Геліосистема з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації

Реферат: Геліосистема з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації містить функціонально пов'язані сонячний колектор, накопичувач теплової енергії з теплообмінником та циркуляційний насос для прокачування теплоносія від сонячного колектора до накопичувача тепла. До контуру протоку теплоносія від сонячного колектора до накопичувача тепла введено додатковий контур охолодження теплоносія, що містить повітряний теплообмінник пристрою запобігання режиму стагнації з вентилятором примусового обдуву та двоходовий клапан. UA 95100 U (54) ГЕЛІОСИСТЕМА З ПОВІТРЯНИМ ПРИСТРОЄМ ЗАПОБІГАННЯ РЕЖИМУ СТАГНАЦІЇ UA 95100 U UA 95100 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем, що використовують енергію сонячної радіації і може знайти застосування в теплоенергетиці та комунальному господарстві. Відомий пристрій, двоконтурна геліосистема [1], що містить трубопроводи гарячої води і напірний трубопровід холодної води, з'єднані по контуру з циркуляційними насосами і швидкісним теплообмінником, сонячні геліоколектори з термодатчиками, ємність для води і диференційні регулятори. Недолік відомого пристрою [1] є низька експлуатаційна ефективність в зв'язку з відсутністю можливості використання надлишкового тепла, що виробляється системою як в періоди інтенсивного сонячного випромінювання, так і періоди відсутності відбору тепла з ємкості для води системою гарячого водопостачання. І як наслідок входження системи в режим, при якому припиняється протік теплоносія по контуру геліосистеми - режим стагнації. Відомий пристрій, сумісна система опалення з сонячною установкою гарячого водопостачання [2], що містить колектори сонячної енергії поєднані з акумулятором тепла та розширювальним баком, трубчастий водонагрівач системи гарячого водопостачання, трубопровід системи опалення, циркуляційний насос та регулюючі вентилями. Сумісна система опалення з сонячною установкою гарячого водопостачання за відсутності водозабору на гаряче водопостачання, коли температура нагрітої води в водогрійній порожнині системи гарячого водопостачання вище, ніж в трубопроводі подачі теплоносія системи опалення, забезпечує подачу надлишкового тепла, що виробляє колектор сонячної енергії в систему опалення. Недолік відомого пристрою [2] є низька ефективність роботи, так як в зв'язку з малими потребами в літній період в тепловій енергії комбінована система схильна до перегріву, і як наслідок входження системи в режим, при якому припиняється протік теплоносія по контуру геліосистеми - режим стагнації. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі за технічною суттю (прототип) є сонячний колектор з системою контролю температури стагнації [3], що містить верхню та нижню засклені поверхні між якими розташований поглинач сонячної енергії, абсорбер нанесений на нижню частину поверхні і канал, що утворений між поверхнями колектора з впускним та випускним клапаном, засув для відкривання виходу коли температура на колекторі наближається до температури стагнації. Основним недоліком відомого пристрою [3] є складність конструкції та неможливість інтегрування пристрою в уже діючу геліосистему. В основу корисної моделі поставлена задача створення конструкції геліосистеми, що дозволить підвищити її ефективність шляхом захисту від перегріву в літній період та режимах роботи з мінімальним відбором отриманого тепла, бути при цьому максимально технологічною при виготовленні та зручною при проведенні монтажних робіт. Поставлена задача вирішується тим, що в контур геліосистеми додатково введено пристрій запобігання режиму стагнації, який підтримує в контурі геліоколетора температуру теплоносія оптимальною. Геліосистема з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації містить функціонально пов'язані сонячний колектор, накопичувач теплової енергії з теплообмінником та циркуляційний насос, крім того до її складу входить пристрій запобігання режиму стагнації, який містить функціонально пов'язані повітряний теплообмінник з вентилятором примусового обдуву та двоходовий клапан. При цьому теплообмінник пристрою запобігання режиму стагнації послідовно підключений до магістралі протоку теплоносія від накопичувача тепла до геліоколектора. Завдяки підтриманню необхідної температури теплоносія в контурі геліоколектора, яка не перевищує температури стагнації та є оптимальною, для роботи системи досягається підвищення ефективності геліосистеми, та забезпечується максимальний термодинамічний потенціал отриманої сонячної енергії, в наслідок того, що система не простоює у випадку технологічного перегріву в літній період та режимах роботи з мінімальним відбором отриманого тепла. Крім того завдяки тому, що відповідно до запропонованої корисної моделі геліосистема містить окремий пристрій запобігання режиму стагнації, який конструктивно послідовно підключається до магістралі протоку теплоносія від накопичувача тепла до геліоколектора за допомогою двоходового клапану, і складається з повітряного теплообмінника і вентилятора примусового обдуву досягається поставлене завдання щодо максимальної технологічності виготовлення геліосистеми з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації та зручності при проведенні монтажних робіт. Суть корисної моделі пояснює креслення. 1 UA 95100 U 5 10 15 20 25 30 На кресленні схематично зображено геліосистему з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації. Запропонована згідно з корисною моделлю, геліосистема з повітряним пристроєм запобігання режиму складається з двох контурів. До складу першого контуру входять функціонально пов'язані геліоколектор 1, з'єднаний трубопроводом з акумулятором тепла 2, в якому розміщений теплообмінник 7. Теплоносій в першому контурі подається в колектор насосом 3. До складу другого контуру входять аккумулятор тепла 2, та системи трубопроводів подачі води від аккумулятора тепла до споживачів. Конструктивною особливістю системи є те, що в перший контур додатково введено контур пристрою запобігання режиму стагнації, до складу якого входять функціонально пов’язані повітряний теплообмінник 5, з вентилятором примусового обдуту 6, та двохходовий клапан 4. При цьому теплообмінник пристрою запобігання режиму стагнації послідовно підключений до магістралі протоку теплоносія від накопичувача тепла 2, до геліоколектора 1. Геліосистема з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації працює таким чином: В першому контурі теплоносієм є рідина, яка має низьку температуру замерзання (до -40 велику та велику температуру кипіння (до 250 °C), циркуляційним насосом 3, теплоносій з акумулятора тепла 2, через теплообмінний пристрій 7, подається в геліоколектор 1, в якому відбувається його нагрів, після чого нагрітий теплоносій знову потрапляє в акумулятор тепла де через теплообмінник 7, віддає своє тепло воді з системи гарячого водопостачання. У випадку, коли температура теплоносія наближається до температури кипіння, двоходовий клапан 4, направляє потік теплоносія через додатковий повітряний теплообмінник 5, де вентилятором 6, відбувається його примусове охолодження. В другому контурі теплоносієм є вода, яка подається з магистрального трубопроводу в акумулятор тепла 2, де нагрівається і подається до споживачів. Всіма режимами в геліоустановці керує автоматика. Застосування пристрою запобігання режиму стагнації дає можливість удосконалити діючі геліоустановки, забезпечити безперебійний режим нагрівання теплоносія, збільшити коефіцієнт корисної дії геліоустановки. Джерела інформації: 1. Патент RU 2045714 С1 F 24 J 2/42 2. Патент RU 93048655 С1, F24D003/08; F24J002/00 3. Патент IL169971 (A) WO2004070289 (А1) F24J2/20; F24J2/40; F24J2/46. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Геліосистема з повітряним пристроєм запобігання режиму стагнації, що містить функціонально пов'язані сонячний колектор, накопичувач теплової енергії з теплообмінником та циркуляційний насос для прокачування теплоносія від сонячного колектора до накопичувача тепла, який відрізняється тим, що до контуру протоку теплоносія від сонячного колектора до накопичувача тепла введено додатковий контур охолодження теплоносія, що містить повітряний теплообмінник пристрою запобігання режиму стагнації з вентилятором примусового обдуву та двоходовий клапан. 2 UA 95100 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 3