Водонагревательная установка
Изобретение относится к области водонагревательных установок, использующих солнечное тепло, и может применяться в теплый период времени для получения подогретой воды в условиях отсутствия других источников энергии кроме солнца. Изобретение заключается в том, что в водонагревательной установке, включающей емкость, внутри которой на поплавках установлен поглотитель солнечной энергии, выполненный в виде воронки со сливной трубкой, направленной в сторону днища емкости, кран, соединенный шлангом со сливной трубкой, сливная трубка выполнена выступающей внутрь воронки, стенка образующей воронки выполнена полой, при этом полость стенки в верхней своей части, ниже уровня погружения, сообщается с пространством, расположенным за внешней стенкой, а у сливной трубки сообщается с пространством за ее внутренней стенкой. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение температуры и скорости нагревания воды солнечной энергией. 1 ил.
Изобретение относится к области водонагревательных установок, использующих солнечное тепло, и может применяться в теплый период времени для получения подогретой воды в условиях отсутствия других источников энергии кроме солнца.
Известно устройство для подогрева воды солнечной энергией, содержащее емкость со сливным краном, поглотитель солнечной энергии. (Первый шаг из тени. Техника и наука №1, 1981, с.7). Недостатком данного устройства является большая сложность, материалоемкость и, кроме того, для получения прогретой воды в нем требуется значительное время.
Наиболее близким по своей технической сущности является водонагревательная установка, включающая емкость, внутри которой на поплавках установлен поглотитель солнечной энергии, выполненный в виде воронки, направленной сливной трубкой к днищу емкости, сливной кран, соединенный шлангом со сливной трубкой (Зайчиков И.Ю., Зайчикова И.Н., Кусляйкин Н.А. Солнечный нагреватель воды. Информ. Листок Мордовского ЦНТИ №47-004-02), 2002 г.
Недостатком данного технического решения является то, что вода, заменяющая теплую нагретую воду, слитую через кран, имеет низкую температуру и, попадая в воронку, опускается в ее нижнюю часть, не успев нагреться, откуда происходит ее забор. Кроме того, через стенку образующей воронки происходит интенсивный конвективный теплообмен, так как материал, из которого она изготовлена, требует хорошей теплоотдачи. Это обуславливает потери накопленного тепла.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение температуры и скорости нагревания воды солнечной энергией за счет изоляции поглотителя солнечной энергии от слоев воды, находящихся ниже уровня его загружения.
Технический результат достигается тем, что в водонагревательной установке, включающей емкость, внутри которой на поплавках установлен поглотитель солнечной энергии, выполненный в виде воронки со сливной трубкой, направленной в сторону днища емкости, кран, соединенный шлангом со сливной трубкой, сливная трубка выполнена выступающей внутрь воронки, стенка образующей воронки выполнена полой, при этом полость стенки в верхней своей части, ниже уровня погружения, сообщается с пространством, расположенным за внешней стенкой, а у сливной трубки сообщается с пространством за ее внутренней стенкой.
На чертеже дана схема водонагревательной установки
Водонагревательная установка состоит из емкости 1, в которой на поплавках 2 установлен поглотитель солнечной энергии 3, выполненный в виде воронки 4 со сливной трубкой 5, верхний край которой выступает внутрь воронки 4, а нижний направлен в сторону днища 6 емкости 1 и соединен посредством шланга 7 с краном 8. Стенка 9 образующей воронки 4 выполнена полой и образует полость 10, которая в верхней части, ниже уровня погружения поглотителя солнечной энергии 3 сообщается, например, через отверстия 11 с пространством, расположенным за внешней стенкой 12, а в нижней части, у сливной трубки 5, сообщается отверстиями 13 с пространством за ее внутренней стенкой 14.
Водонагревательная установка работает следующим образом.
В теплый период года солнечная радиация нагревает поглотитель солнечной энергии 3, установленный в верхнем слое воды, находящейся в емкости 1, а тот, в свою очередь, отдает тепло ограниченному количеству воды и нагревает ее до температуры от 30 до 80°С (в зависимости от температуры внешнего воздуха и состояния облачности). Для исключения потери тепла воды, нагретой поглотителем солнечной энергии 3, в нижние слои воды емкости 1 полость 10 в образующей воронки заполняется тонким слоем воды, что препятствует быстрой теплоотдаче. По мере потребления воды при открытии крана 8 забор ее начинается из верхних ее слоев, где она имеет наивысшую температуру. Забор воды осуществляется через сливную трубку 5. По мере уменьшения уровня воды в воронке 4 поглотителя солнечной энергии 3 в нее происходит поступление воды с более низкой температурой из емкости 1. Эта вода поступает через отверстие 11 внешней стенки 12 и, проходя по полости 10, вследствие того, что имеет тонкий слой, повышает свою температуру за счет соприкосновения со внутренней стенкой 14 поглотителя солнечной энергии 3 и поступает через отверстие 13 в этой стенке 14 непосредственно на поглотитель солнечной энергии 3. Поступившая вода в связи с тем, что сливная трубка 5 выступает внутрь воронки 4, не сразу попадает в нее, а лишь по мере нагрева и перемещения в верхние слои. По мере уменьшения или колебания воды в емкости 1 соединение сливной трубки 5 шлангом 7 позволяет солнечному водонагревателю находиться в рабочем состоянии практически при любом количестве воды в емкости.
Водонагревательная установка, включающая емкость, внутри которой на поплавках установлен поглотитель солнечной энергии, выполненный в виде воронки со сливной трубкой, направленной в сторону днища емкости, кран, соединенный шлангом со сливной трубкой, отличающаяся тем, что сливная трубка выполнена выступающей вовнутрь воронки, стенка образующей воронки выполнена полой, при этом полость стенки, в верхней своей части, ниже уровня погружения, сообщается с пространством, расположенным за внешней стенкой, а у сливной трубки сообщается с пространством за ее внутренней стенкой.
