Гелиосистема

 

Использование: в системах горячего водоснабжения . Сущность изобретения; система снабжена баком-аккумулятором статического давления, с клапаном поддержания максимального уровня, к которому подключен питательный трубопровод с установленным на нем питательным насосом с электродвигателем, причем бак-аккумулятор статического давления расположен в верхней части циркуляционных полуконтуров , а электродвигатели Циркуляционного и питательного насосов сообщены с солнечной батареей и ветроэнергетической уста-, новкой. 1 ил. ел

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 24 J 2/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ новкой. 1 ил.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4758238/06 (22) 13.11.89 (46) 30.04.93. Бюл. ¹ 16 (71) Киевский инженерно-строительный институт . (72) А.П,Цепелев, О.Л.Брандуков и В.ВЖелдак (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 914894, кл. F 24 J 2/42, 1980.

Байрамов P.Á. и др. Солнечная термодинамическая .установка для электроводоснабжения и водоподъема. Механизация и электрификация сельского хозяйства, М.:

1986, с. 12.

Байрамов P.Á. и др. Автономные производственные комплексы на базе новой техники и технологии с использованием нетрадиционных видов энергии теплоэнергетика, 1989, № 4, с. 8.

С.

Изобретение относится к области гелиотехники, а именно к гелиосистемам горячего водоснабжения.

Цель изобретения —, упрощение системы и снижение энергозатрат, На чертеже показана предлагаемая гелиосистема.

Гелиосистема включает: солнечный коллектор 1, трубопровод циркуляционного полуконтура 2, которий в нижней части снабжен дроссель-клапаном 3 и присоединен а баку-аккумулятору горячей воды 4 со сливным трубопроводом 5 и патрубками присоединения трубопроводов контура потребления теплоты 6; а в верхней части, через теплообменник трубопровода 8 с расположенным на последнем питательным насосом 9, присоединен к баку-аккумулятору статического давления 10, снабженному

„„SU ÄÄ 1812399 А1 (54) ГЕЛИОСИСТЕМА (57) Использование: в системах горячего водоснабжения, Сущность изобретения; система снабжена баком-аккумулятором статического давления, с клапаном поддержания максимального уровня, к которому подключен питательный трубопровод с установленным на нем питательным насосом с электродвигателем, причем бак-аккумулятор статического давления расположен в верхней части циркуляционных полуконтуров, а электродвигатели циркуляционного и питательного насосов сообщены с солнечной батареей и ветроэнергетической уста-. клапаном поддержания максимального уровня 11, циркуляционный полуконтур 12 с установленным на нем циркуляционным насосом 13.

Баки 4 и 10 снабжены автоматическими воздухоотводчиками 14, патрубками присоединения трубопроводов циркуляционных полуконтуров 15.

Солнечная батарея 16 и ветроэнергетическая установка 17 преобразуют солнечную энергию и энергию ветра в электрическую энергию, которая передается на электродвигатели 18.

Бак-аккумулятор статического давления

10 расположен в верхней части циркуляционного контура.

Вода из бака-аккумулятора статического давления 10 по трубопроводу циркуляци- онного полуконтура 2 поступает в

1812399

Суммарнйе потери

gh Н аал полк определяюгся: напора солнечный коллектор 1, где нагревается и поступает далее в бак горячей воды 4 откуда через патрубки осуществляется отбор горячей воды потребителями. Вследствие водоразбора, уровень воды в баке-аккумуляторе статического. давления 10 понижается клапан поддержания максимального уровня 11 открывается и происходит подпитывание бака 10, осуществляемое насосом 9 из водоема. Подпиточная вода до поступления в бак

10 проходит через теплообменник 7 и, отобрав тепло от воды, поступающей в гелиоколлектор 1, поступает в верхнюю зону бака

10.

Количество воды, проходящей по трубопроводу 8, зависит от электрического тока, поступающего на двигатель 18 подпиточного насоса 9 от солнечной. батареи 16 и (или) ветроэнергетической установки 17. Насос 9 будет работать неравномерно, подпитывая порциями питательной воды бак-аккумулятор статического давления 10, т.к. интенсивность солнечной энергии, поступающей на батарею 16 и (или) ветровой нагрузки, поступающей на ветроэнергетическую установку 17, зависит от случайных факторов (облачность, порывы ветра).

Насос 9 одновременно исполняет функции превращения случайных поступлений энергии от солнечной батареи 16 и ветроэнергетической установки 17 в постоянное статическое давление, аккумулируемое в баке 10.

Бак 10 создает статический напор, обеспечивая перетекание воды через теплообменник 7, солнечный коллектор 1; по трубопроводу 2 в бак 4.

Высота Н расположения бака 10 над серединой коллектора 1, а также наличие дроссель-клапана 3, создают заданные теп,. логидравлические показатели солнечного коллектора 1, а также такой напор Н, который достаточен для преодоления суммарных потерь напора в солнечном коллекторе

1, трубопроводе.полуконтура 2, теплообменника 7, дроссель-кдапане 3 и других ме. стных сопротивлениях (отводов, арматуры и др.)-/AH" >>0»<, с учетом напора, обеспечивающего истечение из трубопровода полуконтура 2 в бак горячей воды 4 — ЬНист.

Нуст, 4 Н полук + Нист

1) суммой потерь напора по длине трубопроводов полуконтура 2 и солнечного коллектора 1 ЛНтр

5 ЛНтр =Лд с—

I vÐ

Б гц

2) суммарными потерями напора в вышеуказанных местных сопротивлениях—

ЬН мест

ЛН..„=Х4, где il- безразмерный коэффициент сопротивления трению теплоносителя о стенки трубы

V - cKopocTb потока;

d — внутрЕнний диаметр трубы; р- плотность среды;

g — ускорение свободного падения; ! — длина трубопровода полуконтура с

СОЛНЕЧНЫМ KOJlllBKTOPOM; ,,ф- сумма коэффициента местных со-; противлений, вызывающих потери напора (арматура, внезапное сужение, внезапное

25 расширение, повороты, дроссель-клапан) зад сист ЬНтр + ЬН мест=

- (Л +,"Яф)

Тогда

«- уст (ЛД+Х4) 2 + 4Нист, где ЬНист- напор истечения воды из трубоп35 ровода полуконтура с солнечным коллектором

В случае, когда баки 4 и 10 полностью заполнены водой, что имеет место при минимальных потреблениях, интенсификация

40 нагрева воды производится при помощи циркуляционного насоса 10, установленного на циркуляционной линии соединяющей баки 4 и 10, Соединение бака с атмосферой осуществляется с помощью автоматическо46 ro воэдухоотводчика 14.

Эффективность использования солнечной энергии повышается в заявляемой системе в результате отказа от многократного преобразования энергии, снижения капи-, 50 тальных и эксплуатационных расходов в связи с отсутствием электрохимического аккумулятора с инвертором, т.к. функцию накопителя энергии выполняет бак-аккумулятор статического давления, пи55 таемый водой, подаваемой питательным насосом с электродвигателем, имеющем привод от солнечной батареи и ветроэнер- гетической установки, Стохастические поступления электроэнергии от последних, 1812399

Составитель И.Высоцкий

Техред М.Моргентал Корректор, М.Керецман .

Редактор

Заказ 1541 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 преобразовываются непосредственно в энергию гидростатического напора в бакеаккумуляторе статического давления.

Вышеперечисленные мероприятия. позволяют снизить эксплуатационные расходы, отказаться от многократного преобразования энергии, упростить эксплуатацию системы в целом, что позволяет повысить КПД всей системы в целом.

Фо рмула и во 6рете н ия

Гелиосистема, содержащая связанные в циркуляционный контур солнечный коллектор, насос, бак-аккумулятор, подсоединенный к потребителям теплоты и имеющий сливной трубопровод, и ветроэнергетическую установку, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы и снижения энергозатрат, гелиосистема дополнительно содержит солнечную батарею и бак-аккумулятор статического давления с подключенным к нему через клапан поддержания максимального уровня питательным трубопроводом с насосом, при этом солнечная батарея и ветроэнергетическая установ5 ка подключены к электродвигателям насосов, а бак-аккумулятор статического давления.установлен над солнечным коллектором на высоте, определяемой из следующего соотношения:

Н >, Нсист" + Ь Нист, где Н вЂ” высота установки бака над коллектором;

15 ЛН т - суммарные потери напора в полуконтуре;

ЛН т — напор, обеспечивающий истечение из трубопровода полуконтура.