Сонячний водонагрівач

1. Сонячний водонагрівач, що містить нижню пласку основу, на якому встановлена акумулююча ємність, що має верхні й нижню прозорі стінки, торцеві стінки, прозоре покриття, зовнішню теплоізоляцію нижньої пласкої основи й торцевих стінок, 3 В основу корисної моделі поставлена задача створення такої конструкції сонячного водонагрівача, яка не допускає підвищення температури в осушеній або заповненій водою акумулюючій ємності більше 80 °С. Робочі технічні характеристики сонячного водонагрівача при цьому не повинні змінитися. Поставлена задача вирішується тим, що сонячний водонагрівач містить нижню пласку основу, на якій встановлена акумулююча ємність, що має верхню й нижню прозорі стінки, торцеві стінки, прозоре покриття, зовнішню теплоізоляцію нижньої пласкої основи й торцевих стінок, згідно з корисною моделлю, містить регулятор рівня води в акумулюючій ємності, труби подачі холодної, відводу гарячої води й осушення. З метою виключення можливості закипання води, при відсутності відбору води протягом декількох днів, у конструкції нагрівача передбачена система вентиляції повітряної порожнини між стінками прозорого покриття й верхньою стінкою акумулюючої ємності. При підвищенні температури води, повітря, що перебуває між цими стінками, нагрівається, щільність його зменшується, і з'являються умови для розвитку процесу вільної конвекції. Повітряна порожнина між прозорим покриттям і верхньою стінкою акумулюючої ємності за допомогою отворів у прозорому покритті контактує з навколишньою атмосферою. Рух повітря, викликаний процесом вільної конвекції, що відбувається в цій порожнині, та підсилюється разом з підвищенням температури води, викликає охолодження верхньої стінки акумулюючої ємності і поступове збільшення загальної тепловтрати нагрівача. При вирівнюванні величин тепловбирання та тепловтрати підвищення температури води припиняється. При зміні площі прохідного перетину верхнього отвору, наприклад, за допомогою заслінки, можливе регулювання максимально досяжної температури води в акумулюючій ємності нагрівача. З метою виключення можливості неприпустимого підвищення температури в акумулюючій ємності при її осушенні, нижня стінка ємності виконана із прозорого матеріалу, що має на зовнішньому боці шар відбиваючого світло (дзеркального) покриття. Крім того, за необхідності, можлива заміна відбиваючого світло (дзеркального) шару покриття на дзеркальну плівку, установлену між нижньою прозорою стінкою акумулюючої ємності й нижньою пласкою основою. При осушеній акумулюючій ємності водонагрівача, дзеркальне покриття (або дзеркальна плівка) відбиває падаюче на неї сонячне випромінювання, тому підвищення температури в ємності не відбувається. При заповненні ємності вода в ній нагрівається за рахунок поглинання інфрачервоної складової сонячного випромінювання. Відомо, що шар води товщиною в кілька сантиметрів - непрозорий для інфрачервоної складової сонячного випромінювання. Тому нагрівання води в ємності відбувається при поглинанні водою сонячного випромінювання, у тому числі й після відбиття його від дзеркальної поверхні. 61704 4 Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено: На фіг. 1 - сонячний водонагрівач, загальний вигляд; на фіг. 2 - сонячний водонагрівач, перетин А-А фіг. 1. Як показано на фіг. 1, фіг. 2, сонячний водонагрівач складається з пласкої нижньої основи (1) на якій розташована акумулююча ємність, що складається з верхньої (2) і нижньої (3) прозорих стінок і торцевих стінок (4) з дугоподібними верхніми й прямолінійними нижніми краями, прозоре покриття (5), шар світловідбиваючого (дзеркального) покриття (або плівки) (6), планок притискних (7), теплоізоляції (8), труби подачі холодної води (9), автоматичного регулятора рівня води (10), труби виходу гарячої води (11), патрубка осушення акумулюючої ємності (12). Під прозорим покриттям у торцевих стінках (4) ємності є вентиляційні отвори (13). Верхня стінка акумулюючої ємності (2) виконана із прозорого матеріалу (плівки) і в поперечному розрізі має дугоподібну форму. Верхня стінка (2), нижня стінка (3) і торцеві стінки (4) акумулюючої ємності прикріплені до основи (1) притискними планками (7). Основа й торцеві стінки акумулюючої ємності із зовнішньої сторони покриті теплоізолюючим матеріалом. Над верхньою прозорою стінкою (2) установлено покриття (5), що виконує функції «прозорої теплоізоляції» та є листом прозорого матеріалу, наприклад стільникового полікарбонату, SAN, і т.п., вигнутого по верхніх краях торцевих стінок (4). Корисна модель, що заявляється, працює таким способом. Сонячне випромінювання, проходить крізь прозоре покриття (5), прозору верхню стінку (2) і воду в акумулюючій ємності. Складова сонячного спектра - інфрачервоне випромінювання, поглинається водою й перетворюється в теплову енергію. Поповнення акумулюючої ємності холодною водою в міру витрати гарячої води, здійснюється через автоматичний регулятор рівня (10). Холодна вода по трубі (9) надходить у нижню частину акумулюючої ємності. Гаряча вода через трубу (11) з верхньої частини акумулюючої ємності надходить до споживача. Осушення акумулюючої ємності здійснюється через патрубок (12). При цьому сонячне випромінювання, у тому числі й інфрачервона його складова, відбивається від дзеркальної поверхні нижньої стінки назад в атмосферу й підвищення температури в ємності не відбувається. Підвищення температури повітря, що перебуває між верхньою стінкою (2) ємності й прозорим покриттям (5) викликає виникнення процесу вільної конвекції, при якому нагріте повітря через вентиляційні отвори (13) виділяється, а холодне атмосферне повітря прохолоджує верхню стінку й воду в акумулюючій ємності. З підвищенням температури води в ємності процеси вільної конвекції й охолодження води інтенсифікуються, не допускаючи закипання її в ємності. У результаті здійснення корисної моделі, що заявляється, одержуємо просту конструкцію соня 5 61704 чного водонагрівача, виконану з доступних, недорогих матеріалів, що дозволяє максимально ефективно використовувати сонячну енергію. Крім того, конструкція сонячного водонагрівача виключає Комп’ютерна верстка М. Мацело 6 можливість закипання води у випадку відсутності відбору води протягом декількох днів або не допускає підвищення температури в акумулюючій ємності при перебуванні її без води. Підписне Тираж 23 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