Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Геліопрофіль, виконаний у вигляді поздовжнього елемента, який включає циліндричний рукав і розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинальних ребра, зовнішні поздовжні грані яких мають опорні елементи, що є опорними ребрами, які утворюють з теплопоглинальними ребрами кутники, повернуті вільними поличками нижче площини теплопоглинальних ребер, при цьому одне опорне ребро має в своїй серединній частині повернутий у зворотному напрямку зовнішній L-подібний виступ, вільний край якого та нижня твірна зовнішньої поверхні циліндричного рукава знаходяться в одній площині, паралельній площині теплопоглинальних ребер, а висота другого опорного ребра не більше висоти вільної полички L-подібного виступу, який відрізняється тим, що зовнішні поздовжні грані теплопоглинальних ребер мають додаткові L-подібні виступи, зовнішні полички яких з'єднані з опорними ребрами та знаходяться в одній площині, яка розташована вище площини теплопоглинальних ребер та розташованої нижче неї верхньої твірної зовнішньої поверхні циліндричного рукава.

2. Геліопрофіль за п. 1, який відрізняється тим, що над теплопоглинальними ребрами розташовано лист поздовжньої прозорої теплоізоляції, яка спирається поздовжніми сторонами через прошарок герметизуючого матеріалу на зовнішні полички додаткових L-подібних виступів, а утворений між ними зазор по торцях герметизовано заглушками і з'єднано з зовнішнім середовищем штуцером.

3. Геліопрофіль за п. 2, який відрізняється тим, що в зазорі на теплопоглинальних ребрах розташовані, через прошарок електроізолюючого і теплопередавального матеріалу, фотоелектричні перетворювачі.

Текст

Реферат: Геліопрофіль виконаний у вигляді поздовжнього елемента та включає циліндричний рукав і розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинальних ребра. Зовнішні поздовжні грані теплопоглинальних ребер мають опорні елементи, що є опорними ребрами, які утворюють з теплопоглинальними ребрами кутники, повернуті вільними поличками нижче площини теплопоглинальних ребер. Одне опорне ребро має в своїй серединній частині повернутий у зворотному напрямку зовнішній L-подібний виступ, вільний край якого та нижня твірна зовнішньої поверхні циліндричного рукава знаходяться в одній площині, паралельній площині теплопоглинальних ребер. Висота другого опорного ребра не більше висоти вільної полички L-подібного виступу. Зовнішні поздовжні грані теплопоглинальних ребер мають додаткові L-подібні виступи, зовнішні полички яких з'єднані з опорними ребрами та знаходяться в одній площині, яка розташована вище площини теплопоглинальних ребер. UA 103003 C2 (12) UA 103003 C2 UA 103003 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до геліотехніки, зокрема до елементів конструкції теплопоглинальної панелі сонячного випромінювання і може бути використаний в енергоактивних огороджувальних будівельних конструкціях для гарячого водопостачання, опалення та кондиціювання споруд. Відомі сонячні колектори з теплопоглинальними панелями сонячного випромінювання листотрубної конструкції, що серійно виготовляються в багатьох країнах світу [див. Сборник Европейского гелиотехнического общества «Solar Collectors», Dortrecht. 1985; ГОСТ 28310-89; Сонячний колектор фірми «АФРОС-АГРО», http://www.afros-agro.crimea.ua/products.html; патент 7 США №6082353А, МПК F24J 2/24, опубл. 04.07.2000]. Крім того, можна зазначити патент України №73254, МПК F24J 2/26, опубл. 15.06.2005. Спільним для них є використання трубних металевих систем, плоскі поглинальні поверхні з чорним або селективним покриттям. По трубах, що отримують тепло від теплопоглинальної панелі, циркулює теплоносій і відбирає тепло. Істотним недоліком цих колекторів є необхідність ускладнення конструкції монтажних вузлів зовнішньої прозорої теплоізоляції та включення до конструкції допоміжних опорних елементів для неї при великих розмірах сонячних колекторів. Ще одним недоліком, крім випадку, зазначеного в патенті України, є використання в зазначених сонячних колекторах тільки контуру рідинного теплоносія. До його недоліків можна також віднести збільшену вагу, обумовлену складністю конструкції. Відомі також комбіновані сонячні колектори та геліопрофілі, що виробляють як теплову так і електричну енергії. На їх теплопоглинальних поверхнях розташовані фотоелектричні перетворювачі, що одночасно охолоджуються теплоносієм. Недоліками вказаних конструкцій є їх складність [див. авторське свідоцтво СРСР №851012, МПК F24J 3/02, опубл. 30.07.1981] та велика вага [див. заявку України на винахід №А200505259, МПК F24J 3/02, F24J 2/26]. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є геліопрофіль теплопоглинальної панелі, що є окремим поздовжнім елементом, з яких утворена теплопоглинальна панель енергоактивної огороджувальної будівельної конструкції, що включає циліндричний рукав і розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинальних ребра, зовнішні поздовжні грані яких мають додаткові опорні елементи [див. заявку України на винахід №А200601771, МПК F24J 2/26]. При цьому додаткові опорні елементи є опорними ребрами, що утворюють з теплопоглинальними ребрами кутники, повернуті вільними поличками нижче площини теплопоглинальних ребер. При цьому одне ребро має в своїй серединній частині повернутий у зворотному напрямку L-подібний виступ. Вільний край цього ребра та нижня твірна зовнішньої поверхні циліндричного рукава знаходиться в одній площині, паралельній площині теплопоглинальних ребер. Висота другого ребра дорівнює висоті вільної полички L-подібного виступу. Окремі повздовжні елементи можуть монтуватись безпосередньо на утеплений каркас енергоактивної огороджувальної конструкції та покриватись ззовні листовою прозорою теплоізоляцією. Циліндричний рукав використовується для контуру рідкого теплоносія, а порожнина між утепленим каркасом та теплопоглинальними ребрами - для контуру повітряного теплоносія. До недоліків зазначеної теплопоглинальної панелі можна також віднести збільшені тепловтрати, зумовлені негерметичним приляганням зовнішньої листової прозорої теплоізоляції, складність виготовлення теплопоглинальної панелі з неплоскою поверхнею та значні відходи листової прозорої теплоізоляції при непрямолінійному зовнішньому контурі теплопоглинальної панелі чи її не прямокутній формі. Задачею запропонованого винаходу є, шляхом зміни конструкції окремого геліопрофілю та зовнішньої прозорої теплоізоляції, зменшення тепловтрат через зовнішню листову прозору теплоізоляцію, спрощення виготовлення теплопоглинальної панелі з неплоскою поверхнею та зменшення відходів листової прозорої теплоізоляції при непрямолінійному зовнішньому контурі теплопоглинальної панелі чи її не прямокутній формі. Поставлена задача вирішується тим, що геліопрофіль виконаний у вигляді поздовжнього елемента, який включає циліндричний рукав і розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинальних ребра, зовнішні поздовжні грані яких мають опорні елементи, що є опорними ребрами, які утворюють з теплопоглинальними ребрами кутники, повернуті вільними поличками нижче площини теплопоглинальних ребер, при цьому одне опорне ребро має в своїй серединній частині повернутий у зворотному напрямку зовнішній L-подібний виступ, вільний край якого та нижня твірна зовнішньої поверхні циліндричного рукава знаходяться в одній площині, паралельній площині теплопоглинальних ребер, а висота другого опорного ребра не більше висоти вільної полички L-подібного виступу, і відповідно винаходу зовнішні поздовжні грані теплопоглинальних ребер мають додаткові L-подібні виступи, зовнішні полички яких з'єднані з опорними ребрами та знаходяться в одній площині, яка розташована вище 1 UA 103003 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 площини теплопоглинальних ребер та розташованої нижче неї верхньої твірної зовнішньої поверхні циліндричного рукава. Над теплопоглинальними ребрами може бути розташовано лист поздовжньої прозорої теплоізоляції, яка спирається поздовжніми сторонами через прошарок герметизуючого матеріалу на зовнішні полички додаткових L-подібних виступів, а утворений між ними зазор по торцях герметизований заглушками і з'єднаний з зовнішнім середовищем штуцером. В зазорі на теплопоглинальних ребрах можуть бути розташовані, через прошарок електроізолюючого і теплопередавального матеріалу, фотоелектричні перетворювачі. Монтаж геліопрофілю ведуть безпосередньо на теплоізольований каркас споруди таким чином, що друге опорне ребро одного геліопрофілю входить в зазор між першим опорним ребром та L-подібним виступом сусіднього геліопрофілю. Зовнішній паз, що утворюється між вільною поличкою L-подібного виступу та другим опорним ребром сусідніх геліопрофілів ущільнюється герметиком чи ущільнювачем. У загальному випадку геліопрофіль або геліопрофілі, що заявляються, утворюють теплопоглинальну панель яка може бути теплоізольована з зовнішньої (прозорою теплоізоляцією), внутрішньої та бокових сторін. Геліопрофіль в цілому має патрубки (для рідкого та повітряного теплоносіїв) для з'єднання з іншими геліопрофілями та іншими елементами систем гарячого водопостачання, опалення та кондиціювання споруд. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг.1 зображено поперечний розріз геліопрофілю, розташованого на теплоізольованому каркасі споруди. Геліопрофіль включає циліндричний рукав 1 для рідкого теплоносія, розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинальних ребра 2, зовнішні поздовжні грані яких мають опорні елементи, що є опорними ребрами: перше опорне ребро 3 та друге опорне ребро 4, які утворюють з теплопоглинальними ребрами 2 кутники, повернуті вільними поличками нижче їх площини. Перше опорне ребро 3 має в своїй серединній частині повернутий у зворотному напрямку зовнішній L-подібний виступ 5. Його вільний край та нижня твірна зовнішньої поверхні циліндричного рукава 1 знаходяться в одній площині, паралельній площині теплопоглинальних ребер 2, та спираються на теплоізольований каркас споруди. Між теплопоглинальними ребрами 2 та теплоізольованим каркасом споруди утворена порожнина 6, що є каналом для повітряного теплоносія. Крім того, зовнішні поздовжні грані теплопоглинальних ребер 2 мають додаткові Lподібні виступи 7, зовнішні полички яких з'єднані з опорними ребрами 3, 4 та знаходяться в одній площині, яка розташована вище площини теплопоглинальних ребер 2 та розташованої нижче неї верхньої твірної зовнішньої поверхні циліндричного рукава 1. Геліопрофілі монтуються на теплоізольований каркас таким чином, що друге опорне ребро 4 кожного з них своїм вільним краєм спирається на сполучену поличку L-подібного виступу 5 суміжного геліопрофілю. Змонтовані геліопрофілі теплоізолюються зовнішньою листовою прозорою теплоізоляцією (скло, полікарбонат, акрил, тощо, на фіг. 1 не показано), розташованою на деякій відстані від додаткових L-подібних виступів 7. Монтажні елементи зовнішньої листової прозорої теплоізоляції на фіг. 1 не показано. Щоб відмовитись від використання зовнішньої прозорої теплоізоляції великого розміру та монтажних елементів для неї, що спрощує конструкцію теплопоглинальної панелі, а також для зменшення тепловтрат, кожен геліопрофіль може обладнуватись індивідуальною зовнішньою прозорою теплоізоляцією. На фіг. 2 зображено поперечний розріз геліопрофілю з індивідуальною зовнішньою прозорою теплоізоляцією. Прозора зовнішня теплоізоляція являє собою повздовжній лист 8 (скло, полікарбонат, акрил тощо), який спирається та приклеєний поздовжніми сторонами через прошарок герметизуючого матеріалу 9 (наприклад двостороння стрічка високої клеючої міцності) на зовнішні полички додаткових L-подібних виступів 7. Зазор між листом зовнішньої прозорої теплоізоляції по торцях герметизується заглушками (на фіг. 2 не показано). Зазор з'єднано з зовнішнім середовищем штуцером (на фіг. 2 не показано), за допомогою якого зазор вакуумується. Для надання можливості використання сонячного випромінювання для додаткового отримання електричної енергії геліопрофіль обладнується фотоелектричними перетворювачами. Розріз геліопрофілю з фотоелектричними перетворювачами показано на фіг. 3. Фотоелектричні перетворювачі 10 можуть бути наклеєні на теплопоглинальні ребра 2 теплопередаючим та електроізолюючим клеєм. Фотосприймаюча поверхня може бути захищена наклеєною на неї прозорою плівкою чи залита прозорою полімерною композицією. Фотоелектричні перетворювачі з'єднані між електропровідними шинами, а геліопрофіль обладнано електричним роз'ємом (на фіг. 3 не показано). Геліопрофіль запропонованої конструкції працює наступним чином. 2 UA 103003 C2 5 10 15 20 25 30 Рідкий теплоносій через вхідний патрубок (на фіг. 1-3 не показано) надходить в циліндричний рукав 1 геліопрофілю. Нагрітий теплоносій через вихідний патрубок (на фіг. 1-3 не показано) подається до систем гарячого водопостачання, опалення та кондиціювання споруди. Повітряний теплоносій через повітряний патрубок (на фіг. 1-3 не показано) подають у порожнину 6. Нагрітий повітряний теплоносій подають до системи опалення та кондиціювання споруди. Нагрів теплоносіїв здійснюється за рахунок енергії сонячного випромінювання, що поглинається теплопоглинальними ребрами 2, від яких передається через стінки рідкому теплоносію в циліндричному рукаві 1 та повітряному теплоносію у порожнині 6. Крім того, якщо вхідна температура одного з теплоносіїв вища за вхідну температуру іншого теплоносія, то тепло через стінки геліопрофілю передається від одного теплоносія до іншого. Таким чином, при відсутності сонячного випромінювання, рідкий теплоносій у циліндричному рукаві 1 може нагріватись або охолоджуватись зовнішнім чи вентиляційним повітрям, якщо воно використовується як повітряний теплоносій. У випадку використання варіанта геліопрофіля з індивідуальною зовнішньою прозорою теплоізоляцією 8 з герметичним зазором, цей зазор може бути вакуумованим через штуцер (на фіг. 1-3 не показано). Завдяки вакуумуванню зменшуються тепловтрати через зовнішню прозору теплоізоляцію і, таким чином збільшується теплова потужність геліопрофілю. Якщо на теплопоглинальні ребра 2 геліопрофілю наклеєні фотоелектричні перетворювачі 10, то частина сонячного випромінювання, що потрапляє на їх поверхню, перетворюється на електричну енергію. Інша частина поглинутого тепла через шар клею передається теплопоглинальним ребрам 2, а від них - теплоносіям (рідкому, повітряному). Таким чином, фотоелектричні перетворювачі охолоджуються теплоносіями, завдяки чому їх температура зменшується. Зменшення температури фотоелектричних перетворювачів призводить до підвищення їх коефіцієнту корисної дії, тобто до збільшення електричної потужності геліопрофілю. Згенерована електрична енергія може використовуватись для потреб споруди, систем гарячого водопостачання, опалення та кондиціювання, або передаватись до суспільних мереж електропостачання (через відповідне обладнання). Використання в енергоактивних огороджувальних будівельних конструкціях геліопрофіля з індивідуальною зовнішньою прозорою теплоізоляцією (в т.ч. з фотоелектричними перетворювачами) дозволяє надавати теплопоглинальній поверхні неплоску форму та зменшити відходи листової прозорої теплоізоляції при непрямолінійному зовнішньому контурі теплопоглинальної панелі чи її не прямокутній формі (у порівнянні з використанням загальної зовнішньої прозорої теплоізоляції при її великому розмірі). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Геліопрофіль, виконаний у вигляді поздовжнього елемента, який включає циліндричний рукав і розміщені співвісно на його протилежних сторонах два теплопоглинальних ребра, зовнішні поздовжні грані яких мають опорні елементи, що є опорними ребрами, які утворюють з теплопоглинальними ребрами кутники, повернуті вільними поличками нижче площини теплопоглинальних ребер, при цьому одне опорне ребро має в своїй серединній частині повернутий у зворотному напрямку зовнішній L-подібний виступ, вільний край якого та нижня твірна зовнішньої поверхні циліндричного рукава знаходяться в одній площині, паралельній площині теплопоглинальних ребер, а висота другого опорного ребра не більше висоти вільної полички L-подібного виступу, який відрізняється тим, що зовнішні поздовжні грані теплопоглинальних ребер мають додаткові L-подібні виступи, зовнішні полички яких з'єднані з опорними ребрами та знаходяться в одній площині, яка розташована вище площини теплопоглинальних ребер та розташованої нижче неї верхньої твірної зовнішньої поверхні циліндричного рукава. 2. Геліопрофіль за п. 1, який відрізняється тим, що над теплопоглинальними ребрами розташовано лист поздовжньої прозорої теплоізоляції, яка спирається поздовжніми сторонами через прошарок герметизуючого матеріалу на зовнішні полички додаткових L-подібних виступів, а утворений між ними зазор по торцях герметизовано заглушками і з'єднано з зовнішнім середовищем штуцером. 3. Геліопрофіль за п. 2, який відрізняється тим, що в зазорі на теплопоглинальних ребрах розташовані, через прошарок електроізолюючого і теплопередавального матеріалу, фотоелектричні перетворювачі. 3 UA 103003 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 4

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F24J 2/26, F24J 2/52

Мітки: геліопрофіль

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-103003-gelioprofil.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Геліопрофіль</a>

Подібні патенти