Сонячний колектор

Реферат: UA 110604 U UA 110604 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до геліотехніки, зокрема до сонячних колекторів, і може бути використана для опалення, гарячого водопостачання, технологічного нагріву води. Відомо сонячний тепловий колектор, що містить світлопрозорий циліндричний контейнер, трубу теплоносія, трубопровід з насосом для з'єднання труби теплоносія у циркуляційний контур, трубопровід, який гідравлічно з'єднує замкнуту порожнину контейнера з циркуляційним контуром і підживлювальний трубопровід з насосом. Контейнер виконано з двох циліндричних, світлопрозорих, коаксіально розміщених елементів - зовнішнього і внутрішнього, з'єднаних у замкнуту порожнину, заповнену водою. У порожнині внутрішнього елемента контейнера розміщена труба теплоносія, гідравлічно з'єднана з замкнутою порожниною контейнера і підживлювальним трубопроводом для періодичного перезаповнення порожнини контейнера водою [UA 19344 U, F24J 2/06,2006]. Недоліком такого сонячного теплового колектора є його низький коефіцієнт корисної дії, зумовлений малоінтенсивним нагріванням внутрішнього теплоносія. Відомо сонячний трубчастий вакуумований коллектор, що містить вакуумовану оболонку з прозорого матеріалу, закріплену на підставці з патрубком з'єднання засобу вакуумування, розміщений в ній приймач сонячного випромінювання, виконаний у вигляді трубки, покритий селективним поглинаючим сонячне випромінювання матеріалом, розміщений уздовж осі вакуумованої оболонки, з'єднаний з патрубками подачі холодного і відбору нагрітого теплоносія. Трубка приймача виконана металевою у вигляді навитої спіралі, розташованої в тонкостінній металевій гофрованій трубі, яка повторює по контуру геометрію навитої спіралі приймача, до нижньої частини спіралі приєднаний патрубок подачі холодного теплоносія, до верхньої частини приймача приєднаний патрубок відведення нагрітого теплоносія, розміщений всередині спіралі, на половину внутрішньої поверхні прозорої вакуумованої оболонки нанесене відбиваюче сонячне випромінювання покриття [UA 24208 U F24J 2/24, 2007]. Недоліком відомого сонячного трубчастого вакуумного колектора є одержання тільки одного виду енергії - теплової, і як наслідок, його недостатньо високий коефіцієнт корисної дії. Відомо сонячний трубчастий вакуумований колектор, що містить циліндричну вакуумовану оболонку з прозорого матеріалу з патрубком під'єднування засобу вакуумування, розміщений в ній приймач сонячного випромінювання з патрубком подачі холодного і відбору нагрітого теплоносія. Приймач сонячного випромінювання виконано у вигляді концентрично розташованих трубок, зовнішня з яких закрита з двох боків, сполучена з металевою пластиною, покритою селективним поглинаючим сонячне випромінювання матеріалом, що охоплює трубку з тильного боку, і розміщеною в діаметральній площині вакуумованої оболонки, до якої приєднано патрубок подачі холодного теплоносія, а внутрішня трубка зверху з'єднана із зовнішньою трубкою і розміщена в додатковій вакуумованій оболонці, нижня частина внутрішньої трубки з'єднана з патрубком відбору нагрітого теплоносія [UA 18057, F24J 2/00, 2006]. Недоліком відомого сонячного колектора є мала поверхня приймача сонячного випромінювання, покритого селективним матеріалом, поглинаючим сонячне випромінювання матеріалом, і як наслідок, недостатньо високий коефіцієнт корисної дії колектора. Відомо сонячний колектор, що включає захисне покриття у вигляді щонайменше одного перфорованого гофрованого листа, розташованого над поглиначем сонячної енергії, який виконано з гофрованих листів, розташованих з можливістю з'єднання один з одним і утворення каналів для руху текучого середовища, нижня частина яких виконана з можливістю світопоглинання, а верхня частина каналів - прозорою [RU 1216517 С1, F24J 2/24, 1999]. Найближчим до корисної моделі, що заявляється, є сонячний тепловий колектор, що містить герметичний корпус, прозоре покриття, яке поглинає поверхню у вигляді розташованих в корпусі в одній площині поглинаючих труб з двома паралельними каналами для пропуску теплоносія і теплову ізоляцію під нею. Канали для пропуску теплоносія встановлені вздовж довгих сторін корпусу, уздовж коротких сторін встановлені труби більшого діаметра, сполучені з поглинаючими трубами і з каналами для пропуску теплоносія, поглинальна поверхня утворена трубами, каналами і розміщеними в проміжках між ними перемичками, при цьому корпус виконано герметичним з ущільненням між ним і прозорим покриттям [RU 2135908 С1, F24J 2/26, 1999]. Недоліком відомого сонячного теплового колектора, як і попереднього аналога, є недостатня поглинальна поверхня сонячного випромінювання і, як наслідок, недостатньо високий коефіцієнт корисної дії. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу створення сонячного колектора, який би мав велику площу поглинання сонячного випромінювання і високий 1 UA 110604 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 коефіцієнт корисної дії, а також можливість його використання при низьких температурах зовнішнього середовища. Поставлену задачу вирішують тим, що у сонячному колекторі, який містить герметичний корпус, верхня частина якого виконана з прозорого матеріалу, поглинаючі труби з каналами для пропуску теплоносія, згідно з корисною моделлю, герметичний корпус виконано з повітронепроникного матеріалу, всередині корпусу на весь його периметр розміщено теплообмінник, виконаний у вигляді металевої пластини, всередині якої або на її поверхні розміщені трубки з каналами для циркуляції теплоносія, з'єднані в єдину замкнуту систему, що має вхід і вихід на поверхні сонячного колектора, на поверхню теплообмінника, звернену до сонця, нанесено спеціальне темне покриття, що збирає сонячне тепло, причому повітря між верхньою частиною корпусу з прозорого матеріалу і теплообмінником вилучено до вакууму або замінено інертним газом, причому між верхньою частиною корпусу з прозорого матеріалу і теплообмінником розміщено теплопакет, з якого вилучено повітря до вакууму або його замінено інертним газом. Герметичний корпус може бути виконано у вигляді прямокутника або квадрата. Верхня частина корпусу може бути виконана зі скла. Корпус може мати теплоізолюючий підсилювач. Теплопакет може бути додатково накрито склом, яке герметично з'єднано з корпусом. Виконання корпусу з повітронепроникного матеріалу слугує для ізоляції теплообмінника від безпосереднього зіткнення з повітрям. Виконання верхньої частини корпусу з прозорого матеріалу (наприклад, скла) слугує для проникнення сонячної енергії всередину. Металева пластина має теплопровідні властивості. Кількість трубок з каналами і їх щільність максимально покривають площу теплообмінника для ефективного зняття тепла з поверхні, що збільшує площу поглинання сонячного випромінювання і, як наслідок, підвищують коефіцієнт корисної дії. Нанесення покриття на поверхню теплообмінника, звернену до сонця, сприяє збиранню сонячного тепла. Виконання теплопакета між верхньою частиною корпусу з прозорого матеріалу і теплообмінником і вилучення з нього повітря до вакууму або заміна повітря інертним газом зроблено для того, щоб при низьких температурах зовнішнього повітря не відбувався безпосередній контакт теплообмінника з навколишнім середовищем і не витрачалося отримане від сонця тепло. А накриття теплопакета склом, яке герметично з'єднано з корпусом, підвищує коефіцієнт корисної дії. Виконання теплоізолюючого підсилювача корпусу сприяє підвищенню коефіцієнта корисної дії. Головною відмінністю такого сонячного колектора від прототипу є те, що теплообмінник має більшу поверхню, велику площу збору сонячного тепла, практично вся поверхня теплообмінника і вся пластина, весь теплообмінник знаходяться у вакуумному або інертному середовищі, не стикаючись з повітрям. Корисна модель пояснюється кресленням, на якому зображено загальний вигляд сонячного колектора. Сонячний колектор містить герметичний корпус 1, виконаний з повітронепроникного матеріалу у вигляді прямокутника або квадрата, верхня частина 2 якого виконана з прозорого матеріалу (наприклад, скла). Всередині корпусу 1 на весь його периметр розміщено теплообмінник 3, виконаний у вигляді металевої пластини 4, всередині якої або на її поверхні розміщені трубки 5 з каналами для циркуляції теплоносія, з'єднані в єдину замкнуту систему, що має вхід 6 і вихід 7 на поверхні сонячного колектора. На поверхню теплообмінника 3, звернену до сонця, нанесено спеціальне темне покриття, що збирає сонячне тепло. Корпус може мати теплоізолюючий підсилювач 8. Між верхньою частиною 2 з прозорого матеріалу і теплообмінником 3 розміщено теплопакет 9, з якого вилучено повітря до вакууму або його замінено інертним газом. Додатково теплопакет може бути накрито склом, яке герметично з'єднано з корпусом. Сонячний колектор служить для переробки енергії прямих сонячних променів в теплові ресурси. У сонячному колекторі теплоносій нагрівається за рахунок падаючих сонячних променів, що проходять крізь прозору верхню частину (скло) 2, не втрачаючи своїх нагрівальних властивостей, і падають безпосередньо на теплообмінник 3. Збирає сонячне тепло і спеціальне темне покриття, нанесене на поверхню теплообмінника 3, звернену до сонця. 2 UA 110604 U 5 Усе отримане тепло через теплоносій, через вхід і вихід на поверхні колектора передається в накопичувальний теплоізольований бак або в опалювальну систему будинку, звідки відбувається розподіл для побутових або господарських потреб. Найчастіше такий сонячний колектор встановлюють на покрівельних покриттях житлових і виробничих конструкцій і орієнтують на південний напрямок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 1. Сонячний колектор, що містить герметичний корпус, верхня частина якого виконана з прозорого матеріалу, поглинаючі труби з каналами для пропуску теплоносія, який відрізняється тим, що герметичний корпус виконано з повітронепроникного матеріалу, всередині корпусу на весь його периметр розміщено теплообмінник, виконаний у вигляді металевої пластини, всередині якої або на її поверхні розміщені трубки з каналами для циркуляції теплоносія, з'єднані в єдину замкнуту систему, що має вхід і вихід на поверхні сонячного колектора, на поверхню теплообмінника, звернену до сонця, нанесено спеціальне темне покриття, що збирає сонячне тепло, причому між верхньою частиною корпусу з прозорого матеріалу і теплообмінником розміщено теплопакет, з якого вилучено повітря до вакууму або його замінено інертним газом. 2. Сонячний колектор за п. 1, який відрізняється тим, що герметичний корпус виконано у вигляді прямокутника або квадрата. 3. Сонячний колектор за п. 1, який відрізняється тим, що верхня частина корпусу виконана зі скла. 4. Сонячний колектор за п. 1, який відрізняється тим, що корпус має теплоізолюючий підсилювач. 5. Сонячний колектор за п. 1, який відрізняється тим, що теплопакет додатково накрито склом, яке герметично з'єднано з корпусом. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 3