Колектор сонячний тепловий плоский

УКРАЇНА (19) U A «„ 20662 (ІЗ) А (5і)б F 24 J 2/24 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України Ni 3769-ХІІ від 23.ХІІ. 1993 р. Публікується в редакції заявника (54) КОЛЕКТОР СОНЯЧНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПЛОСКИЙ 1 (21)95052245 (22)04.05.95 (24)02.09.97 (46) 27.02.98. Бюл. № 1 (47)02.09.97 (56) 1. Сборник Европейского гелиотехнического общества "Solar Collectors", Oortrecht, 1985. 2. Проспект солнечного коллектора "Collectoren von Heiloterm", ФРГ. 3. Проспект гелиоколлектора "НЕЙ", Со* фия. 4. ГОСТ 28310-89. (72) Шаиде*ров Валентин Олександрович, Якімов Влодислав Олексійович (73) Севастопольський військово-морський Інститут (57) 1. Коллектор солнечный тепловой плоский, содержащий поглощающую панель ли стотрубной конструкции, состоящую из параллельных труб теплоносителем, соединенных с теплопоглощающей панелью-ребрами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что панель коллектора, поглощающая тепловую энергию солнечного излучения, состоит из отдельных элементов с цилиндрической поверхностью-сегментов, к нижней внутренней поверхности которых закреплены трубы с теплоносителем. 2. Коллектор п о п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что труба и теплопоглощающая панель выполнены из стали, при этом условный проход труб выбирается в пределах 6-5, шаг между трубами от 0,075 до 0,110 м. 3. Коллектор п о п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что труба выполнена из стали, а поглощающая цилиндрическая панель - из алюминиевого сплава. С > ю о ON Изобретение относится к солнечной энергетике (гелиотехнике), более конкретно к устройству преобразования солнечной энергии в тепловую - солнечного коллектора с поглощающей панелью листотрубной конструкции (ГОСТ 28310-89), предназначенного для использования в системах горячего водоснабжения (обогрева) бытовых и промышленных объектов. Известны солнечные коллекторы с поглощающей панелью листотрубной конструкции, серийно выпускаемые во многих странах мира [1]. Общим для них является применение трубных систем из цветных металлов, плоские поглощающие поверхности с черным или селективным покрытием. Известен солнечный коллектор листотрубной конструкции, разработанный в США, выпускаемый по лицензии в ФРГ фирмой Гелиотерм - типа ГОБИ-1408[2]. Поглощающая панель коллектора состоит из набора медных труб с двумя ребрами, образующими плоскую поглощающую поверхность с селективным покрытием типа "черный хром". Высокая эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую достигается 20662 за счет применения сложной технологии соединения труб с ребрами, дорогостоящих цветных металлов (медь, алюминий) Известен также коллектор солнечный плоский типа КВТ (Болгария, научно-производственный комбинат НЕЙ) [3] с поглощающей панелью листотрубной конструкции, представляющей систему параллельно соединенных стальных труб, соединенных сваркой с поглощающим листом. Коллектор близок по устройству к предлагаемому. Недостатками прототипа является сложность конструкции, большие тепловые потери через верхнюю поверхность коллектора и прозрачное покрытие за счет излучения поглощающей пластины в "длинноволновом" диапазоне. Плоские поглощающие пластины из углеродистой стали обладают более низкой теплопроводностью, чем такие же пластины из цветных металлов (как в одном из прототипов). Авторами разработана конструкция солнечного коллектора из относительно недорогих доступных материалов, особенности которой позволяют повысить эффективность коллектора за счет снижения тепловых потерь и реализации дополнительного радиационного теплообмена в длинноволновом диапазоне между поглощающей панелью и трубой с теплоносителем. Поставленная техническая задача решается за счет специально профилированной поглощающей панели коллектора взамен обычной плоской, В отличие от прототипа поглощающая панель коллектора выполнена в виде набора одинаковых поглощающих секций. Каждая секция состоит из элемента панели цилиндрической формы - сегмента (в виде желоба), к нижней внутренней поверхности которого закреплена труба с теплоносителем. Высота сегмента выбирается равной или большей диаметра трубы. Труба и элемент панели соединены механически (сварка, пайка). Элемент панели и труба могут быть выполнены из одного материала, например конструкционной стали. Для повышения эффективности коллектора можно применять алюминиевые поглощающие элементы панели при стальных трубах. Оптимальные условные диаметры труб d» 8-10-15, шаг между трубами t - 0,0750,11 м, высота сегмента h «(1-1,5)d. Элемент поглощающей панели в виде сегмента с трубой на нижней внутреннейповерхности повышает эффективность использования солнечной энергии и представ 5 10 15 20' 25 30 35 ' 40 45 ляет основное отличив от прототипа. При этом увеличивается доля поглощенной энергии солнечного излучения за счет увеличения поглощающей поверхности панели; цилиндрическая поверхность панели играет роль концентратора отраженной части излучения и собственного излучения панели внутри коллектора и частично на трубе с теплоносителем. В общем случае предлагаемый коллектор может иметь корпус, тепловую изоляцию (верхнюю - прозрачную, нижнюю и боковую) или, по меньшей мере, только поглощающую панель, набранную из сегментов с трубной системой, причем трубы закреплены на внутренних поверхностях сегментов. Коллектор в целом имеет патрубки для соединения с другими коллекторами и трубопроводами системы горячего водоснабжения. На чертеже представлено поперечное сечение элемента поглощающей панели (фрагмент коллектора). Увеличение концентрации тепловой энергии излучения в районе трубы с теплоносителем достигается за счет цилиндрической формы поверхности поглощения (отражения) S2, фокусирующей собственное излучение и отраженное тепловое излучение, а также за счет превышения площади отражения S2 над площадью пропускания излучения $1. Жесткое фокусирование отраженного излучения не требуется, так как перераспределение энергии внутри коллектора и локальная концентрация ее в районе трубы с теплоносителем происходит не только за счет прямой радиации, поступающей через поверхность Si, но и за счет переотраженной радиации между поверхностью Si, S2, а также за счет поглощения диффузного излучения. Секционный набор поглощающей панели и цилиндрическая форма элементов панели препятствует конвекции внутри коллектора и снижает конвективные потери тепловой энергии излучения, что также способствует повышению эффективности солнечного коллектора в целом. Таким образом, применение предло50 женной конструкции солнечного коллектора снижает стоимость его изготовления за счет применения простых технологических операций и недорогих конструкционных материалов и повышает его эффективность за 55 счет применения профилированных сегментных элементов поглощающей панели. 20662 теплоизоляция Упорядник Замовлення 4396 Техред М.Келемеш Коректор А. Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вуяХагаріна, 101