Солнечный коллектор
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева жидкого теплоносителя, а также в электрическую энергию. Предлагаемый солнечный коллектор содержит два боковых крепежных элемента, прозрачное ограждение выпуклой формы из однослойного или многослойного гибкого материала, заднюю стенку, абсорбер, расположенный между прозрачным ограждением и задней стенкой, тепловую изоляцию, размещенную между абсорбером и задней стенкой, и две торцевые крышки. Боковые крепежные элементы выполнены с наклонным направляющим пазом. Прозрачное ограждение закреплено по боковым сторонам в пазах боковых крепежных элементов. Задняя стенка выполнена стягивающей боковые крепежные элементы и удерживающей согнутое прозрачное ограждение от распрямления. Изобретение должно обеспечить упрощение и снижение стоимости изготовления солнечного коллектора. 4 з.п. ф-лы 6 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева жидкого теплоносителя.
Известен солнечный коллектор, содержащий два боковых крепежных элемента, прозрачное ограждение выпуклой формы, заднюю стенку, абсорбер, расположенный между прозрачным ограждением и задней стенкой, тепловую изоляцию, размещенную между абсорбером и задней стенкой, и две торцевые крышки (см. US 5431149 А, МПК F24J 2/24, 1995). Прозрачное ограждение известного коллектора выполнено из блоков предварительно согнутого при помощи термических средств стекла или пластика, прикрепленных к боковым крепежным элементам посредством шурупов.
Придание прозрачному ограждению известного коллектора выпуклой формы за счет использования термических средств повышает сложность и стоимость его изготовления, поскольку требуется дорогостоящее оборудование и расходуется электроэнергия. Кроме того, повышаются требования к точности изготовления выпуклой формы прозрачного ограждения.
Задачей настоящего изобретения является разработка оптимальной конструкции коллектора применительно к конкретным видам абсорберов, которые используются или могут быть использованы в солнечных коллекторах.
Техническим результатом от использования настоящего изобретения является упрощение и снижение стоимости изготовления солнечного коллектора.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что в солнечном коллекторе, содержащем два боковых крепежных элемента, прозрачное ограждение выпуклой формы из однослойного или многослойного гибкого материала, заднюю стенку, абсорбер, расположенный между прозрачным ограждением и задней стенкой, тепловую изоляцию, размещенную между абсорбером и задней стенкой, и две торцевые крышки, согласно изобретению боковые крепежные элементы выполнены с наклонным направляющим пазом, прозрачное ограждение закреплено по боковым сторонам в пазах боковых крепежных элементов, задняя стенка выполнена стягивающей боковые крепежные элементы и удерживающей согнутое прозрачное ограждение от распрямления.
Поставленная задача решается и технический результат достигается также тем, что абсорбер может быть выполнен выпуклой формы и обращен выпуклой стороной к прозрачному ограждению.
Поставленная задача решается и технический результат достигается также тем, что абсорбер может быть выполнен плоским.
Поставленная задача решается и технический результат достигается также тем, что абсорбер может быть выполнен с селективным покрытием на лицевой стороне, обращенной к прозрачному ограждению, и трубками для протока теплоносителя с тыльной стороны, обращенной к задней стенке.
Поставленная задача решается и технический результат достигается также тем, что нижняя стенка направляющего паза боковых крепежных элементов может быть оперта на ребро жесткости.
На фиг.1 представлен поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора с выпуклым абсорбером.
На фиг.2 - поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора с плоским абсорбером.
На фиг.3 - вариант бокового крепежного элемента с ребром жесткости, составляющим единое целое с боковым крепежным элементом.
На фиг.4 - вариант бокового крепежного элемента с вставным ребром жесткости.
На фиг.5 - вариант бокового крепежного элемента без ребра жесткости.
На фиг.6 - общий вид предлагаемого солнечного коллектора.
Предлагаемый солнечный коллектор (фиг.1, 2) содержит два боковых крепежных элемента 1, прозрачное ограждение 2 выпуклой формы из однослойного или многослойного гибкого материала, например из ячеистого поликарбоната с поперечным расположением каналов, заднюю стенку 3, абсорбер 4, расположенный между прозрачным ограждением 2 и задней стенкой 3 и выполненный из металла с высоким коэффициентом теплопроводности, тепловую изоляцию 5, размещенную между абсорбером 4 и задней стенкой 3 и уменьшающую тепловые потери коллектора с тыльной стороны, и две торцевые крышки 6. Боковые крепежные элементы 1 выполнены с наклонным направляющим пазом 7 и изготовлены, например, экструзией из алюминиевого сплава. Прозрачное ограждение 2 закреплено по боковым сторонам в пазах 7 боковых крепежных элементов 1. Задняя стенка 3 выполнена стягивающей боковые крепежные элементы 1 и удерживающей согнутое прозрачное ограждение 2 от распрямления. При изготовлении коллектора плоское прозрачное ограждение 2 закрепляется по боковым сторонам в пазах 7 боковых крепежных элементов 1. Под действием нагрузки на внутреннюю поверхность прозрачное ограждение 2 по направлению пазов 7 выгибается и образует выпуклую форму, при которой выступающие плоские полки 8 боковых крепежных элементов 1 оказываются в одной плоскости, после чего к полкам 8 крепится задняя стенка 3 из тонкого, например, металлического листа. Нагрузка на внутреннюю поверхность прозрачного ограждения 2 снимается, а задняя стенка 3 удерживает согнутое прозрачное ограждение 2 от распрямления. Абсорбер 4 может быть выполнен выпуклой формы и обращен выпуклой стороной к прозрачному ограждению 2. В варианте абсорбер 4 может быть выполнен плоским. Кроме того, абсорбер 4 может быть выполнен с селективным покрытием с высоким коэффициентом поглощения солнечной энергии и низким коэффициентом излучения на лицевой стороне, обращенной к прозрачному ограждению 2, и трубками 9 для протока теплоносителя с тыльной стороны, обращенной к задней стенке 3. В случае использования коллектора в регионах с высокой внешней нагрузкой на прозрачное ограждение 2, например при большой снеговой нагрузке, может использоваться вариант бокового крепежного элемента 1 с направляющим пазом 7, нижняя стенка которого 10 опирается на ребро жесткости 11 (фиг.3), составляющее единое целое с боковым крепежным элементом, или на вставное ребро жесткости 11 (фиг.4). В случае использования коллектора в регионах, где снеговая нагрузка на прозрачное ограждение 2 не ожидается, боковой элемент 1 может использоваться без ребра жесткости (фиг.5). Таким образом, выпуклая форма прозрачного ограждения 2 уменьшает вероятность его прогиба внутрь коллектора под действием внешних нагрузок, в первую очередь снеговой нагрузки, а также обеспечивает возможность использования абсорберов 4 различной конфигурации, в том числе выпуклых абсорберов, собирающих больше солнечной энергии по сравнению с плоскими.
Описываемый коллектор работает следующим образом.
Солнечные лучи, проходя через прозрачное ограждение 2 (фиг.1, 2), попадают на поверхность абсорбера 4, имеющую селективное покрытие, и поглощаются ею, в результате чего поверхность абсорбера 4 нагревается. В коллектор поступает жидкий теплоноситель, который, проходя по трубкам 9, размещенным на тыльной стороне абсорбера 4, отводит тепло от поверхности абсорбера 4. Это тепло утилизируется одним из известных способов.
1. Солнечный коллектор, содержащий два боковых крепежных элемента, прозрачное ограждение выпуклой формы из однослойного или многослойного гибкого материала, заднюю стенку, абсорбер, расположенный между прозрачным ограждением и задней стенкой, тепловую изоляцию, размещенную между абсорбером и задней стенкой, и две торцевые крышки, отличающийся тем, что боковые крепежные элементы выполнены с наклонным направляющим пазом, прозрачное ограждение закреплено по боковым сторонам в пазах боковых крепежных элементов, задняя стенка выполнена стягивающей боковые крепежные элементы и удерживающей согнутое прозрачное ограждение от распрямления.
2. Солнечный коллектор по п.1, отличающийся тем, что абсорбер выполнен выпуклой формы и обращен выпуклой стороной к прозрачному ограждению.
3. Солнечный коллектор по п.1, отличающийся тем, что абсорбер выполнен плоским.
4. Солнечный коллектор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что абсорбер выполнен с селективным покрытием на лицевой стороне, обращенной к прозрачному ограждению, и трубками для протока теплоносителя с тыльной стороны, обращенной к задней стенке.
5. Солнечный коллектор по п.4, отличающийся тем, что нижняя стенка направляющего паза боковых крепежных элементов оперта на ребро жесткости.
