Безкорпусний сонячний колектор

Винахід належить до геліотехніки, зокрема до сонячних колекторів і може бути використаний в системах сонячного нагріву теплоносія. Відомі сонячні колектори з поглинаючою панеллю листотрубної конструкції, що серійно випускаються в багатьох країнах світу [див. Сборник Европейского гелиотехнического общества "Solar Collectors", Dortrecht, 1985; ГОСТ 28310-89; Сонячний колектор фірми “АФРОС – ΑΓΡΟ”, http://www.afros-agro.crimea.ua/products.html]. Спільним для них являється використання трубних металевих систем, плоскі теплопоглинаючі поверхні з чорним або селективним покриттям. По трубам, що отримують тепло від теплопоглинаючої панелі, циркулює теплоносій і відбирає тепло. Теплопоглинаюча панель монтується в корпусі, тильна і бокова поверхня якої захищена прошарком теплоізоляційного матеріалу (волоконні плити, пінопласт, поліуретан тощо), а зверху розташовується лист прозорої теплоізоляції. Істотною вадою цих колекторів є складність та велика вага конструкції. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є сонячний колектор, який складається із прозорої теплоізоляції та теплопоглинаючої панелі, що включає циліндричний рукав для теплоносія та розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинаючих ребра, зовнішні поздовжні грані котрих мають додаткові елементи [див. патент США № 6082353А, МПК7 F24J2/24, опубл. 04.07.2000]. Відомий сонячний колектор може мати не одну, а більше теплопоглинаючих панелей, які за допомогою додаткових елементів, що є елементами зчеплення, жорстко фіксуються в одній площині один до одного. При цьому один з додаткових елементів зчеплення має вигляд L-подібного виступу, а другий – пазу, утвореного теплопоглинаючим ребром і Lподібним виступом. З усіх сторін сонячний колектор, що має одну або декілька теплопоглинаючих панелей, укладений в теплоізоляційний корпус, крім сторони, на яку падає сонячне випромінювання. Ця сторона покрита шаром прозорої теплоізоляції. При монтажі сонячного колектора ці корпуси у великій кількості розташовують на даху споруди, що створює додаткове навантаження на її конструкції. До вад зазначеного сонячного колектора можна також віднести наступні: - складність конструкції, обумовлену наявністю панелей, теплоізоляційного корпусу, шару прозорої теплоізоляції, прошарків тильної та бокової теплоізоляції; - велика вага конструкції, обумовлена великою кількістю складових елементів колектора. Задачею запропонованого винаходу є удосконалення сонячного колектора шляхом зміни його конструкції для її спрощення та зменшення ваги. Поставлена задача вирішується тим, що у безкорпусному сонячному колекторі, який складається із прозорої теплоізоляції та теплопоглинаючої панелі, що включає циліндричний рукав для теплоносія та розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинаючих ребра, зовнішні поздовжні грані котрих мають додаткові елементи, відповідно винаходу додаткові елементи утворюють із теплопоглинаючими ребрами таври, нижні вільні краї яких мають перпендикулярні повздовжні опорні ребра, що загнуті назустріч один до одного, а верхні вільні краї мають виступи назовні у вигляді сполучених із ними через краї поличок швелерів, пази яких повернені відкритими частинами один до одного для фіксації в поперечному напрямку відносно теплопоглинаючої панелі листа прозорої теплоізоляції з ущільнювачем, при цьому вся поверхня теплопоглинаючої панелі, крім поверхні верхніх сторін теплопоглинаючих ребер та внутрішніх поверхонь додаткових елементів, які розташовані вище теплопоглинаючих ребер, покрита тонкоплівочним термоізоляційним матеріалом. Крім того, верхня поличка швелера першого додаткового елемента та нижня поличка швелера другого додаткового елемента можуть мати зовнішні L-подібні продовження, вільні кінці котрих повернуті у першого додаткового елемента вниз, а другого уверх, та мають довжину відповідну висоті стінки швелерів. Теплопоглинаюча поверхня теплопоглинаючої панелі, що утворена верхніми сторонами теплопоглинаючих ребер та внутрішніми поверхнями додаткових корпусних елементів, які розташовані вище теплопоглинаючих ребер, має чорне або селективне покриття. Вся інша поверхня теплопоглинаючої панелі пофарбована тонкоплівочним термоізоляційним матеріалом, наприклад рідким керамічним термоізоляційним матеріалом Thermal - Coat™, тепловтрати плівки якого товщиною 0,4 мм дорівнюють тепловтратам шару мінеральної вати товщиною 5 см. При такій конструкції теплопоглинаючої панелі в теплоізоляційному корпусіпотреби немає, тому він відсутній. Зазор між листом прозорої теплоізоляції та теплопоглинаючою панеллю з торцевих сторін ущільнюється теплоізоляційними ущільнювачами. Таким чином, заявляємий колектор можна назвати безкорпусним сонячним колектором. Безкорпусний сонячний колектор у цілому має патрубки для з'єднання з іншими колекторами та іншими елементами систем нагріву теплоносія. Безкорпусний сонячний колектор монтують на будь-яку плоску поверхню чи на спеціальну конструкцію. Якщо буде потреба, монтаж декількох безкорпусних сонячних колекторів ведуть за допомогою вільних країв зовнішніх L-подібних продовжень верхньої та нижньої поличок швелерів додаткових елементів. Монтаж безкорпусних сонячних колекторів можна вести безпосередньо на каркас споруди і тому вони можуть виконувати роль як стіни так і даху споруди та не створюють додаткового навантаження на каркас. Суть винаходу пояснюється кресленням. На фіг. показано поперечний розріз безкорпусного сонячного колектора. Безкорпусний сонячний колектор утворений з теплопоглинаючої панелі, яка включає циліндричний рукав 1 для теплоносія, розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинаючих ребра 2, зовнішні поздовжні грані котрих мають додаткові елементи, які утворюють з теплопоглинаючими ребрами 2 таври 3, нижні вільні краї яких мають перпендикулярні повздовжні опорні ребра 4, що загнуті назустріч один до одного. Верхні вільні краї таврів 3 мають виступи назовні у вигляді сполучених з ними через краї поличок швелерів 5, пази яких повернені відкритими частинами один для одного для фіксації в поперечному напрямку відносно теплопоглинаючої панелі листа прозорої теплоізоляції 6 з ущільнювачем (на фіг. не показано). Верхня поличка швелера 5 першого додаткового елемента та нижня поличка швелера 5 другого додаткового елемента мають зовнішні L-подібні продовження відповідно 7 та 8 , вільні кінці котрих повернуті у першого додаткового елемента вниз, а другого -уверх, та мають довжину відповідну висоті стінки швелерів 5. Теплопоглинаюча поверхня теплопоглинаючої панелі має чорне або селективне покриття - зона 9. Вся інша поверхня теплопоглинаючої панелі пофарбована тонкоплівочним термоізоляційним матеріалом (зону фарбування на фіг. не показано). Безкорпусний сонячний колектор запропонованої конструкції працює наступним чином. Теплоносій через вхідний патрубок (на фіг. не показано) поступає в циліндричний рукав 1 теплопоглинаючої панелі. Нагрітий теплоносій через вихідний патрубок (на фіг. не показано) подають до трубопроводів споживача. Нагрів теплоносія здійснюється за рахунок тепла сонячного випромінювання, що поглинається теплопоглинаючими ребрами 2, від яких передається через стінки теплоносію в циліндричному рукаві 1.