Солнечный коллектор

(51) 24 2/24 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ поглощающие элементы в виде лент, ширина которых соответствует ширине каналов, верхние и нижние концы лент закреплены внутри коллекторных труб, а корпус снабжен П-образными верхним и нижним штапиками, прижимающими верхнюю и нижнюю кромки вдоль наружной поверхности прозрачной теплоизоляции к корпусу,одновременно охватывающими коллекторные трубы снаружи и кромки корпуса с задней стороны. Солнечный коллектор содержит корпус, в котором помещены поглощающая панель в виде плоской пластины с продольными каналами, с двух торцевых сторон присоединенная к коллекторным трубам через продольные щели в них с помощью клеевого или сварного соединения, над ней прозрачная теплоизоляция, теплоизоляция под и по бокам поглощающей панели и где конструктивные и крепежные элементы выполнены из теплостойкого и стойкого к ультрафиолетовому излучению материалов, 2 з.п ф-лы, 1 ил.(72) Омаров Рашит Абдыгаравович Байболов Асан Ерболатович Султангазиев Танирназар Кутжанович Парманбеков Умиркул(73) Товарищество с ограниченной ответственостью Казахский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства(57) Изобретение относится к гелиотехнике, к конструкциям солнечных коллекторов и может быть использовано в производственно-бытовой сфере для горячего водоснабжения и отопления. Технический результат,создаваемый изобретением, заключается в том, что продольные каналы поглощающей панели имеют квадратную форму, внутри которых уложены непрозрачные 21601 Изобретение относится к гелиотехнике, к конструкциям солнечных коллекторов и может быть использовано в промышленности, в сельском хозяйстве и коммунально-бытовой сфере для горячего водоснабжения и отопления. Известен солнечный коллектор, который состоит из корпуса, в котором размещается поглощающая панель листортубной конструкции, состоящая из параллельно расположенных непрозрачных труб,внутри которых находится нагреваемый теплоноситель и которые соединены с верхним и нижним коллекторными трубами,над ней светопрозрачная теплоизоляция, а по бокам и снизу теплоизоляция. В процессе работы солнечные лучи проникают через светопрозрачную теплоизоляцию,падают на поверхность поглощающей панели,поглощаются и нагревают ее, теплоноситель циркулирующий по внутренней полости поглощает это тепло и нагревается (Заявка РФ на изобретение 2003130667/06, 24 2/24, 2/34 2003 г). Недостатком данного устройства является низкий к.п.д., вследствие многоступенчатой теплопередачи от солнечной энергии к нагреваемому теплоносителю. На первой ступени солнечная энергия поглощается поверхностью поглощающей панели на второй ступени прогревается поглощающая поверхность на третьей ступени - тепло передается через стенку поглощающей панели во внутреннюю полость на четвертой ступени - тепло передается нагреваемому теплоносителю. В результате происходят повышенные потери поглощенной солнечной энергии от поверхности поглощающей панели в окружающую среду вследствие ее перегрева. Известен солнечный коллектор, в котором поглощающая панель изготовлена в виде стеклянной оболочки, внутри которой находится нагреваемый теплоноситель, подводимый и отводимый от поглощающей панели через присоединенные трубы. В данном устройстве к.п.д. выше, чем у первого аналога,так как солнечные лучи проникают через прозрачную оболочку и нагревают теплоноситель непосредственно(Заявка РФ на изобретение 2003128547/06, 24 2/24, 2003 г). Недостатком данного устройства является низкая надежность из-за отсутствия внутренних перегородок,механически стягивающих противоположные стенки поглощающей панели, находящиеся под внутренним давлением теплоносителя и хрупкость стеклянной оболочки поглощающей панели. Наиболее близким по технической сущности является солнечный коллектор, содержащий корпус,поглощающую панель, размещенную внутри корпуса и состоящую из панели в виде плоской полой пластины с продольными внутренними каналами для теплоносителя, верхнюю и нижнюю коллекторные трубы,герметично состыкованные с противоположными торцами панели через продольные щели в трубах и клеевое или сварное соединение так,чтобы каналы панели выходили внутрь труб,прозрачную теплоизоляцию, уложенную на верхнюю поверхность корпуса над поглощающей панелью и прижатую к корпусу штапиками, теплоизоляцию между корпусом и поглощающей панелью,2 расположенную по бокам и под поглощающей панелью и где конструктивные и крепежные элементы выполнены из теплостойкого и стойкого к ультрафиолетовому излучению материалов (Патент РФ на полезную модель 2003128547/06, 24 2/24,2003 г). Недостатком данного устройства является то, что часть солнечных лучей проникает насквозь, через поглощающую панель и теплоноситель, не отдав полностью свою энергию, а также отсутствует обоснование размеров сечения продольных внутренних каналов поглощающей панели, что снижает эксплуатационные характеристики солнечного коллектора. Задачей изобретения является повышение энергетической и эксплуатационной эффективности солнечного коллектора за счет повышения степени улавливания потока солнечной энергии и повышения предела устойчивости каналов поглощающей панели против внутреннего гидравлического давления. Основной технический результат, создаваемый изобретением, заключается в повышении степени улавливания потока солнечной энергии путем устранения сквозного проникновения солнечных лучей через поглощающую панель и теплоноситель и в повышении предела устойчивости каналов поглощающей панели против внутреннего гидравлического давления путем обоснования формы сечения. Основной технический результат достигается тем,что продольные внутренние каналы поглощающей панели имеют в сечении квадратную форму, внутри каналов уложены непрозрачные плоские поглощающие элементы в виде ленты, ширина лент соответствует ширине каналов, верхние и нижние концы лент закреплены внутри коллекторных труб. Дополнительный технический результат достигается тем, что солнечный коллектор снабжен Побразными верхним и нижним штапиками,прижимающими верхние и нижние кромки прозрачной теплоизоляции вдоль наружной поверхности к корпусу, одновременно охватывающие коллекторные трубы снаружи и кромки корпуса с задней стороны. Такое конструктивное выполнение солнечного коллектора позволяет существенно повысить его энергетическую эффективность, так как непрозрачные поглощающие элементы в виде ленты, уложенные внутри каналов,параллельно поверхности поглощающей панели и соответственно перпендикулярно солнечным лучам поглощают их и непосредственно нагревают теплоноситель,омывающий их, и препятствуют сквозному прохождению части солнечных лучей через поглощающую панель. Повышение эксплуатационной эффективности солнечного коллектора достигается изготовлением продольных каналов квадратной формы, так как под действием распирающего избыточного внутреннего давления каналы квадратной формы стремятся принять цилиндрическую форму, а оснащение корпуса П-образными штапиками одновременно защищает клеевое соединение между 21601 поглощающей панелью и коллекторными трубами от ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков. На фиг. изображен солнечный коллектор, общий вид, в разрезе. Солнечный коллектор включает корпус 1,поглощающую панель 2, размещенную внутри корпуса и состоящую из панели в виде плоской полой пластины с продольными внутренними каналами 3 для теплоносителя верхние 4 и нижние 5 коллекторные трубы герметично состыкованные с противоположными торцами панели через продольные щели в трубах и клеевое или сварное соединение так,чтобы каналы панели выходили внутрь труб. Продольные каналы 3 поглощающей панели имеют квадратную форму, внутрь которых уложены непрозрачные поглощающие элементы 6, имеющие форму лент и их плоскости параллельны плоскости панели. Между поглощающей панелью и корпусом 1,по бокам и под поглощающей панелью, уложена теплоизоляция 7. Поглощающая панель 2 и другие конструктивные элементы коллектора, находящиеся внутри корпуса 1, закрыты сверху прозрачной теплоизоляцией 8, кромки которой по периметру прижаты к корпусу штапиками 9. Причем, верхний и нижний штапики 10 имеют П-образную форму и охватывают коллекторные трубы снаружи,одновременно прижимая верхний и нижний кромки прозрачной теплоизоляции 8 к корпусу. Выше коллектора устанавливается бак 11 верхний патрубок которого трубопроводом 12 соединен с верхней коллекторной трубой 4, а нижний патрубок трубопроводом 13 с нижней коллекторной трубой 5 поглощающей панели 2. Устройство работает следующим образом. Солнечный коллектор устанавливается на открытой площадке и ориентируется на юг так, чтобы солнечные лучи падали на световоспринимающую поверхность перпендикулярно. При этом, солнечные лучи проникают через прозрачную теплоизоляцию 8,прозрачную стенку поглощающей панели 2,поглощаются теплоносителем, находящимся в продольных каналах 3, а остальная часть поглощается непрозрачными поглощающими элементами 6,которые также передают тепло теплоносителю,омывающему их. В результате нагретый теплоноситель перемещается принудительно (или естественно) вверх по каналам 3 в верхнюю коллекторную трубу 4, далее по трубе 12 в бак 11. Одновременно из нижнего патрубка бака 11 холодный теплоноситель по трубе 13 попадает в нижнюю коллекторную трубу 5 поглощающей панели 2 и оттуда в ее каналы 5. В процессе работы температура теплоносителя в каналах поглощающей панели и воздуха в полости между корпусом и поглощающей панелью нагревается, и становится выше температуры окружающей среды, что приводит к теплопотерям части поглощенной солнечной энергии в окружающую среду. Материал корпуса 1, теплоизоляция 7,прозрачная теплоизоляция 8, штапики 9, 10 препятствуют теплопотерям. Циркуляция теплоносителя в контуре солнечного коллектора продолжается до тех пор, пока его температура в верхней и нижней зонах поглощающей панели не выравняются. В процессе функционирования все конструктивные элементы солнечного коллектора подвергаются тепловому воздействию, воздействию ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков. При этом, клеевое соединение между коллекторными трубами и поглощающей панелью защищается от облучения и других воздействий П-образными штапиками 10. Таким образом, предлагаемое конструктивное решение солнечного коллектора решает задачу повышения энергетической эффективности и к. п. д.,за счет дополнительного поглощения потока солнечной энергии и повышения эксплуатационных характеристик путем повышения устойчивости поглощающей панели к избыточному внутреннему давлению. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Солнечный коллектор, содержащий корпус,поглощающую панель, размещенную внутри корпуса и состоящую из панели в виде плоской полой пластины с продольными внутренними каналами для теплоносителя, верхнюю и нижнюю коллекторные трубы, герметично состыкованные с противоположными торцами панели через продольные щели в трубах и клеевое или сварное соединение так, чтобы каналы панели выходили внутрь труб,прозрачную теплоизоляцию,уложенную на верхнюю поверхность корпуса над поглощающей панелью и прижатую к корпусу штапиками, теплоизоляцию между корпусом и поглощающей панелью, расположенную по бокам и под поглощающей панелью и где конструктивные и крепежные элементы выполнены из теплостойкого и стойкого к ультрафиолетовому излучению материалов, отличающийся тем, что продольные внутренние каналы поглощающей панели имеют в сечении квадратную форму, внутри каналов уложены непрозрачные плоские поглощающие элементы в виде ленты, ширина лент соответствует ширине каналов, верхние и нижние концы лент закреплены внутри коллекторных труб. 2. Солнечный коллектор по п. 1,отличающийся тем, что снабжен П-образными верхним и нижним штапиками, прижимающими верхнюю и нижнюю кромки прозрачной теплоизоляции вдоль наружной поверхности к корпусу,одновременно охватывающими коллекторные трубы снаружи и кромки корпуса с задней стороны.