Сонячно-електричний повітряний тепловий колектор

Реферат: UA 97541 U UA 97541 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до геліотехніки і може знайти застосування в системах вентиляції та повітряного опалення в технологічних та побутових приміщеннях промислових підприємств, тваринницьких господарствах агропромислового комплексу, сушильних установках. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі є сонячний повітронагрівач (патент РФ № 2009410, F24J2/28, 1994, "Солнечный воздухонагреватель"). Він вміщує у собі теплоізольований корпус з прозорим покриттям та плоский поглинач, виконаний у вигляді капілярної структури, що розділює корпус на верхню приймаючу та нижню відвідну частини. Частина капілярів виконана тупиковими, а в поглиначі виконані відкриті в сторону нижнього каналу порожнини, що сполучені з прохідними капілярами. Верхній подавальний канал підключається до патрубка подачі холодного повітря, а нижні порожнини - до збірного колектора нагрітого повітря. Повітронагрівач працює таким чином. Сонячна радіація, проходячи через прозоре покриття, поглинається поглиначем і основами повітряних порожнин за рахунок багаторазового відбиття в тупикових капілярах і проходження через прохідні канали, які внаслідок цього інтенсивно нагріваються. Повітря подається через розподільний колектор і проходить по верхньому повітряному каналу. Омиваючи поглинач з боку капілярної структури, яка турбулізує потік та інтенсифікує його нагрів, повітря проходить через прохідні капіляри, нагріваючись при цьому і струмками виходить в порожнині, де відбувається подальше його нагрівання, і через збірний колектор відводиться до споживача. Оскільки в процес теплообміну включаються поверхні повітряних каналів і прохідних капілярів, поверхня теплообміну збільшується в 2-3 рази. Крім того, вхід і вихід повітряних струмин призводить до турбулізації потоку повітря як на верхній поверхні поглинача, так і на поверхнях нижніх порожнин, що інтенсифікує процес теплообміну з цими поверхнями. Інтенсивне знімання тепла у всьому обсязі поглинача дозволить знизити температуру конструкції, а отже, і тепловтрати повітронагрівача в навколишнє середовище, і тим самим підвищити його ККД. Поглинач може виготовлятися з таких матеріалів: легких металів, пластмас, полістиролу, пінопласту, пінополіуретану та ін. шляхом виливки у відповідних формах. До недоліків найближчого аналога: 1. При повному продуванні повітря через капілярну систему твердих матеріалів вочевидь аеродинамічний опір повітронагрівача буде надто великим, а при установці каскаду пристроїв недопустимим. 2. Виготовлення металевого поглинача з капілярною системою дуже трудо- та матеріально затратне виробництво, що само собою призведе до здороження повітронагрівача. 3. Виготовлення поглинача з інших представлених у прототипі матеріалів в рази зменшить ефективність пристрою, тому що пластмаса, полістирол, пінопласт, пінополіуретан мають низький коефіцієнт теплопровідності, що призведе до недостатнього прогріву затінених зон поглинача, і низьку поглинаючу здатність, для підвищення якої необхідно обробляти поглинач селективними покриттями, що безсумнівно збільшить вартість повітронагрівача. 4. При пропусканні повітря через капілярну структуру повітря буде очищуватись від механічних забруднень, які, в свою чергу, будуть забивати капіляри поглинача, погіршуючи теплотехнічні та аеродинамічні характеристики повітронагрівача. В основу корисної моделі поставлена задача - вибір теплотехнічно та аеродинамічно більш ефективного поглинача та можливість ефективної роботи нагрівача у безсонячний час. Поставлена задача вирішується тим, що як поглинач (абсорбера) використовують спеціальний текстильний матеріал з розвинутою капілярною системою, з високим коефіцієнтом теплопровідності та високою поглинаючою здатністю (наприклад, вуглеграфітова тканина), який також дає можливість розігрівати його електроенергією, не розвиваючи надмірні сили струму. Запропонована корисна модель пояснюється кресленням, де зображена схема сонячноелектричного повітряного теплового колектора, що складається з корпуса (1), в нижній частині та по внутрішній частині бічних стінок якого розташована теплоізоляція (2), покрита світловідбиваючим покриттям, на яку укладено "гармошкою" спеціальний текстильний матеріал (3), покритий світлопрозорим покриттям (4) та електрокабелем, який живить тканину (5). Текстильні матеріали з високим вмістом вуглецю (90-99,9 %) мають високий коефіцієнт теплопровідності та високу поглинаючу здатність, що є передумовою ефективного поглинача теплової енергії. Інтенсивність теплообміну в колекторі зумовлюється високою шорсткістю матеріалу та його теплофізичними властивостями. Електричний опір вуглеграфітових тканин дозволяє легко використовувати електроенергію для підігріву абсорбера, не розвиваючи великих сил струму. 1 UA 97541 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Сонячно-електричний повітряний тепловий колектор (СЕПТК), що включає корпус із отворами для впуску та випуску повітря з торців, теплову ізоляцію в нижній частині корпусу з світловідбиваючим покриттям зверху, поглинаючий елемент, світлопрозоре покриття, кабель електроживлення, який відрізняється тим, що як поглинаючий елемент містить об'ємну вуглеграфітову текстильну тканину. 2. Сонячно-електричний повітряний тепловий колектор за п. 1, який відрізняється тим, що через тканину пропускають електричний струм для нагріву поглинаючого елемента вночі та при недостатньому прогріві вдень. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2