SU1663343A1

SU1663343A1 - Solar power system

Info

Publication number: SU1663343A1
Application number: SU894678551A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Покотилов
Original assignee: Белорусский Политехнический Институт
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к гелиотехнике и позвол ет повысить тепловой комфорт помещени . Гелиосистема содержит полую аккумулирующую стену с воздухопроницаемым наполнителем, полость которой сообщена в верхней и нижней зонах с расположенным на ее лицевой поверхности гелиовоздухонагревателем с пластинчатым поглотителем и с помещением здани . В верхней зоне стены по ее длине размещен с тепловым контактом с наполнителем водонагреватель в виде горизонтально расположенных труб. Кажда пластина поглотител гелиовоздухонагревател ориентирована поглощающей поверхностью встречно набегающему воздушному потоку. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.The invention relates to solar technology and improves the thermal comfort of a room. The heliosystem contains a hollow accumulating wall with an air-permeable filler, the cavity of which is connected in the upper and lower zones with a helio-air heater located on its front surface with a plate absorber and with a building. In the upper zone of the wall along its length, a water heater in the form of horizontal pipes is placed with thermal contact with a filler. Each absorber plate of the helio-air heater is oriented with an absorbing surface opposite the oncoming airflow. 1 hp ff, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к гелиотехнике, в частности к гелиосистемам отоплени и гор чего водоснабжени зданий.The invention relates to solar technology, in particular, to heliosystems for heating and hot water supply of buildings.

Целью изобретени вл етс повышение теплового комфорта отапливаемых зданий .The aim of the invention is to increase the thermal comfort of heated buildings.

На фиг. 1 показана гелиосистема, разрез , и схема подключени труб водонагревател к системам гор чего водоснабжени помещени ; на фиг. 2 - участок стены в аксонометрии и схема подключени труб водонагревател к системе гор чего водоснабжени ,- на фиг. 3 - схема движени воздушных потоков в канале воздухонагревател .FIG. Figure 1 shows a solar system, a sectional view, and a diagram for connecting water heater pipes to the hot-water systems of a room; in fig. 2 shows an axonometric section of the wall and a diagram for connecting the water heater pipes to the hot water supply system; FIG. 3 is a flow chart of the air flow in the air heater duct.

Гелиосистема содержит встроенную в ограждение здани (не показано) аккумулирующую стену 1 с воздухопроницаемым наполнителем 2, полость 3 которой сообщена в верхней и нижней зонах с расположенным на ее лицевой поверхности 4 гелиовоздухонагревателем 5 с поглотителем в виде пластины 6 и помещением 7 здани . В верхней зоны стены 1 по ее длине размещен с тепловым контактом с наполнителем 2 водонагреватель в виде горизонтально расположенных труб 8. Кажда пластина 6 .поглотител воздухонагревател ориентирована поглощающей поверхностью 9 встречно набегающему воздушному потоку. Гелиовоздухонагреватель содержит оптически прозрачное ограждение 10, расположенное относительно стены 1 с зазором 11. Стена 1 имеет верхний и нижний каналы 12 и 13 и соединенный с последним вертикальный канал 14, сообщающие помещение 7 с зазором 11. Размещенные в последнем пластины 6 поглотител солнечного излучени перекрывают зазор 11 по диагонали и параллельны друг другу У верхнего канала размещен управл емый датчик 15 температуры шибер 16. Аккумулирующей средой наполнител может быть крупнопористый бетон на крупном т желом гравии или заЈThe heliosystem contains an accumulating wall 1 with an air-permeable filler 2 embedded in the building fencing (not shown) in the upper and lower zones with a solar air heater 5 located on its front surface 4 with an absorber in the form of a plate 6 and a building room 7. In the upper zone of the wall 1 along its length, a heater is placed with thermal contact with a filler 2 in the form of horizontal pipes 8. Each plate 6 of the absorber of the air heater is oriented with an absorbing surface 9 opposite the incoming air flow. The solar air heater contains an optically transparent barrier 10 located relative to wall 1 with a gap 11. Wall 1 has upper and lower channels 12 and 13 and a vertical channel 14 connected to the latter, communicating room 7 with a gap 11. The solar absorber 6 placed in the last block covers the gap 11 diagonally and parallel to each other. A temperature controlled sensor 15 is located at the upper channel. The gate is 16. The filling medium can be large-pore concrete on coarse gravel or behind the filler.

ОABOUT

оabout

CJ CJ Јь (л)CJ CJ Ј (l)

сыпка из крупного грави . В последнем случае поверхности стены 1 могут быть сформированы кирпичной кладкой. Наполнитель 2 поддерживаетс снизу решеткой 17, под которой расположен воздушный коллектор 18. Другой воздушный коллектор 19 расположен под поверхностью наполнител 2.coarse gravel. In the latter case, the surface of the wall 1 can be formed by brick masonry. The filler 2 is supported from below by a grill 17, under which the air collector 18 is located. Another air collector 19 is located under the surface of the filler 2.

Пластины 6 выполнены из неметаллических материалов, например из асбоцемент- ных листов, поверхность 9 которых покрываетс матовой черной краской или селективным покрытием.Plates 6 are made of non-metallic materials, for example, asbestos-cement sheets, the surface 9 of which is coated with a matte black paint or a selective coating.

Трубы 8 водонагревател , установленного в верхней зоне стены 1, имеют штуцеры 20 и 21 дл подвода холодной и отвода гор чей воды соответственно. Штуцер 21 соедин етс с дополнительным водоподот- ревателем 22, на выходе из которого устанавливаетс водоразборна арматура 23. Водопроводна вода подаетс с помощью крана 24.Water heater pipes 8 installed in the upper zone of wall 1 have fittings 20 and 21 for supplying cold and hot water respectively. The fitting 21 is connected to an additional water supply unit 22, at the outlet of which the water fittings 23 are installed. The tap water is supplied by a tap 24.

Гелиосистема теплоснабжени здани работает в двух основных режимах - зимнем и летнем.The heliosystem of the building heat supply operates in two main modes - winter and summer.

В зимнем режиме кран 24 закрыт и гелиосистема работает только дл отоплени помещений. При этом возможны в зависимости от соотношени задаваемой и существующей температур , в помещении и от наличи солнечной энергии режимы пр мого нагрева помещени , аккумулировани теплоты или использовани акку улирован- ной теплоты. При всех режимах циркул ци воздуха происходит естественным путем вследствие разности плотностей нагретого и охлажденного воздушных потоков в гравитационном поле.In winter mode, the valve 24 is closed and the solar system works only for space heating. In this case, depending on the ratio of the set and the existing temperatures, in the room and on the availability of solar energy, the modes of direct heating of the room, accumulation of heat or the use of accumulated heat are possible. In all modes, air circulation occurs naturally due to the density difference between the heated and cooled air flows in the gravitational field.

Пр мой нагрев помещени 7 имеет место при температуре воздуха о нем ниже задаваемой и при наличии достаточного солнечного излучени , В этом случае с помощью датчика 15 открываетс шибер 16 и циркул ци воздуха осуществл етс по контуру: помещение 7 - нижний канал 13 - коллектор 18 - канал 14 - зазор 11 - щели между пластинами 6 - канал 12 - помещение 7. Воздух нагреваетс от поверхности 4, навгрёваемой солнечным излучением, и поднимаетс за счет естественной конвекции. Ориентаци пластин 6 встречно воздушному потоку способствует разрушению пограничного сло у поверхности, что интенсифицирует теплообмен.Direct heating of room 7 takes place when the air temperature is lower than the specified one and if there is enough solar radiation. In this case, the sensor 15 opens the gate 16 and the air circulates around the circuit: room 7 - lower channel 13 - collector 18 - channel 14 — gap 11 — gaps between plates 6 — channel 12 — room 7. The air is heated from surface 4, heated by solar radiation, and is raised due to natural convection. The orientation of the plates 6 against the air flow contributes to the destruction of the boundary layer near the surface, which intensifies the heat exchange.

В режиме аккумулировани теплоты при температуре воздуха выше задаваемой шибер 16 закрываетс и циркул ци воздуха осуществл етс по контуру, полость 3 аккумулирующей стены 1 - коллектор 18 - канал 14-зазор 11 - коллектор 19- полость 3. Нагреваемый в зазоре 11 воздух повышает температуру теплоаккумулирующего наполнител стены 1.In the heat accumulation mode, when the air temperature is higher than the specified gate, the gate 16 closes and air circulates along the contour, the cavity 3 of the accumulating wall 1 — collector 18 — channel 14-gap 11 — collector 19 — cavity 3. The air heated in the gap 11 increases filler wall 1.

Использование аккумулированной теплоты в ночное врем или при пасмурнойUse of accumulated heat at night or when cloudy

погоде имеет место при температуре воздуха ниже задаваемой. При этом шибер 16 открываетс и возникает естественна циркул ци воздуха по контуру: помещение 7 - канал 13 - коллектор 18 - полость 3 стены 1 0 коллектор 19- канал 12 - помещение. При этом воздух, забираемый из помещени 7, нагреваетс , проход сквозь аккумулирующую полость 3, и оп ть поступает в отапливаемое помещение 7.weather occurs when the air temperature below the specified. At that, the gate 16 opens and natural circulation of air along the contour occurs: room 7 - channel 13 - collector 18 - cavity 3 walls 1 0 collector 19 - channel 12 - room. At the same time, the air drawn from room 7 is heated, passing through the accumulating cavity 3, and again enters the heated room 7.

5В летнем режиме гелиосистема служит5 In summer mode, the solar system serves

дл нагревани зоды. Кран 24 открыт, шибер 16 закрыт. Воздух будет циркулировать по контуру таким же образом, как при режиме аккумулировани энергии. Нагретый на0 полнитель стены 1 обладает запасом теплоты, котора испопьзуетс дл нагрева- ни воды при о.ткрывании водозаборной арматуры 23. Вода через штуцер 20 поступает в трубы, где нагреваетс за счет естествен5 ной циркул ции воздуха внутри полости стены 1 между поверхност ми нагретых частиц наполнител 2 и холодными поверхност ми труб 8. Нагрета вода под давлением водопровода поступает к потребителю через до0 полиительный водоподог.реватель 22, который включаетс при недостаточной температуре нагрева воды.for heating the zod. Crane 24 is open, the gate 16 is closed. The air will circulate around the circuit in the same way as in energy storage mode. The heated wall filler 1 has a reserve of heat that is used to heat water when opening the water intake fittings 23. Water enters pipes through the nozzle 20 where it is heated by the natural circulation of air inside the wall 1 between the surfaces of heated particles the filler 2 and the cold surfaces of the pipes 8. The heated water under the pressure of the water supply comes to the consumer through additional water supply heater 22, which is turned on at an insufficient temperature of heating the water.

Установка водонагревател в виде труб 8 в верхней зоне стены 11 позвдл ет расши5 рить функциональные возможности гелиосистемы и повысить тепловой комфорт помещени 7, предотвратить его перегрев в летнее врем путем организации охлаждени стены 1 за счет естественной циркул 0 ции воздуха в ее полости.Installing a water heater in the form of pipes 8 in the upper zone of the wall 11 allows you to expand the functionality of the solar system and increase the thermal comfort of the room 7, to prevent it from overheating in summer by organizing cooling of the wall 1 due to the natural circulation of air in its cavity.

Предлагаема гелиосистема вл етс неметаллоемкой за счет использовани неметаллов дл пластин 6 поглотител . При этом дл обеспечени эффективностиThe proposed heliosystem is non-metal-intensive by using non-metals for the absorber plates 6. At the same time, to ensure efficiency

5 теплообмена пластины 6 ориентированы к набегающему воздушному потоку поглощающей поверхностью 9. Кроме того, снижены потери теплоты через прозрачное ограждение 1 за счет того, что при данной5 heat transfer plate 6 is oriented to the incoming air flow absorbing surface 9. In addition, reduced heat loss through the transparent fence 1 due to the fact that at this

0 ориентации пластин 6 поглотител нагретый воздух не контактирует с внутренней поверхностью ограждени 10 и отсутствуют потери тепла из-за негерметичности торцов пластин 6.0 of the orientation of the absorber plates 6, the heated air is not in contact with the inner surface of the enclosure 10 and there is no heat loss due to leakage of the ends of the plates 6.

5five

Claims

Claim 1. Heliosystem containing a hollow accumulating wall embedded in a building fence, a wall with an air-permeable filler, the cavity of which is communicated in

upper and lower zones with a helium-air heater located on its front surface with a plate absorber and with a building room, which is so that, in order to increase the thermal comfort of the room, in the upper zone of the wall

water heater filler in the form of horizontal pipes.

2. The heliosystem according to claim 1, characterized in that each absorber plate of the helium-air heater is oriented with an absorbing surface oppositely

along its length is placed with thermal contact with the oncoming air flow.

22

figure 1

eleven