Сонячний колектор

Сонячний колектор, що включає каркас, в якому розташований двоярусний абсорбер з кана 3 за допомогою капілярних сил може циркулювати теплоносій внаслідок його нагрівання на сонці. Використання прозорої стільникової осередкової структури в порожнинах стільникового полікарбонату призводить до придушення конвективного та частково променистого теплообміну. Конструктивно ця структура складається з довгастих осередків круглого, прямокутного чи шестикутного перерізу. Як правило матеріал для цієї структури (полімерні, наприклад поліетилен, поліметилметакрилат) повинен мати низький коефіцієнт теплопровідності та низьку питому теплоємність, високу пропускну здатність , витримувати достатньо високий рівень температур, товщина стінок не повинна перевищувати 0,5мм, діаметр соти не більше - 5мм, а відношення їх висоти до діаметру не менш 5мм. Для стільникової структури, яка складається з круглих труб, конструктивні параметри повинні бути наступними: внутрішній діаметр менше 150мм, а довжина не повинна перевищувати 600мм [Marko, A. Thermische solarenergienutzung an gebauden / A. Marko, P. Braun. - Berlin: Springer, 1997. - 320p.]. Конструкція сонячного колектора у виді багатоярусної структури регулярного типу з застосуванням полікарбонатного матеріалу дозволяє реалізувати дешеву технологію з'єднання полімерних матеріалів, за допомогою якої герметизуються канали прозорої ізоляції, при цьому нижній ярус абсорбера підключається до гідравлічних каналів входу і виходу теплоносія, виготовленим також з полімерних матеріалів. Таким чином, знижується вартість сонячного колектора. Для виготовлення сонячних колекторів доцільно використовувати полікарбонатні структурні панелі, що володіють гарними теплоізоляційними властивостями, високою міцністю і світлопроникністю. Для них характерна легкість (до 3 кг/м2), висока стійкість до погодних умов (діапазон температури від -40°С до +120°С) і деградації під дією сонячного випромінювання, вогнестійкість, великий термін експлуатації (25 років). Принципова схема сонячного колектора з поглиначем сонячної енергії, який розташований в нижньому ярусі абсорбера та виконаний з активованого вугілля представлена на Фіг. Сонячний колектор, виконаний цілком з полімерних матеріалів, містить абсорбер (1) виготовлений з стільникового полікарбонату, який виконано двоярусним, верхній ярус (2), якого виступає в ролі прозорої ізоляції, заповнений повітрям чи прозорою стільниковою осередковою структурою різних типів, а у нижньому ярусі (3) розташований поглинач сонячної енергії (4), виконаний з активованого вугілля. 53853 4 Величина «а» - товщина прозорого покриття відповідає панелям з мінімальною товщиною і з максимальною світлопропускною здатністю. Над абсорбером на відстані «b» розташована прозора ізоляція (5), виконана із стільникового полікарбонату з високою світлопроникністю. Абсорбер з тепловою ізоляцією (6) розташований в корпусі (7), який виконаний також з полімерного матеріалу. Він використовується для забезпечення герметичності каналів від навколишнього середовища, а також для підвищення твердості конструкції сонячного колектора. Відповідно (8) та (9) - вхідний та вихідний канали для теплоносія, котрий рухається у нижньому ярусі (3) по каналам які утворює поглинач сонячної енергії (4). Канали (8) та (9) також виконані з полімерного матеріалу. Нижня частина прозорої ізоляції (2) з верхньою її частиною (5) та теплова ізоляція (6) з корпусом (7) служать для зменшення теплових втрат у навколишнє середовище. Сонячний колектор працює за таким способом. Сонячні промені, потрапляючи на сонячний колектор, проходять верхнє світлопрозоре огородження (5), виконане з полікарбонату з високої світлопрозорістю, і далі проходячи нижнє світлопрозоре огородження (2), яке виконане з стільникового полікарбонату, потрапляють до нижнього ярусу (3) абсорбер (1), виготовленого з стільникового полікарбонату, в якому поглинаються поглиначем сонячної енергії (4), виконаного із активованого вугілля і переходить у вигляді теплової енергії до теплоносія. Теплоносій входить в абсорбер колектора з одного торця (8), нагрівається і з іншого торця (9) виводиться з колектору. Прозора ізоляція (5) та (2) поглинає велику частину довгохвильового випромінювання від поглинаючої поверхні абсорбера, що забезпечує «парниковий ефект» у повітряних порожнинах стільникового полікарбоната і знижує тепловтрати в навколишнє середовище. Для істотного зниження конвективних теплових втрат абсорбера в навколишнє середовище використовували у порожнинах стільникового полікарбоната (2) прозору стільникову осередкову структуру різних типів та канали прозорої ізоляції (5) розташовували перпендикулярно каналам абсорбера. Висока теплова ефективність пропонованого сонячного колектора при невеликих витратах на його виготовлення дозволяє істотно знизити вартість теплопостачання для будь-якої категорії користувачів. Корисна модель може бути використана в системах сонячного опалення і гарячого водопостачання. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 53853 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601