RU56573U1

RU56573U1 - HEAT HELICOLLECTOR

Info

Publication number: RU56573U1
Application number: RU2006119161/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Александрович Чертищев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Гелиоцентр"
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Тепловой гелиоколлектор. Может быть использован в быту для обогрева помещений или на производстве с целью потребления. Гелиоколлектор содержит теплообменник, светотеплопроводящее стекло, при этом коллектор включает двухкамерный стеклопакет с прослойками, теплоизолирующей в одной камере и теплопоглощающей в виде жидкого незамерзающего теплоносителя в другой, в теплоноситель помещен теплообменник, выполненный в виде оребренных цилиндров, расположенных шахматном порядке на плите из теплопоглащающего материала, являющейся одной из наружных поверхностей стеклопакета. Оребренные цилиндры увеличивают теплопоглощающую поверхность теплообменника, их расположение в шахматном порядке увеличивает путь прохождения теплоносителя, создает дополнительное гидравлическое сопротивление течению жидкости, что увеличивает теплопередачу от плиты из теплопоглощающего материала к жидкому теплоносителю и уменьшает его объем и, как следствие, инерционность теплообменника. Размещение теплообменника внутри стеклопакета позволяет обеспечить его надежную теплоизоляцию и круглогодичную эксплуатацию. Технический результат, который может быть достигнут заявляемым коллектором, состоит в возможности использования для изготовления коллектора существующих производств стеклопакетов без переналадки оборудования, а также в увеличении площади теплопоглощающей поверхности и повышении гидравлического сопротивления потоку теплоносителя, позволяющих дополнительно нагреть теплоноситель.Thermal solar collector. It can be used in everyday life for space heating or in production for consumption. The solar collector contains a heat exchanger, light-conducting glass, and the collector includes a two-chamber double-glazed window with interlayers that insulate in one chamber and heat absorb in the form of a liquid non-freezing heat carrier in another; a heat exchanger is placed in the heat carrier, made in the form of finned cylinders arranged in a checkerboard pattern made of material made of staggered heat which is one of the outer surfaces of the glass. Finned cylinders increase the heat-absorbing surface of the heat exchanger, their staggered arrangement increases the path of the heat carrier, creates additional hydraulic resistance to the fluid flow, which increases the heat transfer from the plate from the heat-absorbing material to the liquid heat carrier and reduces its volume and, as a consequence, the inertia of the heat exchanger. Placing a heat exchanger inside a double-glazed window allows ensuring its reliable thermal insulation and year-round operation. The technical result that can be achieved by the claimed collector consists in the possibility of using double-glazed windows for the manufacture of the collector without changing equipment, as well as in increasing the area of the heat-absorbing surface and increasing the hydraulic resistance to the flow of the coolant, allowing additional heating of the coolant.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, предназначена для преобразования солнечной энергии в тепловую и может быть использована в быту для обогрева помещений или на производстве с целью потребления.The utility model relates to a power system, designed to convert solar energy into heat, and can be used in everyday life for space heating or in production for consumption.

Принцип работы тепловых коллекторов основан на том, что лучистую энергию солнца они преобразуют в тепловую путем нагрева теплоносителя, протекающего через коллектор. Могут применяться как в одноконтурных, так и в двухконтурных системах с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. Гелиоколлекторы освоены в производстве и как, правило, представляют собой поглощающие панели, содержащие теплообменник, светопроводящее стекло, теплоизоляцию. Основной конструктивный элемент коллектора - теплообменник, который непосредственно влияет на КПД коллектора.The principle of operation of thermal collectors is based on the fact that they convert the radiant energy of the sun into heat by heating the coolant flowing through the collector. They can be used both in single-circuit and in double-circuit systems with natural or forced circulation of the coolant. Solar collectors are mastered in production and, as a rule, are absorbing panels containing a heat exchanger, light guide glass, and thermal insulation. The main structural element of the collector is a heat exchanger, which directly affects the efficiency of the collector.

Известен гелиоколлектор «Радуга-М», выпускаемый НПП «Конкурент» /1/. Теплообменник известного коллектора - поглощающая панель, выполненная из двух листов нержавеющей стали толщиной 0,3 и 0,5 мм. Наружная поверхность панели имеет селективное покрытие, увеличивающее теплопроводность коллектора. Известный коллектор имеет теплоизоляцию нижнюю и боковую. Нижняя состоит из двух слоев - базальтовое волокно, обернутое отражающей алюминиевой фольгой и плита из жесткого пенолиуретана.Famous solar collector "Rainbow-M", produced by NPP "Competitor" / 1 /. The heat exchanger of the well-known collector is an absorbing panel made of two sheets of stainless steel with a thickness of 0.3 and 0.5 mm. The outer surface of the panel has a selective coating that increases the thermal conductivity of the collector. The known collector has thermal insulation lower and side. The lower one consists of two layers - basalt fiber wrapped in reflective aluminum foil and a rigid polyurethane foam plate.

Как видно из описания известного коллектора, конструкция содержащегося в нем теплообменника, состоящего из металлических листов, является простой в изготовлении, но в силу неразвитости теплообменной поверхности теряет большое количество тепла. КПД такого коллектора не может быть большим, для его увеличения используют селективное покрытие и сложную систему теплоизоляции.As can be seen from the description of the known collector, the design of the heat exchanger contained in it, consisting of metal sheets, is easy to manufacture, but due to the underdevelopment of the heat exchange surface, it loses a large amount of heat. The efficiency of such a collector cannot be large; selective coating and a complex thermal insulation system are used to increase it.

Наиболее близким к заявляемому решению является тепловой коллектор (Заявка №95114648/06, публ. 1997 г.) /2/.Closest to the claimed solution is a thermal collector (Application No. 95114648/06, publ. 1997) / 2 /.

Известный коллектор содержит теплообменник, светотеплопроводящее стекло, термостойкую теплоизоляцию. При этом, светотеплопроводящее стекло выполнено не только проводящим свет, но и концентрирующим солнечные лучи. Конструкция концентрирующего стекла выполнена из стекол с определенными техническими характеристиками по фокусному расстоянию, ширине линзы, полупроводниковой прозрачной теплоизоляцией, между стеклами выполнена вакуумная прослойка.Known collector contains a heat exchanger, light-conductive glass, heat-resistant thermal insulation. At the same time, light-conductive glass is made not only conducting light, but also concentrating the sun's rays. The design of the concentrating glass is made of glasses with certain technical characteristics in terms of focal length, lens width, transparent semiconductor thermal insulation, a vacuum layer is made between the glasses.

Таким образом, в техническим решении известного коллектора светотеплопроводящее стекло не влияет на величину теплопоглощения коллектора.Thus, in the technical solution of the known collector, light-conducting glass does not affect the amount of heat absorption of the collector.

Подбор характеристик стекла и выполнение вакуумной прослойки под цели коллектора усложняют технологию его изготовления, что при серийном производстве коллекторов не являются экономически выгодным.The selection of the characteristics of the glass and the implementation of the vacuum interlayer for the purpose of the collector complicate the technology of its manufacture, which is not economically viable for mass production of collectors.

Задача настоящего технического решения состоит в создании коллектора с увеличенным теплопоглощением, конструкция которого не требует сложной технологии его изготовления.The objective of this technical solution is to create a collector with increased heat absorption, the design of which does not require complex technology for its manufacture.

Для решения поставленной задачи тепловой гелиоколлектор содержит теплообменник, светотеплопроводящее стекло, при этом коллектор включает двухкамерный стеклопакет с прослойками, теплоизолирующей в одной камере и теплопоглощающей в виде жидкого теплоносителя в другой, в теплоноситель помещен теплообменник, выполненный в виде оребренных цилиндров, расположенных шахматном порядке на плите из теплопоглощающего материала, являющейся одной из наружных поверхностей стеклопакета.To solve this problem, the solar thermal collector contains a heat exchanger, light-conductive glass, and the collector includes a two-chamber double-glazed window with interlayers that heat insulate in one chamber and heat absorbing in the form of a liquid heat carrier in another; a heat exchanger made in the form of finned cylinders arranged in a checkerboard pattern from heat-absorbing material, which is one of the outer surfaces of the glass packet.

Использование стандартных стеклопакетов в качестве светотеплопроводящего стекла упрощает технологию изготовления коллектора.The use of standard double-glazed windows as light-conducting glass simplifies the technology of manufacturing the collector.

Оребренные цилиндры увеличивают теплопоглощаюшую поверхность теплообменника, их расположение в шахматном порядке увеличивает путь прохождения теплоносителя, создает дополнительное гидравлическое сопротивление течению жидкости, что увеличивает теплопередачу от плиты из теплопоглощающего материала к жидкому теплоносителю, уменьшает его объем и, как следствие, инерционность теплообменника. Размещение теплообменника внутри стеклопакета позволяет обеспечить его надежную теплоизоляцию и круглогодичную эксплуатацию.Finned cylinders increase the heat-absorbing surface of the heat exchanger, their staggered arrangement increases the path of the heat carrier, creates additional hydraulic resistance to the fluid flow, which increases the heat transfer from the plate from the heat-absorbing material to the liquid heat carrier, reduces its volume and, as a consequence, the inertia of the heat exchanger. Placing a heat exchanger inside a double-glazed window allows ensuring its reliable thermal insulation and year-round operation.

Технический результат, который может быть достигнут заявляемым коллектором, состоит в возможности использования для изготовления коллектора существующих производств стеклопакетов без переналадки оборудования, а также в увеличении площади теплопоглощающей поверхности и повышении гидравлического сопротивления потоку теплоносителя, позволяющих дополнительно нагреть теплоноситель.The technical result that can be achieved by the claimed collector consists in the possibility of using double-glazed windows for the manufacture of the collector without changing equipment, as well as in increasing the area of the heat-absorbing surface and increasing the hydraulic resistance to the flow of the coolant, allowing additional heating of the coolant.

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 изображен коллектор в разрезе, на фиг.2 - то же, вид сверху, на фиг.3 - то же, вид сбоку.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a collector in section, in Fig. 2 is the same, top view, in Fig. 3 is the same side view.

Гелиоколлектор заключен в корпус 1, внутри корпуса размещен стеклопакет, состоящий из камер 2 и 3, при этом камера 3 заполнена жидким незамерзающим теплоносителем 4, в качестве которого могут быть использованы глицерин, тосол и др.The solar collector is enclosed in housing 1, a glass packet is placed inside the housing, consisting of chambers 2 and 3, while chamber 3 is filled with liquid non-freezing coolant 4, which can be used glycerin, antifreeze, etc.

Поверхность 5 камеры предпочтительно выполнить в виде плиты из теплозащитного пластика и покрыть изоляционным слоем 6.The surface 5 of the chamber is preferably made in the form of a plate of heat-protective plastic and coated with an insulating layer 6.

В камеру 3 помещен теплообменник в виде оребренных цилиндров 7, расположенных шахматном порядке на плите 5. Кроме того, коллектор оснащен патрубком 8 для ввода теплоносителя в камеру 3 и патрубком 9 для выхода нагретого теплоносителя. Теплоизоляция боковых сторон корпуса периметру и с внутренней стороны выполнена с помощью любых существующих теплозащитных материалов (пенопласт, пеноизол, роквол, и т.д.).A heat exchanger is placed in the chamber 3 in the form of finned cylinders 7 arranged staggered on the plate 5. In addition, the collector is equipped with a nozzle 8 for introducing the heat carrier into the chamber 3 and a nozzle 9 for exiting the heated heat carrier. Thermal insulation of the sides of the case to the perimeter and from the inside is made using any existing heat-shielding materials (polystyrene foam, foam insulation, rockwall, etc.).

Гелиоколлектор в качестве теплонагревательного устройства подсоединяют в систему теплоснабжения помещения. Солнечные лучи проникают через стекла пакета и нагревают теплоноситель 4, достигают плиты 5 коллектора и нагревают ее. В результате, температура плиты 5, оребренных цилиндров 7 и теплоносителя 4 повышается, и за счет естественной конвекции либо принудительной циркуляции происходит движение жидкости по контуру и через патрубок 9 отдается в теплоотдающее устройство, например, радиатор.The solar collector as a heating device is connected to the heating system of the room. The sun's rays penetrate through the glass of the package and heat the coolant 4, reach the collector plate 5 and heat it. As a result, the temperature of the plate 5, finned cylinders 7 and the coolant 4 rises, and due to natural convection or forced circulation, the fluid moves along the circuit and is transferred through the pipe 9 to a heat-releasing device, for example, a radiator.

Разность температур между теплоносителем и наружным воздухом достигает значительных величин. В зимний солнечный день при температуре воздуха -20°С, температура теплоносителя достигает 50°С, то есть разность температур составит 70°С.The temperature difference between the coolant and the outside air reaches significant values. On a winter sunny day at an air temperature of -20 ° C, the temperature of the coolant reaches 50 ° C, that is, the temperature difference will be 70 ° C.

Claims

A thermal solar collector containing a heat exchanger, light-conducting glass, characterized in that the solar collector includes a two-chamber glass packet with interlayers that insulate in one chamber and heat-absorbing in the form of a liquid heat carrier, in another, a heat exchanger is placed in the heat carrier, made in the form of finned cylinders arranged in a checkerboard pattern arranged in a checkerboard pattern a plate of heat-absorbing material, which is one of the outer surfaces of the glass unit.