Геліоустановка для гарячого водозабезпечення

Реферат: UA 77007 U UA 77007 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гарячого водозабезпечення в сільськогосподарській, комунальній, побутовій, промисловій і інших областях народного господарства та ін. галузей промисловості. Відомий акумулятор сонячної енергії, утримуючий заповнений водою резервуар, прозоре його покриття, відзеркалюючу плівку і занурену у воду поглинаючу перфоровану поверхню, яка міняє своє положення з допомогою спеціальних пристроїв [а. с. СРСР № 131054]. Недоліками цієї установки є: - сонячні промені, які пройшли через прозору оболонку, нагрівають тільки верхню поверхню води; - відбиті від водної гладі сонячні промені без користі розсіюються в оточуюче середовище; - нагріта вода, в зоні відкритих країв, швидко охолоджується, особливо в нічний час, хмарну погоду чи туман. Відомий водяний акумулятор, який утримує корпус (бак) з патрубками підведення середовища і нагрівач. У верхній частині бак, розміщений горизонтально, з'єднаний трубопроводом з нагрівачем і з атмосферою. Цей акумулятор використовується на плавзасобах [а. с. СРСР № 1190144, Кл. F22I 3/00, 1983 p.]. Недоліком цієї установки є: - він кріпиться на спеціально призначеному для нього місці на плавзасобі; - він виконує тільки одну функцію - забезпечення питною водою кухонного блока. Відомий також водяний акумулятор Булгакова - ВАБ, який утримує вертикально установлений бак, забезпечений рівноміром, вверху - поплавком і знімною кришкою, в отворі якої проходить патрубок для холодного водопостачання, з'єднаний з баком, розміщеним у верхній частині бака з однієї його сторони і з'єднаним з атмосферою, а патрубок для холодного водопостачання з'єднаний з баком через гнучкий шланг з запірним клапаном, розміщеним у верхній частині бака з однієї його сторони і з'єднаним з гумовою насадкою для безшумного набирання води в бак, з другої сторони бака установлена трубка для відведення води, причому в порожнині бака має місце трубка аварійного відведення води [RU № 2116407, Кл. Е03В 11/00, опубл. 27.09.1996 p.]. Недоліками установки є: - установка призначена для акумуляції тепла; - конструктивне рішення установки не призначено для використання сонячної енергії для її нагрівання. Як прототип прийнятий патент Російської федерації № 2267060 "Акумулятор сонячної енергії", дата початку дії якого з 17.06.2004 p., який утримує заповнений водою котлован, частина якого обмежена дзеркальною стінкою і з'єднана з нею прозорими панелями, обмежена частина котлованами закрита металевим коритом, частково зануреним у воду, і кришками, під якими розміщений повністю занурений у воду трубопровід-змійовик, а решта частина котловану закрита залізобетонними панелями, засипаними ґрунтом. Недоліком прототипу є: - недостатній ступінь нагрівання води у великому об'ємі; - недостатня кількість відбитої променевої сонячної енергії. Задачею геліоустановки для гарячого водопостачання: є підвищення ступеня нагрівання води та удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що геліоустановка для гарячого водопостачання води складається з горизонтально розміщеної на дні котловану залізобетонної основи, на якій вертикально установлені бокові залізобетонні стінки, ізольовані зовні теплоізоляційним матеріалом, на основу нанесений гідроізоляційний шар та аналогічна ізоляція на передню і задню стінки, захищені теплоізоляційними матеріалами з покриттям гідроізоляційним шаром, на які посередині установлена залізобетонна башта з вертикально установленою бетонною або цегляною стіною, облицьованою з 2-х сторін віддзеркалюючим матеріалом, та передня і задня металеві засилені рами, одна з них забезпечена з обох сторін стінки герметично закритими вікнами, які жорстко закріплені до металевої рами (не показано) прозорим листовим покриттям, установленими нижніми гранями на амортизуючі прокладки через розрахований проміжок смуговими кутниками до металевих смуг горизонтально і жорстко установлених на стінках, а верхніми гранями - на герметизуючу і амортизуючу прокладки, розміщені на верхній поверхні трикутної форми стінки і перекритих з допомогою амортизуючих і герметизуючих прокладок коробом, жорстко закріпленим по обох його кінцях (не показано), при цьому на внутрішніх гранях смуг горизонтально розміщений металевий (краще мідний або алюмінієвий) лист, з верхньої сторони покритий спеціальним чорним шаром, поглинаючим промені сонячної радіації і перетворюючим їх в теплову енергію, з нижньої сторони якого жорстко закріплена серія 1 UA 77007 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 горизонтально установлених труб, під'єднаних одним кінцем до циліндричної ємності, до якої горизонтально і жорстко під'єднаний трубопровід і патрубок з корковим краном, а другими кінцями - до аналогічної циліндричної ємності, до якої теж аналогічно приєднаний трубопровід з патрубком і корковим краном, а з нижньої сторони до цих же циліндричних ємностей приєднана горизонтально труба спіральної форми, під якою паралельно установлена аналогічно труба такої ж форми, яка забезпечена з обох кінців трубопроводами з патрубками і корковими кранами, а в основі проходить трубопровід з патрубком, обладнаним корковим краном. Ознаками геліоустановки для гарячого водозабезпечення, які співпадають з ознаками прототипу є: котлован з ізольованим днищем та стінками, покриття, нахилене в сторону котловану, з прозорого матеріалу та вертикальна стінка з відзеркалюючою сонячне випромінювання поверхнею в сторону котловану. Конструктивне виконання геліоустановки для гарячого водозабезпечення забезпечує ряд суттєвих відмінностей і переваг у порівнянні з прототипом, основною з яких є: 1. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: вертикально установлена стінка, яка опирається на бокові стінки басейна, обидві сторони якої покриті віддзеркалюючими сонячні промені шарами; два нахилені в різні сторони прозорі покриття; бокові скляні рами; система горизонтально установлених труб, з'єднаних з циліндричними резервуарами; трубопроводи у формі спіралей; запірно-роздавальна арматура. 2. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: односкатне прозоре покриття басейну замінене на двоскатне; вертикальна стінка зміщена на його середину і покрита з двох сторін відзеркалюючими шарами; замість частини басейну, останній перекритий повністю прозорим матеріалом. 3. Враховуючи викладене в пп. 1 і 2, в геліоустановці гарячого водозабезпечення мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей від прототипу. На фіг. 1 приведений поперечний переріз геліоустановки для гарячого водозабезпечення, а на фіг. 2 - її поперечний переріз. Геліоустановка для гарячого водозабезпечення складається з горизонтально розміщеної на дні котловану залізобетонної основи 1, на якій вертикально установлені бокові залізобетонні стінки 2 і 3, ізольовані зовні теплоізоляційним матеріалом 4 і 5. На основі 1 нанесений гідроізоляційний шар 6 та аналогічна ізоляція на передню і задню стінки 7 і 8, захищені теплоізоляційним матеріалом 9 і 10 з покриттям гідроізоляційним шаром 11, на які посередині установлена залізобетонна башта 12 з вертикально установленою бетонною або цегляною стінкою 13, облицьованою з 2-х сторін віддзеркалюючим матеріалом 14, та передня і задня металеві засилені рами 15, одна з яких забезпечена з обох сторін стінками 13, герметично закритими вікнами 16 і 17, які жорстко закріплені до металевої рами (не показано) прозорим (скляною чи оргскла) листовим покриттям 18 і 19, установленими на герметизуючі прокладки 20 і закріплені через розрахунковий проміжок смуговими кутниками 21 до металевих смуг 22, горизонтально і жорстко установлених на стінках 3 і 4, а верхніми гранями - на герметизуючу і амортизуючу прокладки 23, розміщені на верхній поверхні трикутної форми стінки 13 і перекритих з допомогою амортизуючих герметизуючих прокладок 24 коробом 25, жорстко закріпленим по обох його кінцях (не показано). При цьому на внутрішніх гранях смуг 22 горизонтально розміщений металевий (краще мідний або алюмінієвий) лист 26, з верхньої сторони покритий спеціальним чорним шаром 27, поглинаючим промені сонячної радіації і перетворюючим їх в теплову енергію, з нижньої сторони якого жорстко закріплена серія горизонтально установлених труб 28, під'єднаних одним кінцем до циліндричної ємності 29, до якої горизонтально і жорстко під'єднаний трубопровід 30 і патрубок 31 з корковим краном 32, а другими кінцями до аналогічної циліндричної ємності 33, до якої теж аналогічно приєднаний трубопровід 34 з патрубком 35 і корковим краном 36, а з нижньої сторони до цих же циліндричних ємностей 29 і 33 приєднана горизонтально труба 37 спіральної форми, під якою паралельно установлена аналогічно труба 38 такої ж форми, яка забезпечена з обох кінців трубопроводами 39 і 40 з патрубками 41 і 42, забезпеченими корковими кранами 43 і 44, а в основі 1 проходить трубопровід 45 з патрубком 46, обладнаним корковим краном 47. Геліоустановка для гарячого водозабезпечення працює таким чином. Подачею води по водопроводу, забезпеченому запірно-роздавальною арматурою і приладом для обмеження максимального рівня (не показані), в басейн подається вода, рівень якої не перевищує рівень спеціального чорного покриття 27, одним з відомих складів, для поглинання радіаційних сонячних випромінювань і перетворення їх в теплову енергію. Через прозоре покриття 18 і 19 променева радіаційна сонячна енергія попадає на віддзеркалюючі покриття 12 і 14 стінки 13, а відбиті промені - на чорний шар 27, нанесений на 2 UA 77007 U 5 10 15 верхню сторону металевого листа 26, до нижньої сторони якого жорстко і горизонтально прикріплені трубки 28. Поглинання цим покриттям сонячних радіаційних коливань і перетворення їх в теплову енергію сприяють нагріванню всієї металевої системи і води, яка відкриттям коркового крана 32 патрубка 31 подається в циліндричну ємність 29, труби 28, циліндричну ємність 33, спіральний трубопроводу 37, а відкриттям коркового крана 36 патрубка 35 надходить до споживача. При цьому із-за своїх фізичних властивостей теплове випромінювання не може втрачатися проходженням через прозоре покриття, так як воно відбивається від внутрішньої сторони прозорого покриття 18 і 19, створюючи так званий "парниковий ефект" і доповнює нагрівання води в басейні, як акумулятора теплової енергії для її споживання в час відсутності сонячного випромінювання. Акумульоване тепло у наповненому водою басейні нагріває воду у спіральному водопроводі 38, яка подається через відкритий корковий кран 43 патрубка 39 і направляється споживачу по патрубку 42 відкриттям коркового крана 44. При необхідності проведення ремонтних робіт передбачені вікна 16 і 17, а для видалення води - трубопровід 45 з корковим краном 47 на патрубку 46, під'єднаним до каналізаційної системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 40 45 Геліоустановка для гарячого водозабезпечення, що містить котлован з ізольованими днищем і стінками, покриття з прозорого матеріалу, нахилене до горизонту, та вертикальну стінку, до якої примикає покриття, з віддзеркалюючою поверхнею сонячного випромінювання, яка відрізняється тим, що котлован утримує горизонтально розміщену на його дні залізобетонну основу, на якій вертикально установлені бокові залізобетонні стінки, ізольовані зовні теплоізоляційним матеріалом, на основі нанесений гідроізоляційний шар та аналогічна ізоляція на передню і задню стінки, захищені теплоізоляційними матеріалом з покриттям гідроізоляційним шаром, на які посередині установлена залізобетонна башта з вертикально установленою бетонною або цегляною стінкою, облицьованою з 2-х сторін віддзеркалюючим матеріалом, та передня і задня металеві засилені рами, одна з яких забезпечена з обох сторін стінками, герметично закритими вікнами, які жорстко закріплені до металевої рами прозорим (скляним чи з оргскла) листовим покриттям, установленим на герметизуючі прокладки, і закріплені через розрахований проміжок смуговими кутниками до металевих смуг, горизонтально і жорстко установлених на стінках, а верхніми гранями - на герметизуючу і амортизуючу прокладки, розміщені на верхній поверхні трикутної форми стінки, і перекриті за допомогою амортизуючих і герметизуючих прокладок коробом, жорстко закріпленим по обох його кінцях, при цьому на внутрішніх гранях смуг горизонтально розміщений металевий (краще мідний або алюмінієвий) лист, з верхньої сторони покритий спеціальним чорним шаром, поглинаючим промені сонячної радіації і перетворюючим їх в теплову енергію, з нижньої сторони якого жорстко закріплена серія горизонтально установлених труб, під'єднаних одним кінцем до циліндричної ємності, до якої горизонтально і жорстко під'єднаний трубопровід і патрубок з корковим краном, а другими кінцями - до аналогічної циліндричної ємності, до якої теж аналогічно приєднаний трубопровід з патрубком і корковим краном, а з нижньої сторони до цих же циліндричних ємностей приєднана горизонтально труба спіральної форми, під якою паралельно установлена аналогічно труба такої ж форми, яка забезпечена з обох кінців трубопроводами з патрубками, забезпеченими корковими кранами, а в основі проходить трубопровід з патрубком, обладнаний корковим краном. 3 UA 77007 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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