Теплогідравлічний випробувальний стенд

1. Теплогідравлічний випробувальний стенд, що містить дослідний сонячний колектор, бак постійного рівня з переливною трубою, розташований вище сонячного колектора, зливальний бак, розташований нижче сонячного колектора, в який надходить теплоносій з бака постійного рівня через переливну трубу, циркуляційний насос у контурі, що з'єднує зливальний бак з баком постійного рівня, виконаний з можливістю перекачування теплоносія зі зливального бака у верхній бак з витратою, що перевищує витрату теплоносія через сонячний колектор для забезпечення постійного рівня теплоносія в баку, вентиль для регулювання гідравлічного опору й витрати теплоносія, встановлений у розімкнутому контурі подачі теплоносія з бака постійного рівня на вхід сонячного колектора, і проточний термостат, що забезпечує термостатування теплоносія з точністю, меншою, ніж необхідна точність підтримки температури на вході в сонячний колектор, установлений на ділянці пере качування теплоносія зі зливального бака в бак постійного рівня, труба, що з'єднує бак постійного рівня із входом сонячного колектора, й бак постійного рівня теплоізольовані, бак має корисний Корисна модель відноситься до геліотехніки, конкретно для лабораторних теплотехнічних випробувань та порівняння різних конструкцій сонячних колекторів. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, прийнятим як прототип, є теплогідравлічний випробувальний стенд для натурних теплотехнічних випробувань сонячних колекторів з розімкнутим контуром, який має дослідний сонячний колектор, бак постійного рівня з переливною трубою, розташований вище сонячного колектора, зливальний бак, розташований нижче сонячного колектора, у який надходить теплоносій з бака постійного рівня через переливну трубу, циркуля ційний насос у контурі, що з'єднує зливальний бак з баком постійного рівня, який забезпечує перекачування теплоносія зі зливального бака у верхній бак з витратою, що перевищує витрату теплоносія через сонячний колектор для забезпечення постійного рівня теплоносія в баку, вентиль для регулювання гідравлічного опору й витрати теплоносія, встановлений у розімкнутому контурі подачі теплоносія з бака постійного рівня на вхід сонячного колектора, і проточний термостат, що забезпечує термостатування теплоносія з точністю меншою, чим необхідна точність підтримки температури на вході в сонячний колектор, установлений на ділянці перекачування теплоносія зі зливального бака об'єм V, не менший за 2 , де - максимальна 1 (13) 55715 (19) UA (11) температури термостатом, 1 - необхідна похибка підтримки постійної температури на вході в сонячний колектор, який відрізняється тим, що весь стенд розташований у термостатичній камері з похибкою підтримання температури ±1°, на відстані від сонячного колектора розташоване штучне джерело випромінювання (імітатор сонячного випромінювання), потужність потока якого встановлюється блоком живлення, зі спектром випромінення в діапазоні 250-3000 нм, та повітряний нанагнітач, витрата якого регулюється напругою, яка подається на його клеми. 2. Теплогідравлічний випробувальний стенд за п. 1, який відрізняється тим, що у плоскості дослідного сонячного колектора розміщені датчики швидкості вітру, інтенсивності падаючого випромінювання, температури повітря, відносної вологості повітря та атмосферного тиску. U витрата теплоносія через дослідний сонячний колектор у процесі випробувань, - тривалість випробувань протягом дня, 2 - похибка підтримки 3 55715 в бак постійного рівня, труба, що з'єднує бак постійного рівня із входом сонячного колектора й бак постійного рівня теплоізольовані, причому бак має корисний об'єм V не менший за 2 , де - максимальна витрата теплоносія 1 через дослідний сонячний колектор у процесі випробувань, - тривалість випробувань протягом дня, 2 - похибка підтримки температури термостатом, 1 - необхідна похибка підтримки постійної температури на вході в сонячний колектор [Пат. RU 53416 U1, МПК F24J 2/24, F24J 2/48. Теплогидравлический испытательный стенд. / Попель Олег Сергеевич, Прокопченко Илья Владимирович, Сулейманов Муси Жамалуттинович, Фрид Семен Ефимович, Коломиец Юлия Георгиевна. № 2005135477/22: Бюл. № 13, 2006 p.] (прототип). Недоліком прототипу є неспроможність у достатньому ступені порівнювати теплотехнічні характеристики різних конструкцій сонячних колекторів, із-за мінливості у часі основних факторів, які безпосередньо впливають на їх величини - інтенсивність сонячного випромінювання, швидкість вітру, температура навколишнього середовища. Задачею корисної моделі є створення теплогідравлічного випробувального стенду для лабораторних теплотехнічних випробувань сонячних колекторів, конструкція якого би, збільшила точність отримання теплотехнічних характеристик, зникла їх залежність від мінливих навколишніх факторів (сонячного випромінювання, географічного розташування та метеоумов), що забезпечило б можливість порівнювати різні конструкції сонячних колекторів та систем водонагрівальних установок. Поставлена задача вирішується тим, що відомий тешюгідравлічний випробувальний стенд, що містить дослідний сонячний колектор, бак постійного рівня з переливною трубою, розташований вище сонячного колектора, зливальний бак, розташований нижче сонячного колектора, у який надходить теплоносій з бака постійного рівня через переливну трубу, циркуляційний насос у контурі, що з'єднує зливальний бак з баком постійного рівня, який забезпечує перекачування теплоносія зі зливального бака у верхній бак з витратою, що перевищує витрату теплоносія через сонячний колектор для забезпечення постійного рівня теплоносія в баку, вентиль для регулювання гідравлічного опору й витрати теплоносія, встановлений у розімкнутому контурі подачі теплоносія з бака постійного рівня на вхід сонячного колектора, і проточний термостат, що забезпечує термостатування теплоносія з точністю, меншою, ніж необхідна точність підтримки температури на вході в сонячний колектор, установлений на ділянці перекачування теплоносія зі зливального бака в бак постійного рівня, труба, що з'єднує бак постійного рівня із входом сонячного колектора й бак постійного рівня теплоізольовані, бак має корисний об'єм V не менший за 2 , де - максимальна витрата 1 теплоносія через дослідний сонячний колектор у процесі випробувань, - тривалість випробувань протягом дня, 4 2 - похибка підтримки температури термостатом, 1 - необхідна похибка підтримки постійної температури на вході в сонячний колектор, відповідно до корисної моделі, стенд розташований у термостатичній камері з похибкою підтримання температури ±1°, на відстані від сонячного колектора розташоване штучне джерело випромінювання (імітатор сонячного випромінювання), потужність потока якого встановлюється блоком живлення, зі спектром випромінення в діапазоні 250-3000 нм, та повітряний нагнітач, витрата якого регулюється напругою, яка подасться на його клеми, у плоскості дослідного сонячного колектора розміщені датчики швидкості вітру, інтенсивності падаючого випромінювання, температури повітря, відносної вологості повітря та атмосферного тиску. Принципова схема теплогідравлічного випробувального стенду для лабораторних теплотехнічних випробувань сонячних колекторів та водонагрівальних систем представлена на Фіг. Теплогідравлічний випробувальний стенд містить дослідний сонячний колектор (1), бак постійного рівня (2) з переливною трубою (3), розташований вище сонячного колектора, зливальний бак (4), розташований нижче сонячного колектора, у який надходить теплоносій з теплоізольованого бака постійного рівня через переливну трубу, циркуляційний насос (5) у контурі, що з'єднує зливальний бак з баком постійного рівня, який забезпечує перекачування теплоносія зі зливального бака у верхній бак з витратою, що перевищує витрату теплоносія через сонячний колектор для забезпечення постійного рівня теплоносія в баку, вентиль (6) для регулювання гідравлічного опору й витрати теплоносія, встановлений у розімкнутому контурі подачі теплоносія з бака постійного рівня на вхід сонячного колектора, і проточний термостат (7), що забезпечує термостатування теплоносія з точністю меншою, чим необхідна точність підтримки температури на вході в сонячний колектор (8), установлений на ділянці перекачування теплоносія зі зливального бака в бак постійного рівня. Труба, що з'єднує бак постійного рівня із входом сонячного колектора й бак постійного рівня теплоізольовані, причому бак має корисний об'єм V не менший за 2 , де - максимальна витрата 1 теплоносія через дослідний сонячний колектор у процесі випробувань, - тривалість випробувань протягом дня, 2 - похибка підтримки температури термостатом, 1 - необхідна похибка підтримки постійної температури на вході в сонячний колектор. Весь стенд знаходиться у термостатичній камері (9) з похибкою підтримання температури 1 . Дослідний сонячний колектор (1) опромінюється штучним джерелом випромінення (імітатор сонячного випромінювання) (10), потужністю потока випромінювання (1000 Вт/м2), яка встановленна блоком живлення (g1), спектр випромінення якого знаходиться в діапазоні 250-3000 нм та омивається потоком повітря за допомогою повітряного на 5 55715 гнітача (11), витрата якого може регулюватися блоком живлення (g2). У плоскості дослідного сонячного колектора (1) розміщені датчики (12) швидкості вітру, інтенсивності падаючого випромінювання, температури повітря, відносної вологості повітря та атмосферного тиску. Теплогідравлічний випробувальний стенд для лабораторних теплотехнічних випробувань сонячних колекторів працює за таким способом. У термостатичній камері (9) встановлюють задану температуру проведення експерименту. За домомогою вентеля (6) встановлюють потрібну витрату теплоносія у розімкнутому контурі подачі теплоносія з бака постійного рівня (2) на вхід сонячного колектора (8). Теплоносій проходячи дослідний сонячний колектор (1), який опромінюється імітатором сонячного випромінювання (10), заданою інтенсивністю блоком живлення (g1), та омивається потоком повітря за допомогою повітряного нагнітача (11) зі швидкістью, заданою блоком живлення (g2), потрапляє до зливального баку (4), у який надходить теплоносій з теплоізольованого Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 6 бака постійного рівня (2) через переливну трубу (3). У контурі, що з'єднує зливальний бак (4) з баком постійного рівня (2) розміщюється циркуляційний насос (5), який забезпечує перекачування теплоносія зі зливального бака (4) у верхній бак (2) з витратою, що перевищує витрату теплоносія через сонячний колектор для забезпечення постійного рівня теплоносія в баку. Теплоносій що перекачується циркуляційний насос (5) потрапляє до проточного термостату (7), який забезпечує термостатування теплоносія з точністю меншою, чим необхідна точність підтримки температури на вході в сонячний колектор (8). Теплоносій, потрапивши у теплоізольований бак постійного рівня (2), який доводить теплоносій до потрібної температури за допомогою термостату точного доведення (13), стікає по теплоізольованій трубі, що з'єднує бак постійного рівня (2) із входом сонячного колектора (8). Корисна модель може бути використана для випробувань різних конструкцій сонячних колекторів та систем сонячного опалення і гарячого водопостачання. 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