Солнечный тепловой коллектор

 

Изобретение позволяет повысить эффективность использования солнечной энергии. Криволинейное основание ,1, имеющее форму части шарового пояса , снабжено поглощающей поверхностью 2 и прозрачным покрытием 3, расположенными друг относительно друга с образованием канала, разделенного при помощи перегородок 4 на равные, замкнутые полости 5, заполненные, низкокипящим теплоносителем. Каждая полость 5 выполнена в виде теплового диода с односторонней проводимостью, имеющего зону испарения на поглощающей поверхности 2, а зону конденсации - со стороны основания I. Коллектор обеспечивает повьппение зффектив- .ности работы за счет использования прямой солнечной радиации в любое время дня иди года. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТЕКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (111

716 А1

yg 4 F 24 J 2 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4070811/24-06 . (22) 28.05.86 (46) 07.02.89. Бюл. II 5 (7l) Грузинский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Т.Я.Мегрелидзе,. Г.Л.Гугулашвили, В.В.Гвачлиани, К.А.Домианидзе, БД1.Чхаидзе и Б.Г.Капанадзе (53) 662.997(088.8) (56) Патент Японии М 87-36504, кл. F 24 J 3/02, опублик, 1982 ° (54) СОЛНЕЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ КОЛЛЕКТОР (57) Изобретение позволяет повысить эффективность использования солнечной энергии. Криволинейное основание ,1, имеющее форму части шарового пояса, снабжено поглощающей поверхностью 2 и прозрачным покрытием 3, расположенными друг относительно друга с образованием канала, разделенного при помощи перегородок 4 на равные. замкнутые полости 5, заполненные. низкокипящим теплоносителем. Каждая полость 5 выполнена в виде теплового диода с односторонней проводимостью, имеющего зону испарения на поглощающей поверхности 2, а зону конденсации - со стороны основания I. КоллекI тор обеспечивает повьппение эффективности работы за счет использования прямой солнечной радиации в любое время дня кпи года. 3 ил.

1456716

Изобретение относится к гелиотехнике, конкретно к конструкциям солнечных коллекторов плоского типа.

Цель изобретения — повышение эффективности использования солнечной

5 энергии.

На фиг, 1 представлен солнечный тепловой коллектор, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез R-Б на фиг. 1.

Солнечный тепловой коллектор содержит криволинейное основание 1 с обращенной к Солнцу выпуклой поверхностью, закрепленную на ней поглоща.ющую поверхность 2 и размещенное над последней прозрачное покрытие 3. Поглощающая поверхность 2 и основание

1 имеют форму части шарового пояса и расположены,цруг относительно друга с образованием канала, разделенного при помощи перегородок 4 на равные замкнутые полости 5, заполненные низкокипящим теплоносителем, и выполненные каждая в виде теплового диода с односторонней проводимостью, имеющего зону 6 испарения на поглощающей поверхности,, 2 зону 7 конденсации— со стороны основания 1. В зоне испарения установлен сильфон 8 со штоком

9, который имеет клапан 10, размещенный в отверстии 11. Зона 7 конденсации размещена в трубе 12, запол.ненной теплоносителем. Основание 1 снабжено изоляцией 13. В тепловом диоде установлена капиллярная структура 14. Центральные углы шарового пояса в горизонтальной и вертикальной плоскостях могут быть определены по формуле

cL .= <+180 где с4 — угол между точками восхода и захода Солнца в горизонтапьной плоскости; 45

oLо- угол между летним и зимним стояниями Солнца в вертикальной плоскости.

Солнечный коллектор работает следующим образом.

Солнечная радиация проходит через прозрачное покрытие 3 и поглощается поверхностью 2. Накопленное тепло нагревает жидкость внутри сильфона 8, которая при этом расширяется и клапан 10 открывает отверстие 11 в тепловом диоде. Одновременно накопленное на поглощающей поверхности 2 тепло нагревает и теплоноситель теплового диода. Теплоноситель испаряется в зоне 6 и образованный при этом пар проходит через открытое отверстие

11 и перемещается в зону 7 конденсации теплового диода, размещенную в трубе 12. Здесь пар теплоносителя передает тепло теплопереносящей жидкости, циркулируемой в трубе 12, и конденсируется. Конденсат теплоносителя капиллярной структурой 14 тепловсго диода вновь возвращается к зоне 6 испарения и, соприкасаясь с частью поглощающей поверхности 2, испаряется. Теплопереносящая жидкость, циркулирующая в трубе 1 2, по степенно нагревается и выводится из коллектора для использования. При перемещении солнца его радиация на определенной части поглошающей поверхности 2 уменьшается и появляется возможность переноса теплоты в обратном направленииот теплопереносящей жидкости, циркулирующей в трубе 12 к более холодной поглощающей поверхности 2. Охлаждение части поглощающей поверхности 2 вызывает соответственно охлаждение жидкости в сильфоне 8. Последний сжимается и перемещает шток 9 с клапаном

10. Последний закрывает отверстие 11.

Закрытое отверстие 11 не дает возможности перехода пара теплоносителя в зону 6 поглощающей поверхности 2 дпя конденсации, и соответственно предотвращается возможность потерь теплоты.

Центральные углы шарового пояса подобраны так, чтобы в течение каждого дня года коллектор мог нормально рабогать. Если угол между точками восхода С и захода В солнца для данной местности составляете,, то углы охвата солнечными лучами выпуклой поглощающей поверхности 2 коллектора при восходе и заходе солнца составляют

oL =0 =arccos—

z 1 где R — - .. радиус внешней поверхности шарового пояса;

1 — расстояние этой поверхности до солнца, Учитывая, что Н(<1, можно получить о

e4 = oL =агг.cos 0=90

=of,+g +g=g+180

При этом в любое время дня солнечные лучи расположены перпендикулярУ

Корректор В.Гирняк

Заказ 7539/35 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 145671 но какой-либо части поглощающей поверхности 2 коллектора, Коллектор предусматривает регулирование температуры поглощающей по.5 верхности. Это осуществляется заменойй жидкости в сильфоне 8, Если в последнем жидкость расширяется при малых температурах, то отверстие 11 открывается при малых температурах поглощающей поверхности 2 и начало и окончание действия коллектора соответственно происходят при малых температурах и наоборот, 15

Таким образом, по сравнению с известными плоскими коллекторами предлагаемый коллектор солнечной энергии обеспечивает повышение эффективности работы за счет достижения ис- 20 пользования прямой радиации солнечных лучей в любое время дня или года.

A-A

Составитель М. Валов

Редактор И. Горная . Техред Л.Олийнык

6 4

Формула из о бр етения

Солнечный тепловой коллектор, содержащий криволинейное основание с обращенной к солнцу выпуклой поверх. ностью, закрепленную на ней поглощающую поверхность и размещенное над последней прозрачное покрытие, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности использования солнечной энергии, поглощающая поверхность и основание имеют форму части шарового пояса и расположены относительно друг друга с образованием канала, разделенного при пбмощи перегородок на равные замкнутые полости, заполненные низкокипящим теплоносителем и выполненные каждая в виде теплового диода с односторонней проводимостью, имеющего зону испарения на поглощающей поверхности, а зону конденсации— со стороны основания.