true RU2652472C1 (ru) | 2018-04-26 |
Family
ID=62045596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017111561A RU2652472C1 (ru) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Солнечный коллектор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652472C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU27195U1 (ru) * | 2001-01-19 | 2003-01-10 | Заддэ Виталий Викторович | Солнечный коллектор |
| WO2008077512A2 (de) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Futech Gmbh | Wärmedämmendes verglasungselement, dessen herstellung und verwendung |
| RU2589595C2 (ru) * | 2014-09-18 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Горностай" | Солнечный коллектор |
-
2017
- 2017-04-06 RU RU2017111561A patent/RU2652472C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU27195U1 (ru) * | 2001-01-19 | 2003-01-10 | Заддэ Виталий Викторович | Солнечный коллектор |
| WO2008077512A2 (de) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Futech Gmbh | Wärmedämmendes verglasungselement, dessen herstellung und verwendung |
| RU2589595C2 (ru) * | 2014-09-18 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Горностай" | Солнечный коллектор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2888007A (en) | Windows for admitting solar radiation | |
| JP4664562B2 (ja) | 建物のための蓄熱建築要素 | |
| Tripanagnostopoulos et al. | CPC solar collectors with flat bifacial absorbers | |
| CY1106191T1 (el) | Τεμαχιο ηλιακου συλλεκτη για τη θερμανση αερα αepισμου | |
| CN103075816B (zh) | 一种基于碟式太阳能发电系统的高温吸热器 | |
| Kalogirou | Nontracking solar collection technologies for solar heating and cooling systems | |
| RU2601321C1 (ru) | Трубчатая панель солнечного коллектора | |
| KR20130034334A (ko) | 태양 전지를 포함하는 진공창 및 그 제조 방법 | |
| US4290419A (en) | Multi systems solar collector | |
| WO2009024011A1 (fr) | Réflecteur et récupérateur de chaleur de type cuve solaire l'utilisant | |
| Memon et al. | Modern eminence and concise critique of solar thermal energy and vacuum insulation technologies for sustainable low-carbon infrastructure | |
| US4116225A (en) | Solar energy collector | |
| CN110121623B (zh) | 太阳能利用系统 | |
| RU2589595C2 (ru) | Солнечный коллектор | |
| RU2652472C1 (ru) | Солнечный коллектор | |
| CN103673320A (zh) | 太阳集热装置 | |
| Denz et al. | Solar thermal facade systems–an interdisciplinary approach | |
| US4210126A (en) | Solar energy collector | |
| CN205828407U (zh) | 中空玻璃式太阳能光伏组件 | |
| Mohamad et al. | Cavity receiver designs for parabolic trough collector | |
| EP3583364B1 (en) | Solar collector with reflecting surfaces | |
| RU27195U1 (ru) | Солнечный коллектор | |
| Matuska et al. | Use of polysiloxane gel as laminate for solar PVT collectors | |
| CN209279255U (zh) | 一种中温太阳能集热器 | |
| KR20160017245A (ko) | 이중창 구조의 투과체와 vip 단열재가 적용되는 태양열 평판형 집열기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190407 |