Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Плоский сонячний колектор, що містить прозору полімерну теплоізоляцію, теплопоглинальну панель з прозорого теплостійкого полімеру у вигляді плоскої пластини з внутрішніми подовжніми каналами, покриття зі світлопоглинального матеріалу, приєднані до теплопоглинальної панелі з двох сторін, колекторні труби, а також теплоізоляцію нижньої сторони теплопоглинальної панелі із матеріалу з низькою теплопровідністю, який відрізняється тим, що колекторні труби виконані в перерізі прямокутними, теплопоглинальна панель виконана з двокамерного стільникового теплостійкого полімеру, верхня камера якого утворює прозору полімерну теплоізоляцію, нижня камера утворює канали для руху теплоносія, торці теплопоглинальної панелі загерметизовані полімерним компаундом і в її зовнішній стінці, поблизу торців, виконані вікна, що забезпечують з'єднання порожнини каналів нижньої камери теплопоглинальної панелі через ущільнення і вікна в стінці колекторних труб з порожниною цих труб, при цьому на нижню поверхню теплопоглинальної панелі додатково нанесено світловідбиваюче покриття, а колекторні труби сполучені одна з одною штангами уздовж бічних поверхонь теплопоглинальної панелі для утворення каркаса сонячного колектора і кріплення П-подібного профілю, що обрамляє бічні поверхні плоского сонячного колектора.

2. Плоский сонячний колектор за п. 1, який відрізняється тим, що на внутрішню стінку теплопоглинальної панелі нанесений адсорбент.

Текст

1. Плоский сонячний колектор, що містить прозору полімерну теплоізоляцію, теплопоглинальну панель з прозорого теплостійкого полімеру у вигляді плоскої пластини з внутрішніми подовжніми каналами, покриття зі світлопоглинального матеріалу, приєднані до теплопоглинальної панелі з двох сторін, колекторні труби, а також теплоізоляцію нижньої сторони теплопоглинальної панелі із матеріалу з низькою теплопровідністю, який відрізняється тим, що колекторні труби виконані в перерізі прямокутними, теплопоглинальна панель виконана з двокамерного стільникового теплостійкого полімеру, верхня камера якого утворює про 3 - теплопоглинальна панель з непрозорого або напівпрозорого теплостійкого і стійкого до ультрафіолету полімерного матеріалу у вигляді плоскої пластини з внутрішніми подовжніми каналами; - теплопоглинальна панель, що з двох сторін приєднана до колекторних труб. Відомий полімерний сонячний колектор, що містить корпус, в якому розміщені теплопоглинальна панель, зверху прозора полімерна теплоізоляція, теплоізоляція дна і боків теплопоглинальної панелі, яка виконана з прозорого теплостійкого полімеру у вигляді плоскої двошарової пластини з внутрішніми подовжніми каналами, а чорний світлопоглинальний матеріал нанесений на нижню поверхню теплопоглинальної панелі. [Патент Росії на ПМ № 87784 F24J2/46 від 11.03.2008]. Проте, таке рішення не враховує виникаючу термічну напругу в з'єднаннях, у зв'язку з великими коефіцієнтами лінійного розширення пластиків, і зокрема полікарбонату. Пристрій має низьку ремонтопридатність і високу трудомісткість при збірці, вимагає спеціальних операцій контролю зварних і клейових з'єднань. Ознаками, що збігаються із пропонованим рішенням, є: - теплоізоляція нижньої сторони теплопоглинальної панелі із запіненого матеріалу з низькою теплопровідністю - теплопоглинальна панель з прозорого теплостійкого полімеру у вигляді плоскої двошарової пластини з внутрішніми подовжніми каналами; - теплопоглинальна панель, що з двох сторін приєднана до колекторних труб; - вживання світлопоглинального матеріалу на теплопоглинальній панелі. В основу корисної моделі поставлена задача в плоскому сонячному колекторі шляхом об'єднання функцій і посилення функціонального призначення конструктивних елементів підвищити експлуатаційну надійність сонячного колектора, його ремонтопридатність і понизити трудомісткість при виготовленні і обслуговуванні. Вказаний технічний результат досягається тим, що в сонячному колекторі, що містить прозору полімерну теплоізоляцію, теплопоглинальну панель з прозорого теплостійкого полімеру у вигляді плоскої пластини з внутрішніми подовжніми каналами, покриття зі світлопоглинального матеріалу, приєднані до теплопоглинальної панелі з двох сторін колекторні труби, а також теплоізоляцію нижньої сторони теплопоглинальної панелі із матеріалу з низькою теплопровідністю, колекторні труби виконані в перерізі прямокутними, теплопоглинальна панель виконана з двокамерного стільникового теплостійкого полімеру, верхня камера якого утворює прозору полімерну теплоізоляцію, нижня камера утворює канали для руху теплоносія, торці теплопоглинальної панелі загерметизовані полімерним компаундом і в її зовнішній стінці, поблизу торців, виконані вікна, що забезпечують з'єднання порожнини каналів нижньої камери теплопоглинальної панелі через ущільнення і вікна в стінці колекторних труб з порожниною цих труб, при цьому на нижню поверхню теплопоглинальної панелі додатково нанесено світловідбиваюче пок 61822 4 риття, а колекторні труби з'єднані одне з одним штангами уздовж бічних поверхонь теплопоглинальної панелі для утворення каркаса сонячного колектора і кріплення П-подібного профілю, що обрамляє бічні поверхні плоского сонячного колектора. Як варіант, на внутрішню стінку теплопоглинальної панелі додатково нанесений адсорбент. Істотними ознаками пристрою, що заявляється, є: - виконання колекторних труб з профілю прямокутного перерізу; - теплопоглинальна панель виконана з двокамерного стільникового теплостійкого полімеру; - прозора полімерна теплоізоляція виконана спільно з теплопоглинальною панеллю; - торці теплопоглинальної панелі загерметизовані полімерним компаундом - у зовнішній стінці нижньої камери, поблизу торців, виконані вікна; - виконані вікна в стінці колекторних труб прямокутного перерізу; - світловідбиваюче покриття нанесене на нижню поверхню теплопоглинальної панелі; - колекторні труби сполучені одна з одною штангами уздовж бічних поверхонь теплопоглинальної панелі для утворення каркаса сонячного колектора і кріплення П-подібного профілю, що обрамляє бічні поверхні плоского сонячного колектора. Причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками корисної моделі і технічним результатом полягає в наступному. У теплопоглинальній панелі сонячного колектора здійснюється об'єднання в одній деталі функцій: - механічного захисту каналів руху теплоносія в теплопоглинальній панелі від пошкодження; - тепловій ізоляції зовнішньої поверхні теплопоглинальної панелі шляхом утворення повітряного зазору з блокуванням конвекції в ньому; - теплопоглинання шляхом нанесення на стінку двокамерного стільникового полімеру адсорбенту (світло- і теплопоглинального матеріалу); - теплозбереження шляхом нанесення світловідбиваючого покриття на нижню поверхню теплопоглинальної панелі. Одночасно посилюється функціональне призначення теплопоглинальної панелі, а саме, теплопоглинання максимізується за рахунок технічних і технологічних прийомів, вживаних виключно до цієї деталі. У аналогах всі ці функції належать різним деталям. Отже, пропозиція дозволяє понизити трудомісткість виготовлення і обслуговування, підвищує експлуатаційну надійність сонячного колектора. Наступним важливим питанням експлуатаційної надійності сонячного колектора є герметизація з'єднань теплопоглинальної панелі і колекторних труб з врахуванням високих значень термічної напруги в пластиці, що виникає при тепловому лінійному розширенні. Для цього виділяється функція каркаса, яка реалізується колекторними трубами прямокутного перерізу, що з'єднані одна з одною в площині теплопоглинальної панелі штангами. Каркас переймає виникаючу напругу на себе і забезпечує стабільність приєднувальних розмірів 5 сонячного колектора до зовнішніх опор і трубопроводів. Саме ж з'єднання порожнин теплопоглинальної панелі і колекторних труб здійснюється як контрольоване за типом "площина-площина", через вікна, що прорізаються в каналах нижньої камери теплопоглинальної панелі і у верхній стінці колекторної труби з відповідним ущільненням, наприклад прокладкою. Здійснення з'єднання фіксуючими елементами багатократного використання, наприклад, гвинтами, з можливістю контролю притискних зусиль, на відміну від аналогів, різко підвищує ремонтопридатність і експлуатаційну надійність сонячного колектора. Конструкція плоского сонячного колектора показана на фіг.1 і фіг. 2. На фіг.1 показаний вигляд плоского сонячного колектора з опромінюваного боку. На фіг. 2 показаний вигляд А-А. Пристрій складається з теплопоглинальної панелі 1 з прозорого теплостійкого полімеру у вигляді плоскої пластини з внутрішніми подовжніми каналами, приєднаними до теплопоглинальної панелі 1 з двох сторін прямокутних в перерізі колекторних труб 2, а також теплоізоляції 3 із матеріалу з низькою теплопровідністю. Теплопоглинальна панель 1 виконана з двокамерного стільникового теплостійкого полімеру, наприклад полікарбонату, верхня камера 4 якого служить прозорою полімерною теплоізоляцією, а нижня камера 5 використовується для руху теплоносія. На нижній поверхні теплопоглинальної панелі нанесений адсорбент 6. Торці теплопоглинальної панелі 1 загерметизовані полімерним компаундом 7 і в її зовнішній стінці, поблизу торців, виконані вікна 8, що забезпечують з'єднання порожнини каналів нижньої камери 5 через ущільнення 9 і вікна 10 в стінці колекторних труб 2 з порожниною цих труб. На нижню поверхню теплопоглинальної панелі 1 додатково нанесено світловідбиваюче покриття 11, при цьому колекторні труби 2 сполучені одна з одною штангами 12 уздовж бічних поверхонь теплопоглинальної панелі 1 для утворення каркаса сонячного колектора і кріплення П-подібного профілю 13, що обрамляє бічні поверхні плоского сонячного колектора. З'єднання порожнин каналів нижньої камери 5 з порожниною колекторних труб 2 здійснюється шляхом притиску теплопоглинальної панелі 1 через планку 14 гвинтами 15, закріпленими в бобишках 16 на скобах 17, які приварені до колекторних труб 2. Для підключення сонячного колектора до зовнішніх трубопроводів передбачені відведення 18. Як варіант, на внутрішню стінку теплопоглинальної панелі 1 може бути нанесений адсорбент 19. Після відповідного поєднування трубопроводів (не показано), монтажу в необхідному положенні, заповнення теплоносієм, пристрій працює таким чином. Сонячна енергія падає на теплопоглинальну панель 1, за яку використовується двокамерний полікарбонат завтовшки 12-20 мм. У нижній камері 5 сонячна енергія нагріває теплоносій і акумулюється в ньому з незначним коефіцієнтом віддзер 61822 6 калення ззовні. Конвективні потоки не в змозі розвинутися в порожнині каналів верхньої камери 4 через малий (6-8 мм) переріз каналу верхньої камери 4, що забезпечує задовільну теплоізоляцію теплоносія, що знаходиться в нижній камері 5. Частина сонячної енергії потрапляє на шар адсорбенту 6, який поглинає її і підігріває теплоносій в нижній камері 5. Тепло проникає далі шару адсорбенту 6, відбивається назад світловідбиваючим покриттям 11 і стримується теплоізоляцією 3. Теплоносій, що нагрівається, починає рухатися по каналах нижньої камери 5 теплопоглинальної панелі 1 до колекторної труби 2 (верхня на фіг. 1), проходить вікно 8 теплопоглинальної панелі 1, вікно 10 колекторної труби 2 і через порожнину труби і відведення 18 потрапляє в магістраль гарячої води (не показано), в яку включений сонячний колектор. Одночасно в порожнину теплопоглинаючої панелі 1 з протилежної колекторної труби 2, через аналогічні вікно 10 і вікно 8, в камеру 5 теплопоглинальної панелі 1 для нагрівання надходить новий об'єм теплоносія. Процес повторюється. У варіантному виконанні розміщення адсорбенту 19 над теплоносієм забезпечує підвищення градієнта теплопередачі в теплопоглинальній панелі 1. Усунення витоків в сонячному колекторі зводиться до відомих операцій по відновленню герметичності. Для порожнини теплоносія (камера 5), після виявлення витоку, здійснюється відновлення герметичності торців камери 5 шляхом часткової або повної заміни полімерного компаунда 7, наприклад, на основі епоксидно-каучукових сумішей. Для з'єднання теплопоглинальної панелі 1 і колекторної труби 2 - відновлення працездатності ущільнення 9 шляхом його заміни або додаткового нанесення силіконового герметика. Одночасно контролюється стан гвинтів 15, бобишок 16 і пластини 14. При необхідності здійснюється ремонт або заміна. Виготовлення пропонованого сонячного колектора знаходиться в рамках відомих технологій обробки пластиків і металу, а саме: різання, зварка, виготовлення різьбових з'єднань. Двокамерний полікарбонат для виготовлення теплопоглинальної панелі 1 випускається серійно. Колекторні труби 2 виготовляються з профільної тонкостінної труби прямокутного перерізу. Нанесення адсорбенту 6 на поверхню теплопоглинальної панелі 1 і адсорбенту 19 в каналах теплопоглинальної панелі 1 здійснюється з суспензії порошку адсорбенту на основі нітриду алюмінію в розчиннику полікарбонату або суспензії порошку графіту в розчиннику полікарбонату. Існують також і інші способи виконати цю операцію. Пропонований пристрій дозволяє понизити трудомісткість виготовлення і обслуговування сонячного колектора, підвищує його ремонтопридатність і експлуатаційну надійність. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 61822 8 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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Flat-plate solar collector

Автори англійською

Siomochkin Valerii Oleksandrovych

Назва патенту російською

Плоский солнечный коллектор

Автори російською

Семочкин Валерий Александрович, Сёмочкин Валерий Александрович

МПК / Мітки

МПК: F24J 2/42

Мітки: плоский, колектор, сонячний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-61822-ploskijj-sonyachnijj-kolektor.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Плоский сонячний колектор</a>

Подібні патенти