Гелиоветровой водонагреватель
Владельцы патента RU 2309339:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВНИИТиН) (RU)
Изобретение относится к гелиоветровой энергетике и может быть использовано для автономного горячего водоснабжения как бытовых, так и промышленных потребителей. Гелиоветровой водонагреватель содержит солнечный нагреватель воды, соединенный трубопроводом с теплообменником, установленным внизу бака-аккумулятора, ветрогенератор и саморегулируемый источник тепла с вытеснительной емкостью, при этом в саморегулируемом источнике тепла установлены электросетевая и ветровая электродные группы, подключенные соответственно к электрической сети и ветрогенератору, причем нижняя точка электросетевой электродной группы расположена выше верхней точки ветровой электродной группы. Изобретение должно обеспечить повышение надежности и эффективности нагрева воды. 2 ил.
Изобретение относится к гелиоветровой энергетике, а именно к энергетическим установкам эффективного нагрева воды и сохранения нагретой воды длительное время.
Известен гелиоветровой водонагреватель, содержащий ветродвигатель и теплогенератор с баком, имеющим подводящий и отводящий трубопроводы холодной и горячей воды (см. Патент РФ № 2189543, F24J 2/42, от 10.07.2000).
К недостаткам гелиоветрового водонагревателя относится низкая надежность из-за наличия сложной пусковой и терморегулирующей аппаратуры и сложной системы трубопроводов.
Наиболее близким является гелиоветровой водонагреватель, содержащий электрогенератор с ветровым колесом, фотоэлектрические преобразователи, кольцевой и прямоугольный водяные аккумуляторы (см. Патент № 2254523, F24J 2/42, от 17.12.2003).
К его недостаткам относится высокая стоимость из-за присутствия солнечных фотоэлектрических преобразователей, значительные затраты труда для обеспечения необходимого режима работы, низкая надежность из-за наличия сложной системы трубопроводной и запорной арматуры и раздельных емкостей с гидравлическими связями.
Целью изобретения является повышение надежности и эффективности нагрева воды.
Это достигается тем, что в гелиоветровом водонагревателе, содержащем солнечный нагреватель воды, соединенный трубопроводом с теплообменником, установленным внизу бака-аккумулятора, ветрогенератор и саморегулируемый источник тепла с вытеснительной емкостью, в саморегулируемом источнике тепла установлены электросетевая и ветровая электродные группы, подключенные соответственно к электрической сети и ветрогенератору, причем нижняя точка электросетевой электродной группы расположена выше верхней точки ветровой электродной группы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображен гелиоветровой водонагреватель, на фиг.2 - саморегулируемый источник тепла.
Гелиоветровой водонагреватель содержит теплообменник 1, подключенный к солнечному коллектору 2 (солнечному нагревателю воды) саморегулируемый источник тепла 3, бак-аккумулятор 4, вводной 5 и выводной 6 патрубки, циркуляционный насос 7 и ветрогенератор 8. Саморегулируемый источник тепла состоит из следующих функциональных узлов: теплообменной камеры 9, электросетевой 10 и ветровой 11 электродных групп с проходными изоляторами 12 и вытеснительной емкости 13 (расширительной емкости).
Гелиоветровой нагреватель работает по следующей схеме: при достаточной солнечной активности и значительном ветровом потоке в процессе нагрева технологической воды участвует как солнечный коллектор 2, так и саморегулируемый источник тепла 3. Передача тепла от солнечного коллектора 2 к технологической воде осуществляется посредством непрерывной циркуляции теплоносителя по трубопроводам к теплообменнику 1 и обратно. Нагрев технологической воды от саморегулируемого источника 3 осуществляется следующим образом: рабочая жидкость, нагреваясь ветровой 11 и электросетевой 10 электродными группами, частично отдает тепло технологической воде через теплообменную камеру 9. По мере нагрева последней снижается перепад температур, рабочая жидкость начинает испаряться, образуется избыточное давление в теплообменной камере 9, вытесняя рабочую жидкость в вытеснительную емкость 13 и оголяя электроды. Электросетевая электродная группа 10 расположена выше ветровой 11 (фиг.2), поэтому она оголяется в первую очередь, тем самым переводя нагреватель в экономичный режим (экономии сетевой электроэнергии). При достаточной солнечной активности возрастает общая мощность нагрева технологической воды, сокращается время перевода нагревателя в режим экономии сетевой электроэнергии. При снижении ветровой активности падает и мощность нагрева от ветровой электродной группы, пар начинает конденсироваться, снижается избыточное давление и рабочая жидкость из расширительной емкости поступает в теплообменную камеру, частично покрывая электросетевую электродную группу, тем самым восстанавливая мощность нагрева.
Таким образом, саморегулирование в гелиоветровом водонагревателе обеспечивает автоматическую смену режимов работы нагревателя без дорогостоящих шкафов управления, снижая капитальные издержки и обеспечивая экономию сетевой электроэнергии. Предлагаемый гелиоветровой водонагреватель отличается простотой, надежностью в эксплуатации и высокой эффективностью нагрева воды.
Гелиоветровой водонагреватель, содержащий солнечный нагреватель воды, соединенный трубопроводом с теплообменником, установленным внизу бака-аккумулятора, ветрогенератор и саморегулируемый источник тепла с вытеснительной емкостью, отличающийся тем, что в саморегулируемом источнике тепла установлены электросетевая и ветровая электродные группы, подключенные соответственно к электрической сети и ветрогенератору, причем нижняя точка электросетевой электродной группы расположена выше верхней точки ветровой электродной группы.
