Геліостіна

УКРАЇНА (19) UA (11) 113688 (13) C2 (51) МПК F24J 2/04 (2006.01) F24J 2/22 (2006.01) F24J 2/24 (2006.01) H02S 10/30 (2014.01) E04B 2/28 (2006.01) E04F 13/074 (2006.01) ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (21) (22) Номер заявки: (24) Дата, з якої є чинними права на винахід: 27.02.2017 (41) Публікація відомостей про заявку: 24.06.2016, Бюл.№ 12 (46) Публікація відомостей про видачу патенту: 27.02.2017, Бюл.№ 4 (72) Дата подання заявки: a 2015 09294 28.09.2015 Винахідник(и): Шаповал Степан Петрович (UA) (73) Власник(и): НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА", вул. С. Бандери, 12, м. Львів, 79013 (UA) (56) Перелік документів, взятих до уваги експертизою: How SolarWall® PV/T Systems Work. [Інтернет-публікація], URL: http://web.archive.org/web/*/http://solarwall. com/en/products/pvthermal/how-pvt-works.php (збережено за допомогою Internet Archive Wayback Machine 04.04.2013, знайдено 24.11.2016) US 2005/0061312 A1, 24.03.2005 US 4442817 A, 17.04.1984 RU 2126517 C1, 20.02.1999 RU 2523616 C2, 10.05.2014 SU 1474393 A1, 23.04.1989 SU 1036898 A, 23.08.1983 UA 84945 U, 11.11.2013 UA a201502125, 27.07.2015 UA 56729 U, 25.01.2011 (54) ГЕЛІОСТІНА (57) Реферат: Винахід належить до галузі будівництва, зокрема до будівельних елементів, а саме до теплових панельних пристроїв, які можуть бути використані в системі теплопостачання будівель за рахунок сонячної радіації. Геліостіна складається із конструкції стіни, розташованого поверх неї теплоізоляційного шару та тепловідбиваючого шару, поверх якого розміщено трубки для рідинного теплоносія, які оснащені т-подібними пластинами. Поверх трубок для рідинного теплоносія розташований фотомодуль та гофроване прозоре покриття, між якими розміщено повітряний канал. Даний винахід є високоефективним за рахунок зменшення втрат тепла шляхом конвекції, збільшення ефективності вловлювання сонячного випромінювання, збільшення площі поглинання сонячної енергії. UA 113688 C2 (12) UA 113688 C2 UA 113688 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі будівництва, зокрема до будівельних елементів, а саме до теплових панельних пристроїв, які можуть бути використані як енергозберігаючий захід для системи теплопостачання будівель за рахунок сонячної радіації. Відома геліоенергетична панель, що містить блоки для виготовлення панелі, рухомий екран, зовнішня та внутрішня поверхні якого вкриті високоефективним світловідбиваючим матеріалом, змонтованим таким чином, що в закритому стані екран повністю затіняє зовнішню поверхню геліоенергетичної панелі від сонячного проміння, а у відкритому стані, відбиває сонячне проміння на зовнішню поверхню геліоенергетичної панелі, а як блоки для виготовлення геліоенергетичної панелі використовують геліоенергетичні термоблоки. [Патент України № 56729, МПК Е04В 1/74, Е04С 2/54, Е04С 3/29 "Геліоенергетична панель", Бюл. № 2, 2011]. Але така геліостіна має складну конструкцію через велику кількість збірних деталей, що значно підвищує її вартість та знижує ефективність. Найбільш близькою до винаходу є геліостіна, що містить фотомодуль, теплоізоляційний шар та повітряний канал, з'єднаний з вентилятором. [https://www.concordia.ca/content/dam/ concordia/docs/quartier-concordia/Solar_PanelsENG.pdf]. Однак в такій геліостіні на її поверхні може випадати конденсат, через використання повітря як теплоносія. Також через відсутність захисного покриття над фотомодулем відбуваються значні конвективні тепловтрати, що значно знижує її ефективність. В основу винаходу поставлено задачу створити таку геліостіну, в якій введення нових конструктивних елементів дозволило би підвищити її ефективність. Поставлена задача вирішується тим, що геліостіна, що містить фотомодуль, теплоізоляційний шар та повітряний канал, з'єднаний з вентилятором, згідно з винаходом, поверх фотомодуля розміщене прозоре покриття, яке виконано гофрованим, повітряний канал розташований між фотомодулем та прозорим покриттям, під фотомодулем розміщено трубки для рідинного теплоносія, під якими розміщено тепловідбиваючий шар. В геліостіні трубки для рідинного теплоносія оснащені Т-подібними пластинами. Прозоре покриття зменшує втрати тепла шляхом конвекції, а виконання його гофрованим підвищує ефективність вловлювання сонячного випромінювання впродовж дня, за рахунок того, що воно мінімізує заломлення та відбивання сонячних променів, які проходять крізь нього. Використання в геліостіні рідинного теплоносія запобігає випаданню конденсату на поверхні геліостіни. Т-подібні пластини розташовані поверх трубок для теплоносія та забезпечують збільшення площі поглинання сонячної енергії, що відповідно, підвищує ефективність геліостіни. На кресленні схематично зображено геліостіну. Геліостіна складається із конструкції стіни 1, розташованого поверх неї теплоізоляційного шару 2 та тепловідбиваючого шару 3, поверх якого розміщено трубки для рідинного теплоносія 4, які оснащені т-подібними пластинами 5. Поверх трубок для рідинного теплоносія 4 розташований фотомодуль 6 та гофроване прозоре покриття 7. Для підвищення ефективності геліостіна оснащена вентилятором 8 та теплообмінником 9. Геліостіна працює наступним чином. Сонячне випромінювання через поверхню гофрованого прозорого покриття 7 попадає на фотомодуль 6, нагріваючи його та перетворюючи сонячне випромінювання в електричну енергію. Частина сонячного випромінювання, яка пройшла через фотомодуль попадає на трубки для рідинного теплоносія 4, та т-подібні пластини 5. При цьому відбувається їх нагрівання. За рахунок різниці густин в зоні вхідного та вихідного патрубків створюється циркуляція теплоносія. Нагрітий теплоносій подається споживачу. Частина сонячного випромінювання, що пройшло повз трубки для рідинного теплоносія 4 та т-подібні пластини 5, відбивається тепловідбиваючим шаром 3 назад, що дозволяє вловлювати сонячне випромінювання, яке, зазвичай, втрачається. Таким чином, використовується практично вся теплова енергія сонячного випромінювання. Теплоізоляційний шар 2 забезпечує зменшення тепловтрат через конструкцію стіни 1. За допомогою вентилятора 8 продувається повітря між гофрованим прозорим покриттям 7 та фотомодулем 6, яке охолоджує його і відповідно підвищує ефективність геліостіни в цілому. Нагріте повітря поступає у теплообмінник 9 та нагріває рідинний теплоносій, який далі проходить через геліостіну. 55 1 UA 113688 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 1. Геліостіна, що містить фотомодуль, теплоізоляційний шар та повітряний канал, з'єднаний з вентилятором, яка відрізняється тим, що поверх фотомодуля розміщене прозоре покриття, яке виконано гофрованим, повітряний канал розташований між фотомодулем та прозорим покриттям, під фотомодулем розміщено трубки для рідинного теплоносія, під якими розміщено тепловідбиваючий шар. 2. Геліостіна за п. 1, яка відрізняється тим, що трубки для рідинного теплоносія оснащені тподібними пластинами. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2