Комбінований фототермічний модуль

Комбінований фототермічний модуль, що має складений теплоізольований знизу рамний корпус з герметичними карманами для вхідного і вихідного патрубків теплоносія, пластини фотоперетворювача, прозоре покриття і тепловідвідну панель з листів сотового полікарбонату з герметично за 3 налах тепловідвідної панелі, що знаходяться під лінією точок підпайки комутаційних провідників пластин фотоперетворювача видалена верхня стінка, а на нижній поверхні тепловідвідної панелі в інших стільникових каналах над роздавальним та збірним герметичними карманами в нижніх стінках стільникових каналів зроблені прорізи для входу-виходу теплоносія з сумарною площею принаймні рівній прохідній площі одиничного стільникового канала. Використання стільниквоого полікарбонату, як основного конструктивного матеріалу обумовлене його високими фізико-технічними характеристиками, які задовольняють практично всі технологічні та експлуатаційні вимоги комбінованого фототермічного модуля [4]. До таких характеристик відносяться: - світлопрозорість, яка досягає 80%; - термостійкість в межах -20 до +140°С; - висока ударна міцність (у 200 разів міцніше скла); - довговічність (проведені випробування на 25 умовних років експлуатації пройшли без зменшення міцності характеристик та зміни кольору). По здатності до склеювання полікарбонат належить до легкосклеювальної групи, що не вимагає складної підготовки поверхні при використанні синтетичного термореактивного клею на основі епоксидних, поліефірних і т.п. смол [5]. Створення жорсткого контуру по периметру стільникових листів прозорого покриття та тепловідвідної панелі, шляхом заповнення бокових каналів і торцевих ділянок самотвердіючою речовиною чи закріплення герметиком профільованих вставок, дає можливість за рахунок обтиснення пакету верхньою фіксуючою рамкою зі стрічковим ущільненням, надійно забезпечить герметичність гідравлічного тракта охолоджувача від вхідного до вихідного патрубків. Полікарбонат легко розрізається та оброблюється звичайними інструментами, що дозволяє без складного та дорогого оснащення провести розробку стандартних листів полікарбонату, а також виконати необхідні прорізи (отвори) тепловідвідної панелі як для проходу теплоносія через стільникові канали, так і розміщення комутаційних провідників. На Фіг.1 зображений комбінований фототермічний модуль (вид зверху); на Фіг.2 - те ж саме (розріз А-А на Фіг.1); на Фіг.3 - те ж саме (розріз Б-Б на Фіг.1). Комбінований фототермічний модуль має: рамний корпус, який складається у вигляді нижньої рами 1 з поздовжніми та поперечними елементами з кутового профілю та верхньої фіксуючої рамки 2. На нижній рамці зверху розміщений тонкий металічний лист-підкладка 3 з антикорозійним покриттям, в якому зроблені роздавальний 4 та збірний 5 герметичні кармани для вхідного 6 та вихідного 7 патрубків. Знизу корпус закритий теплоізоляцією 8 з мінеральної вати або листів пінофолу. В світлопрозорому покритті 9 і тепловідвідній панелі 10, зроблених з цілих листів стільникового полікарбонату, бокові канали 11 і торцеві ділянки 12 заглушені самотвердіючою речовиною або профільованими вставками на герметику. 51073 4 Між прозорим покриттям 9 і тепловідвідною панеллю 10 встановлені пластини фотоперетворювача 13. Навпроти ліній точок підпайки для розміщення комутаційних провідників 14, які з'єднують пластини фотоперетворювача 13, в стільниковому каналі тепловідвідної панелі видалена верхня стінка. Для забезпечення проходу теплоносія в інших стільникових каналах над роздавальним 4 та збірним 5 карманами в нижніх стінках зроблені отвори (прорізи) 15. Утворений пакет з двох листів 9, 10 стільникового полікарбонату і розміщених між ними пластин фотоперетворювача 13 разом з листом-підкладкою 3 та стрічковим ущільнювачем 16 прикріплюється на нижній рамці 1 за рахунок фіксуючої рамки 2 і болтових з'єднань 17. Виготовлення окремих вузлів та збірка комбінованого фототермічного модуля здійснюється таким чином. По всьому периметру бокові канали і торцеві ділянки цілих пластин сотового полікарбонату світлопрозорого покриття 9 та тепловідвідної панелі 10 для надання необхідної жорсткості та герметичності заповнюють термостійким самотвердіючим складом. При цьому для торцевих ділянок 12 можуть бути використані профільовані вставки з твердого полімеру, посаджені з застосуванням клею чи полімеру. На внутрішній поверхні світлопрозорого покриття з допомогою спеціального клею встановлюють пластини фотоперетворювача 13 і проводять їх комутацію з виходом на клеми для підключення зовнішнього користувача. Зворотна сторона закріплених пластин фотоперетворювача 12 покривається тонким шаром теплопровідної пасти, не допускаючи при цьому її контакту з лініями комутаційних провідників 14. Далі, на підготовлену таким чином поверхню, встановлюють тепловідвідну панель, створюючи нероз'ємний пакет з розміщеними всередині пластинами фотоперетворювача 13. Роздавальний та збірний кармани герметично сполучені з листом-підкладкою 3 шляхом пайки, зварки чи фланцевого з'єднання. Після встановлення на нижній рамі 1 листапідкладки 3 з герметичними карманами 4, 5 на неї разом з стрічковим ущільнювачем 16 встановлюється нероз'ємний пакет з листів сотового полікарбонату з розміщеними між ними пластинами фотоперетворювача, який по всьому периметру прикріплюється до нижньої рами 1 за рахунок верхньої фіксуючої рамки 2 і об'ємного з'єднання 17. При цьому наряду з ущільненням 16 при зборці фототермічного модуля може бути використаний термостійкий герметик чи клей. Останньою операцією зборки фототермічного модуля є установка і закріплення теплоізоляції 8 з захисним покриттям. Фототермічний модуль працює таким чином. Потік сонячної енергії проходить через світлопрорзоре покриття 9 і попадає на поверхню пластин фотоперетворювача 13, де проходить пряме перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію. Через те, що фотоперетворювачі володіють значною спектральною селективністю, більша частина енергії сонячного випромінювання в інфрачервоному спектрі перетворюється в теп 5 ло, яке передається рідині-теплоносію, що проходить через стільникові канали тепловідвідної палені 10. Нагріта рідина проходить в збірний герметичний карман 5 і через вихідний патрубок 7 в бакнакопичувач або безпосередньо до користувача. Використання запропонованої конструкції комбінованого фототермічного модуля дозволяє суттєво зменшити його вартість, за рахунок заміни дорогої і дефіцитної мідної тепловідвідної панелі на цілий лист стільникового полікарбонату. При цьому суттєво знижується вага фототермічного модуля, спрощується технологія виготовлення його основних вузлів, їх монтаж і профілактичний ремонт. Таким чином можна говорити про реальне зниження затрат на одиницю потужності створюваних фототермічних модулів. Винахід може бути 51073 6 реалізований в умовах промислового виробництва з використанням стандартного обладнання, доступних матеріалів і технологій. Джерела інформації: 1. www. kvazar.com.ua 2. Сафонов В.А., Кувшинов В.В. Фототермические модули с плоскими концентраторами // Відновлювана енергетика. - 2008. - №4 (15). - С.28-33. 3. Кучинский В.П., Синицин Н.П., Суржик А.Н., Шевчук В.И. Методы определения тепловых характеристик фототермических модулей. // Відновлювана енергетика. - 2006. - №4 (7). - С.44-47. 4. htth://polikarbonatus/com.ua/materials/sotoviy/ 5. Справочник по сварке и склеиванию пластмассы / Под общ. ред. А.Н.Шестопала. - К.: Техника, 1986. - 192с. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 51073 8 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