Установка солнечного горячего водоснабжения

 

Сущность изобретения: установка солнечного горячего водоснабжения включает гелиоводонагреватель (1), соединенный с баком-аккумулятором БА (2) и питательной емкостью (3) трубопроводами (4) и (5) соответственно холодной и горячей воды. Для подачи холодной воды в емкость (3) и отвода горячей воды имеются патрубки. В емкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 24 J 2/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Точка яришедциеиим труйтро8одю а вией ЖЬ л аллу у и яЮу

8 (21) 4874536/06 (22) 02.07.90 (46) 23.10.92. Бюл. ЛЬ 39 (71) Московский научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования и Ташкентский зональный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования (72) М.Я.Поз, Д. Я.Коган, P.Н.Магер, Р.M.Ãàраев и А. Н, Гудкова (56) 1. Мак-BeAr Д. Применение солнечной энергии. — М.: Энергоиздат, 1981, с. 183.

2, Авторское свидетельство СССР

N 1160200, кл. F 24 J2/42,,1983.

3, Авторское свидетельство СССР

М 1456721, кл, F 24 J 2/42, 1987.

° . Ж«„1770687 А1 (54) УСТАНОВКА СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ (57) Сущность изобретения: установка солнечного горячего водоснабжения включает гелиоводонагреватель (1), соединенный с баком-аккумулятором БА (2) и питательной емкостью (3) трубопроводами (4) и (5) соответственно холодной и горячей воды. Для подачи холодной воды в емкость (3) и отвода горячей воды имеются патрубки. В емкости (3) установлен. регулятор (8) уровня, выполненный с возможностью поддержания максимального уровня воды в ней, не превышающей точки подсоединения трубопровода (5) горячей воды к БА (2). Исключение контакта и возможности смешивания холодной и нагретой воды повышает эффективность использования солнечной энергии. 1 ил, 1770687

10

25 средства

50

h=h +h ", 55

Изобретение относится к области гелиотехники, а именно к установкам солнечного горячего водоснабжения.

Известна гелиосистема горячего водоснабжения, включающая солнечный коллектор и бак-аккумулятор (1).

Эта система обладает низкой экономичностью и сложна в эксплуатации, Известна также галиосистема горячего водоснабжения,,включающая гелиоводонагреватель; питательнуЬ емкость и бак-аккумулятор (2).

Существенными недостатками этого решения являются низкая эффективность и надежность, а также сложность в эксплуатации, обусловленные сложностью системы в целом.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является установка солнечного горячего водоснабжения, содержащая гелиоводонагреватель, тр убопроводами холодной .и горячей воды подсоединенный к расположенным выше него соответственно питательной емко. сти с регулятором уровня и баку-аккумулятору (3).

Существенным недостатком этого известного решения является низкая эффективность использования солнечной энергии.

Целью изобретения является повышение эффективности использования солнечной энергии путем устранения отмеченных недостатков.

Указанная цель достигается тем, что в установке солнечного горячего водоснабжения, содержащей гелиоводонагреватель, трубопроводами холодной и горячей воды подсоединенный к расположенным выше него соответственно питательной емкости с регулятором уровня и баку-аккумулятору, регулятор уровня выполнен с возможностью поддержания максимального уровня воды в питательной емкости, не превышающего точки подсоединения трубопровода горячей воды к баку-аккумулятору, а минимальный уровень относительно максимального не превышает величины, определяемой из соотношения:

Q Чс Л 1макс где h = — — высота подъема во2лР ды в трубопроводе горячей воды, определяемая объемным расширением воды в гелиоводонагресэтеле; — высота подъема жидj ã кости, определяемая разностью удельных весов воды в трубопроводах холодной и горячей воды;

V — суммарная емкость гелиоводонагревателя и подсоединенного к нему трубопровода горячей воды: а — коэффициент объемного расширения воды при 1 С; .

tMBKc — максимально возможный перепад температур.в гелиоводонагревателе за сезон эксплуатации; и i — радиус трубопровода горячей воды на участке между точкой присоединения к баку-аккумулятору и минимально возможном уровнем воды в питательной емкости.

15 h> — величина, определяемая расстоянием от нижней точки трубопровода холодной воды до минимального уровня в питательной емкости, На чертеже изображена схема установки солнечного горячего водоснабжения, Установка солнечного горячего водоснабжения включает гелиоводонагреватель

1, соединенный с баком-аккумулятором 2 и питательной емкостью 3 трубопроводами 4 и 5 соответственно холодной и горячей воды, Для подачи холодной воды в питательную емкость 3 имеется патрубок 6, а для отвода горячей воды из бака аккумулятора 2 — патрубок 7. В питательной емкости 3 уста30 новлен регулятор уровня 8. например, поплавок, или какие-либо другие аналогичные

Регулятор уровня 8 выполнен с возможностью поддержания максимального уровня "а-а" воды в питательной емкости 3, не превышающей точки подсоединения трубопровода 5 горячей воды к баку-аккумулятору .2.

Максимально возможный уровень воды в питательной емкости 3 обозначен "а-а", а минимально возможный уровень в ней же—

"б-б". . Установка солнечного горячего водоснабжения работает следующим образом.

В первоначальный момент времени питательная емкость 3 может быть заполнена холодной водой до уровня "а-а" (бак-аккумулятор 2 пустой), В этом случае сразу после начала воздействия солнечной радиации и последующего минималььного нагрева воды в гелиоводонагревателе 1, она начнет поступать в бак-аккумулятор 2. Чтобы поднять температуру нагрева, необходимо с помощью патрубка 6 установить более низкий уровень воды в питательной емкости 3.

В этом случае поступление воды в бакаккумулятор 2 начнется при условии, когда вес столба жидкости в трубопроводе 4 превысит вес столба жидкости в трубопроводе

1770687

0,00045 0,5 25 2 25

2 314 002 — 0,09 м, h"—

955

Следовательно h=2,25+0,09=2,34 M.

Предварительные расчеты показывают также, что исключение в установке, выполненной согласно изобретению, контакта и

5. При этом чем ниже будет уровень воды в питательной емкости 3, тем выше будет температура нагрева в гелиоводонагревателе 1.

Максимальный нагрев возможен при минимальном уровне воды "б-б" в питательной емкости 3, который расположен ниже уровня "а-а" на величину h=h +h", < /г 4тмакс где h = — высота подъема воды

2ля1 в трубопроводе горячей воды, определяемая объемным расширением воды в гелиоводонагревателе;

h"—) r кости, определяемая разностью удельных весов воды в трубопроводах холодной и горячей воды;

Vr — суммарная емкость гелиоводонагревателя и подсоединенного к нему трубопровода горячей воды; и — коэффициент объемного расширения воды при 1 С;

6|макс максимально возможный перепад температур в гелиоводонагревателе за сезон эксплуатации;

R> — радиус трубопровода горячей воды на участке между точками присоединения к баку-аккумулятору и минимально возможным уровнем воды в питательной емкости;

hB — величина, определяемая растяжением от нижней точки трубопровода холодной воды до минимального уровня в питательной емкости.

В качестве конкретного примера рассмотрим установку солнечного горячего водоснабжения, имеющую следующие параметрЫ;

R) =- 0,02 м; ha=2M, tr — 50 С: 1x — 25 С:

Жмакс= 50-25=25 С; y„=1000 кг/м ;юг=955 кг/м: а= ",00045 и V< = 0,5 м, исходя из которых определяем: возможности смешивания холодной и нагретой воды повышает эффективность использования солнечной энергии на 5-10;,ь, Кроме того. изобретение позволяет пол5 учать горячую воду уже через 2-3 ч после начала действия солнечной радиации.

Формула изобретения установка солнечного горячего водоснабжения, содержащая гелиоводонагрева10 тель, трубопроводами холодной и горячей воды посоединенный к расположенными выше него соответственно, питательной емкости с регулятором уровня и баку-аккумулятору, о тл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью

15 повышения эффективности использования солнечной энергии, регулятор уровня выполнен с возможностью поддержания максимального уровня воды в питательной емкости, не превышающего точки подсое20 динения трубопровода горячей воды к бакуаккумулятору, а минимального уровня относительно максимального, не превышающего величины, определяемой из соэтношения

h=h +h " где h G Vr Лтмакс — высота подъема воды

2 7г Н1 в трубопроводе горячей воды, определяемая объемным расширением воды в гелионагревателе;

ha Ух — ""IÔ вЂ” высота подьема жидко) Г сти, определяемая разностью удельных весов воды в трубопроводах холодной ук и горячей г воды;

Vã — суммарная емкость гелиоводонаг40 ревателя и подсоединенного к нему трубопровода горячей воды; а — коэффициент объемного расширения воды при 1 С;

Лтмакс — максимально возможный перепад температур в гелиоводонагревателе за сезон эксплуатации;

R 1 — радиус трубопровода горячей воды на участке между точкой присоединения к баку-аккумулятору и минимально возмож50 . ным уровнем воды в питательной емкости;

hâ — величина, определяемая расстоянием от нижней точки трубопровода холодной воды до минимального уровня в питательной емкости, 55