RU2704506C1 - Solar water heater - Google Patents

Solar water heater Download PDF

Info

Publication number
RU2704506C1
RU2704506C1 RU2019104184A RU2019104184A RU2704506C1 RU 2704506 C1 RU2704506 C1 RU 2704506C1 RU 2019104184 A RU2019104184 A RU 2019104184A RU 2019104184 A RU2019104184 A RU 2019104184A RU 2704506 C1 RU2704506 C1 RU 2704506C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tubes
housing
coaxial
water heater
longitudinal
Prior art date
Application number
RU2019104184A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Леонидович Торопов
Original Assignee
Алексей Леонидович Торопов
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 Алексей Леонидович Торопов filed Critical Алексей Леонидович Торопов
Priority to RU2019104184A priority Critical patent/RU2704506C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704506C1 publication Critical patent/RU2704506C1/en

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
    • 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

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to solar power engineering and can be used in solar installations for conversion of solar energy into thermal energy. Solar water heater comprises multisection heat exchangers made in the form of coaxial glass tubes, in vacuum space of which vacuum is created. In inner cavity of inner tube there installed is metal heat pipe, through which heat carrier circulates, ends of which are hydraulically connected with supply and discharge lines arranged in longitudinal housing. Housing is installed on bearing racks, coaxial tubes of sections of each heat exchanger are installed in plane perpendicular to longitudinal axis of housing at an angle relative to each other. Free ends of tubes are connected by ends of adjacent tubes in sections and ends of tubes of adjacent sections. Supply and discharge headers are arranged in a longitudinal housing. In inner cavity of glass coaxial tubes heat corrugated tubes of U-shape are installed. Supply and discharge headers are connected to the supply and discharge lines by means of shutoff valves. Thermal U-shaped tube is made of stainless steel in the form of double spiral coiled in longitudinal direction.
EFFECT: high efficiency of heat transfer.
3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к гелиоэнергетике и может быть использовано в солнечных установках для преобразования солнечной энергии в тепловую.The invention relates to solar energy and can be used in solar installations to convert solar energy to heat.

Известен солнечный водонагреватель, содержащий установленные в корпусе U-образные трубопроводы, по которым циркулирует теплоноситель (RU, С1, № 2267716, 2006).Known solar water heater containing installed in the housing U-shaped pipelines through which the coolant circulates (RU, C1, No. 2267716, 2006).

Недостатками известного решения являются сложность конструкции и низкая эффективность теплопередачи.The disadvantages of the known solutions are the complexity of the design and low heat transfer efficiency.

Наиболее близким к заявленному изобретению является солнечный коллектор, который содержит многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных вакуумных трубок, расположенных в одной плоскости. Во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, заполненная теплоносителем, концы которой гидравлически связаны с подводящим и отводящим нагретый теплоноситель коллекторами (RU, U1, № 171104, 2017). Closest to the claimed invention is a solar collector that contains multi-sectional heat exchangers made in the form of coaxial vacuum tubes located in one plane. A metal heat pipe is installed in the inner cavity of the inner tube, filled with a coolant, the ends of which are hydraulically connected to the inlet and outlet of the heated coolant collectors (RU, U1, No. 171104, 2017).

Недостатком известного решения является низкая эффективность теплопередачи.A disadvantage of the known solution is the low heat transfer efficiency.

Заявленное изобретение направлено на повышение эффективности теплопередачи.The claimed invention is aimed at improving the efficiency of heat transfer.

Указанный технический результат достигается тем, что в солнечном водонагревателе, содержащем многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных стеклянных трубок, в межтрубном пространстве которых создан вакуум, во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, по которой циркулирует теплоноситель, концы которой гидравлически связаны с подводящей и отводящей магистралями, размещенными в продольном корпусе, корпус установлен на несущих стойках, коаксиальные трубки секций каждого теплообменника установлены в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, под углом по отношению друг к другу, при этом свободные концы трубок связаны концами смежных трубок в секции и с концами трубок смежных секций, подводящий и отводящий коллекторы размещены в продольном корпусе, причем во внутренней полости стеклянных коаксиальных трубок установлены тепловые гофрированные трубки U-образной формы. The specified technical result is achieved by the fact that in a solar water heater containing multi-sectional heat exchangers made in the form of coaxial glass tubes, in the annular space of which a vacuum is created, a metal heat pipe is installed in the inner cavity of the inner tube, through which the coolant circulates, the ends of which are hydraulically connected to the supply and outlet pipes placed in a longitudinal housing, the housing is mounted on supporting racks, coaxial tube sections of each heat the exchanger is installed in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the housing, at an angle with respect to each other, while the free ends of the tubes are connected by the ends of adjacent tubes in the section and with the ends of the tubes of adjacent sections, the inlet and outlet manifolds are placed in the longitudinal case, and in the inner cavity of the glass coaxial tubes mounted thermal corrugated tube U-shaped.

Подводящий и отводящий коллекторы связаны с подающей и отводящей магистралями посредством запорной арматуры.The inlet and outlet manifolds are connected to the inlet and outlet lines by means of shut-off valves.

Тепловая U-образная трубка выполнена из нержавеющей стали в виде двойной спирали, свитой в продольном направлении.The thermal U-shaped tube is made of stainless steel in the form of a double spiral, twisted in the longitudinal direction.

Поскольку заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога рядом существенных признаков, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Since the claimed invention differs from the closest analogue by a number of essential features, it meets the condition of patentability “novelty”.

В основу заявленного изобретения положены известные законы материального мира, что позволяет утверждать о соответствии изобретения условию «промышленная применимость»The claimed invention is based on the known laws of the material world, which allows us to assert that the invention meets the condition of "industrial applicability"

Поскольку из уровня техники не известно выполнение конструкции водонагревателя с трубками, установленными под различными углами друг к другу, что позволяет более рационально использовать отведенную под него площадь, в совокупности с оригинальной конструкцией тепловой U-образной трубки, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства условию патентоспособности «изобретательский уровень».Since the prior art does not know the design of the water heater with tubes installed at different angles to each other, which allows more rational use of the area allocated for it, in conjunction with the original design of the heat U-shaped tube, it can be concluded that the claimed device meets the patentability condition "Inventive step".

На фиг. 1 представлен заявленный водонагреватель, общий вид; на фиг. 2 - вид спереди; на фиг. 3 - вид сбоку; на фиг. 4 - узлы А и Б на фиг. 3; на фиг. 5 - узел. В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 7 - коаксиальная трубка с тепловой U-образной трубкой.In FIG. 1 presents the claimed water heater, General view; in FIG. 2 - front view; in FIG. 3 is a side view; in FIG. 4 - nodes A and B in FIG. 3; in FIG. 5 - node. In FIG. 3; in FIG. 6 is a section GG in FIG. 3; in FIG. 7 - coaxial tube with a thermal U-shaped tube.

Водонагреватель состоит из трубчатого корпуса 1, горизонтально установленного на стойках 2. На корпусе 1 солнечного водонагревателя установлены секции 3 в виде коаксиальных трубок 4 из сверхпрочного боросиликатного стекла, покрытого изнутри специальным селективным покрытием, которое обеспечивает поглощение тепла облучения с минимальным отражением, при этом в межтрубном пространстве трубок 4 создан вакуум.The water heater consists of a tubular casing 1, horizontally mounted on racks 2. On the casing 1 of the solar water heater sections 3 are installed in the form of coaxial tubes 4 of heavy-duty borosilicate glass coated internally with a special selective coating that provides absorption of radiation heat with minimal reflection, while in the annulus the space of tubes 4 created a vacuum.

Во внутренней полости внутренней трубки 5 коаксиальной трубки 4 размещена U-образная тепловая гофрированная трубка 6 из нержавеющей стали, один конец которой гидравлически связан с подводящим коллектором 7, подающим теплоноситель, а второй конец тепловой трубки 4 - с отводящим коллектором 8. Подводящий 7 и отводящий 8 коллекторы связаны с подводящий и отводящей магистралями через запорные краны 9 и 10.In the inner cavity of the inner tube 5 of the coaxial tube 4, a U-shaped corrugated stainless steel heat pipe 6 is placed, one end of which is hydraulically connected to the inlet collector 7, supplying the coolant, and the second end of the heat pipe 4 to the outlet collector 8. Inlet 7 and outlet 8 collectors are connected to the inlet and outlet lines through shut-off valves 9 and 10.

Трубки 4 , установленные в одной плоскости, соединены в общий блок 11, образуя секцию 3 в корпусе 1 водонагревателя. Трубки 4 освещаются Солнцем в течение всего светового дня. Изменяющийся зазор между трубками 4 в водонагревателе позволяет снизить эффект затенения солнечных лучей соседними трубками 4 при движении Солнца.Tubes 4 installed in the same plane are connected to a common unit 11, forming a section 3 in the housing 1 of the water heater. Tubes 4 are illuminated by the Sun throughout the daylight hours. The changing gap between the tubes 4 in the water heater allows to reduce the effect of shading the sun's rays by neighboring tubes 4 when the sun moves.

Тепловая U-образная гофрированная трубка 6 выполнена в виде двойной спирали, ветви которой между собой свиты в продольном направлении.Thermal U-shaped corrugated tube 6 is made in the form of a double spiral, the branches of which are interconnected in the longitudinal direction.

Посредством хомутов 12, закрепленных на концевых участках внешних трубок 13 коаксиальных трубок 4, и гибких связей 14 (отрезков троса или проволоки) свободные концы коаксиальных трубок 4 связаны с концами смежных трубок 4 в секции 3 и с концами трубок 2 смежных секций 3, формируя таким образом прочный силовой каркас.By means of clamps 12 fixed to the end sections of the outer tubes 13 of the coaxial tubes 4 and flexible connections 14 (cable or wire segments), the free ends of the coaxial tubes 4 are connected to the ends of adjacent tubes 4 in section 3 and to the ends of the tubes 2 of adjacent sections 3, thereby forming A robust power frame.

Заявленное устройство позволяет эффективно использовать отведенные для него площади независимо от расположения Солнца.The claimed device allows you to effectively use the allotted area, regardless of the location of the Sun.

Claims (3)

1. Солнечный водонагреватель, включающий многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных стеклянных трубок, в межтрубном пространстве которых создан вакуум, во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, по которой циркулирует теплоноситель, концы которой гидравлически связаны с подводящей и отводящей магистралями, размещенными в продольном корпусе, отличающийся тем, что корпус установлен на несущих стойках, коаксиальные трубки секций каждого теплообменника установлены в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, под углом по отношению друг к другу, при этом свободные концы трубок связаны концами смежных трубок в секции и с концами трубок смежных секций, подводящий и отводящий коллекторы размещены в продольном корпусе, причем во внутренней полости стеклянных коаксиальных трубок установлены тепловые гофрированные трубки U-образной формы.1. A solar water heater, including multi-sectional heat exchangers, made in the form of coaxial glass tubes, in the annular space of which a vacuum is created, a metal heat pipe is installed in the inner cavity of the inner tube, through which the coolant circulates, the ends of which are hydraulically connected to the inlet and outlet pipes located in longitudinal housing, characterized in that the housing is mounted on load-bearing posts, the coaxial tubes of the sections of each heat exchanger are installed in a plane and, perpendicular to the longitudinal axis of the housing, at an angle with respect to each other, while the free ends of the tubes are connected by the ends of adjacent tubes in the section and with the ends of the tubes of adjacent sections, the inlet and outlet collectors are placed in the longitudinal case, and in the inner cavity of the glass coaxial tubes are installed thermal corrugated tubes of a U-shaped form. 2. Солнечный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что подводящий и отводящий коллекторы связаны с подающей и отводящей магистралями посредством запорной арматуры.2. Solar water heater according to claim 1, characterized in that the inlet and outlet collectors are connected to the supply and outlet lines by means of shut-off valves. 3. Солнечный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что тепловая U-образная трубка выполнена из нержавеющей стали в виде двойной спирали, свитой в продольном направлении.3. Solar water heater according to claim 1, characterized in that the thermal U-shaped tube is made of stainless steel in the form of a double helix, twisted in the longitudinal direction.
RU2019104184A 2019-02-14 2019-02-14 Solar water heater RU2704506C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104184A RU2704506C1 (en) 2019-02-14 2019-02-14 Solar water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104184A RU2704506C1 (en) 2019-02-14 2019-02-14 Solar water heater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704506C1 true RU2704506C1 (en) 2019-10-29

Family

ID=68500857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104184A RU2704506C1 (en) 2019-02-14 2019-02-14 Solar water heater

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704506C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100018522A1 (en) * 2006-12-19 2010-01-28 Maik Schedletzky Tube collector with variable thermal conductivity of the coaxial tube
US20120111319A1 (en) * 2009-12-09 2012-05-10 Climatewell Ab (Publ) Thermal solar panel with integrated chemical heat pump
RU2491482C2 (en) * 2011-09-01 2013-08-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" System of solar hot water supply
RU171104U1 (en) * 2016-09-13 2017-05-22 Алексей Николаевич Жаринов SOLAR PIPE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100018522A1 (en) * 2006-12-19 2010-01-28 Maik Schedletzky Tube collector with variable thermal conductivity of the coaxial tube
US20120111319A1 (en) * 2009-12-09 2012-05-10 Climatewell Ab (Publ) Thermal solar panel with integrated chemical heat pump
RU2491482C2 (en) * 2011-09-01 2013-08-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" System of solar hot water supply
RU171104U1 (en) * 2016-09-13 2017-05-22 Алексей Николаевич Жаринов SOLAR PIPE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4153039A (en) Focusing solar energy apparatus
US20120031095A1 (en) Absorber pipe for the trough collector of a solar power plant
Parlamış et al. Experimental performance analysis of a parabolic trough solar air collector with helical-screw tape insert: A comparative study
WO2013183067A2 (en) An improved heat collection element for linear collector
RU2704506C1 (en) Solar water heater
US20090107488A1 (en) Apparatus and Method for Solar Thermal Energy Collection
CN104296396A (en) Solar high-temperature heat collecting device
EP2754977A1 (en) A solar collector having a corrugated tube
RU2706527C1 (en) Solar water heater
RU192169U1 (en) SOLAR WATER HEATER
CN106766265B (en) Tower type solar receiver with flow field optimized by single-side longitudinal vortex
RU212295U1 (en) SOLAR ABSORPTION SYSTEM
RU189382U1 (en) SOLAR COLLECTOR
CN111578542B (en) Non-planar tower type solar heat absorbing screen and heat absorber
RU2800202C1 (en) Solar collector with solar radiation concentrator
Bhattacharya et al. Analyzing the performance of a parabolic trough solar collector with advanced techniques adopted in the absorber-a review
RU134300U1 (en) VACUUM TUBE OF THE SOLAR COLLECTOR
CN201028821Y (en) Internally plated film light concentration type all glass double vacuum heat collecting pipes
CN101118095B (en) Double-layer glass vacuum metal pipe type solar heat-collector
JP2007205646A (en) Solar heat collector and solar heat utilization device having the same
CN111023589B (en) Small point focusing solar tube type pressure-bearing air heat absorber
Choudhary et al. A mini review on the design modifications in evacuated tube solar collectors to improve the performance and productivity
RU190986U1 (en) SOLAR WATER HEATER
CN212274285U (en) Snakelike solar vacuum glass tube pressure-bearing heat collector and heat collector system
CN202692468U (en) Intermediate temperature solar heat collector