Геліосистема з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації

Реферат: Геліосистема з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації містить функціонально пов'язані трубчатий сонячний колектор з накопичувачем теплової енергії. Додатково введено пристрій керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації, який складається з функціонально пов'язаних напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів, валів з шестернями, ланцюгової стрічки та електричного приводу. При цьому напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі виконують функцію як перепони для попадання сонячних промінів на поверхню геліоколектора, для запобігання режиму стагнації так і концентратора енергії, в залежності від того, де вони розташовуються в певний момент часу (з переду геліоколектора, чи позаду його). UA 95101 U (54) ГЕЛІОСИСТЕМА З ПРИСТРОЄМ КЕРУВАННЯ ПОТУЖНОСТІ ГЕЛІОКОЛЕКТОРА ТА ЗАПОБІГАННЯ РЕЖИМУ СТАГНАЦІЇ UA 95101 U UA 95101 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить систем, що використовують енергію сонячної радіації і може знайти застосування в теплоенергетиці та комунальному господарстві. Відомий пристрій, сонячний колектор з системою контролю температури стагнації [1], 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 з каналу, коли температура на колекторі наближається до температури стагнації. Основним недоліком відомого пристрою [1] є складність конструкції та неможливість інтегрування пристрою в уже діючу геліосистему. Відомий пристрій, римські сонячні штори [2], що містить декілька ламелей, як окремих членів вертикальної системи сонячних колекторів. Кожна з ламелей є окремим елементом системи. Окремі члени сонячної системи можуть в залежності від інтенсивності сонячної радіації певним чином орієнтовані, що забезпечує регулювання отриманої сонячної енергії в залежності від потреб. Недолік відомого пристрою [2] є відсутність можливості інтегрування даної системи в вже діючу геліосистему. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі за технічною суттю (прототип) є сонячна система опалення [3], що містить вікна чи двері зі скла чи з принаймні частково прозорим склом, на яке потрапляє сонячна радіація, панель для перетворення світлової енергії в теплову та селективну панель, регульовані пластини якої розташовані в площині паралельній площині скла. Пластини панелі мають можливість обертання. Обертання панелі жалюзі надає можливість забезпечити необхідний ступінь інтенсивності сонячного випромінювання, який може бути перетворений в тепло. Основним недоліком відомого пристрою [3] є низька ефективність системи отримання теплової енергії в наслідок того, що жалюзі навіть в повністю відкритому положенні частково затіняють сонячному випромінюванню шлях до перетворювачів сонячної енергії в теплову. В основу корисної моделі поставлена задача створення конструкції геліосистеми, що дозволить підвищити її ефективність шляхом збільшення робочої площі геліоколектора за рахунок використання концентраторів сонячної енергії та зменшення втрат за рахунок запобігання режиму стагнації на 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 геліосистему додатково введено пристрій керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації, який підтримує в контурі геліоколектора температуру теплоносія оптимальною. Геліосистема з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації містить функціонально пов'язані трубчатий сонячний колектор з накопичувачем теплової енергії та пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації, який складається з функціонально пов'язаних напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів валів з шестернями, ланцюгової стрічки та електричного приводу. При цьому напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі виконують функцію як перепони для попадання сонячних промінів на поверхню геліоколектора, для запобігання режиму стагнації так і концентратора енергії, в залежності від того, де вони розташовуються в певний момент часу (з переду геліоколектора, чи позаду його). 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 цього завдяки тому, що відповідно до запропонованої корисної моделі геліосистема містить окремий пристрій запобігання режиму стагнації, який конструктивно кріпиться на вже існуючу конструкцію геліоколектора вирішується поставлена задача, щодо максимальної технологічності виготовлення геліосистеми з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації та зручності при проведенні монтажних робіт. Також в наслідок того, що напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі пристрою запобігання режиму стагнації можуть виконувати функцію концентратора сонячного випромінювання підвищується коефіцієнт корисної дії геліосистеми. Суть корисної моделі пояснюють креслення. 1 UA 95101 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (Фіг. 1-7), на яких схематично зображено геліосистему з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації. Запропонована, згідно з корисною моделлю, геліосистема з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації складається з геліоколектора 2 з акумулятором тепла 13, та пристрою запобігання режиму стагнації який складається з функціонально пов'язаних електричного двигуна 6, ланцюгової стрічки 4, валів з шестернями 3, приводу 5, напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів 1 (Фіг. 1-2). Геліосистема з ролетним пристроєм запобігання режиму стагнації працює таким чином: 1. Режим "Стагнація" призначений для забезпечення захисту від перегріву в літній період та режимів роботи системи з мінімальним відбором отриманого тепла. Режим "Стагнація" передбачає два режиму: "Стагнація Min" та "Стагнація -Мах". Режим "Стагнація Min" призначений для забезпечення захисту від перегріву шляхом часткового затемнення сонячного колектора. Режим "Стагнація Мах" призначений для забезпечення захисту від перегріву шляхом повного затемнення сонячного колектора. Перетворена геліоколектором 3 сонячна енергія в теплову нагріває теплоносій в акумуляторі тепла 13. В разі коли температура теплоносія досягає критичної відмітки, близької до температури стагнації теплоносія, контролер з терморегулятором 12 включає живлення електричного двигуна 6, який приводить до руху ланцюгову стрічку 4, яка, рухаючись по шестерням валів 3, обертає їх, в наслідок чого привід 5, жорстко закріплений до вала та напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів 1, обертає напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі вздовж поверхні труби геліоколектора 3, завдаючи перепону потраплянню сонячних променів на робочу поверхню геліоколектора, таким чином зменшуючи потужність геліосистеми. Контролер з терморегулятором 12, відключає живлення електродвигуна 6, коли напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі 1, закривають геліоколектор на 50 % (режим "Стагнація Min") (Фіг. 4, Фіг. 6). Як що через запрограмований час температура в акумуляторі тепла 13, буде наближатися до температури стагнації, контролер з терморегулятором 12 включає живлення електричного двигуна 6, який приводить до руху ланцюгову стрічку 4, яка, рухаючись по шестерням валів 3, обертає їх, в наслідок чого привід 5, жорстко закріплений до вала та напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів 1, обертає напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі вздовж поверхні труби геліоколектора 3, яка по мірі руху повністю перекриває потрапляння сонячного випромінювання на сонячний колектор (режим "Стагнація Мах") (Фіг. 5, Фіг. 7). 2. Режим "Робота" призначений для забезпечення максимального перетворення сонячного випромінювання, що потрапляє на геліоколектор, в теплову енергію завдяки повністю відкритого його фасаду і зменшення втрат сонячної енергії за рахунок концентрації на трубках сонячного колектора поверхнею напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів пристрою запобігання стагнації, яка в даному режимі знаходиться з тильної сторони трубчатого колектора (Фіг. 2, Фіг. 3). В разі коли температура теплоносія в акумуляторі тепла 13 спадає до значення менше критичної, а напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі знаходяться попереду сонячного колектора, контролер з терморегулятором 12 включає живлення електричного двигуна 6, який приводить до руху ланцюгову стрічку 4, яка, рухаючись по шестерням валів3, обертає їх, в наслідок чого привід 5, жорстко закріплений до вала та напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів 1, обертає напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі вздовж поверхні труби геліоколектора, яка по мірі руху надає доступ сонячному випромінюванню до геліоколектора. Контролер з теморегулятором 12 відключає живлення електродвигуна 6, коли напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі 1 повністю відкриють колектор (режим "Робота") (Фіг. 2, Фіг. 3). Застосування пристрою запобігання режиму стагнації дає можливість забезпечити безперебійний режим нагрівання теплоносія, збільшити коефіцієнт корисної дії геліоустановки. Таким чином, поставлена задача корисної моделі вирішується. Джерела інформації: 1. Патент WO2004070289(A1), F24J 2/20; F24J 2/40; F24J 2/46 2. Патент US2010307554(A1), E06B 9/24; H01L 31/042 3. Патент US4649901 (A), F24J 2/04; F24J 2/40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Геліосистема з пристроєм керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації, що містить функціонально пов'язані трубчатий сонячний колектор з накопичувачем 2 UA 95101 U 5 теплової енергії, яка відрізняється, що до геліосистеми додатково введено пристрій керування потужності геліоколектора та запобігання режиму стагнації, який складається з функціонально пов'язаних напівкруглих лінійних світловідзеркалювачів, валів з шестернями, ланцюгової стрічки та електричного приводу, при цьому напівкруглі лінійні світловідзеркалювачі виконують функцію як перепони для попадання сонячних промінів на поверхню геліоколектора, для запобігання режиму стагнації, так і концентратора енергії, в залежності від того, де вони розташовуються в певний момент часу (з переду геліоколектора, чи позаду його). 3 UA 95101 U 4 UA 95101 U 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 5