Всесезонный электрогелиоводонагреватель



Всесезонный электрогелиоводонагреватель
Всесезонный электрогелиоводонагреватель
Всесезонный электрогелиоводонагреватель

 


Владельцы патента RU 2471129:

Государственное научное учреждение Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к устройствам нагрева воды при помощи солнца и может быть использовано как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов. Всесезонный электрогелиоводонагреватель содержит солнечный коллектор, насос, два электрических водонагревателя, расположенные друг над другом и укомплектованные электронными устройствами; в корпусе солнечного коллектора установлен стеклопакет со специальным слоем напыленного серебра, а на поглощающей пластине закреплены емкости с фазопереходным веществом, при этом солнечный коллектор выполнен в виде накладного либо встроенного фальшокна. Изобретение позволит уменьшить потребление электрической энергии обеспечить горячее водоснабжение в межсезонье и зимний период. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам нагрева воды при помощи солнца и может быть использовано как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов.

Известна установка солнечного горячего водоснабжения / авт.св. №1770687 СССР, МКИ F24J 2/42. Установка солнечного горячего водоснабжения / М.Я.Поз, Д.Я.Коган, Р.Н.Магер, P.M.Гареев, А.Н.Гудкова. - №4874536/06, заявл.: 02.07.90, опубл.: 23.10.1992 // БИМП. - 1992. - №39/, которая включает гелиоводонагреватель, соединенный с баком-аккумулятором и питательной емкостью трубопроводами соответственно холодной и горячей воды. В емкости установлен регулятор уровня, выполненный с возможностью поддержания максимального уровня воды в ней, не превышающий точки подсоединения трубопровода горячей воды к баку-аккумулятору.

Недостатками этой установки являются расположение солнечного коллектора под углом к горизонту, что не позволяет принимать солнечному коллектору периферийные потоки; низкая эффективность и надежность, а также сложность в эксплуатации.

Известна система солнечного горячего водоснабжения / авт.св.№1638486 СССР, МКИ F24J 2/42. Система солнечного горячего водоснабжения / А.Т.Беленов, В.Ю.Ларин, И.И.Ткаченко. - №4620886/06, заявл.: 16.12.1988, опубл.: 30.03.1991 // БИМП. - 1991. - №12 /, состоящая из солнечного коллектора, бака-аккумулятора, связанных при помощи прямого и обратного трубопроводов. На последнем размещены циркуляционный насос и фотоэлектрическая батарея, подключенная к устройству управления, связанному с насосом и датчиками, установленными на выходе из солнечного коллектора и в нижней части бака-аккумулятора. Система дополнительно содержит подпитачный насос, подключенный к обратному трубопроводу и связанный с датчиком уровня воды в баке-аккумуляторе, обратный клапан и теплоаккумулирующие элементы с фазовым переходом размещены в нижней и верхней частях бака-аккумулятора.

К недостаткам такой системы относятся расположение фазопереходного вещества в области более низких температур системы, что не позволяет догреву большего количества воды, чем объем бака-аккумулятора; сложность конструкции, связанная с наличием циркуляционного насоса, фотоэлектрической батареи и подпитывающего насоса.

Известен солнечный нагреватель /авт.св. №1733870 СССР, МКИ F24J 2/04. Солнечный нагреватель/А.И.Еламов. - №4823269/06, заявл.: 07.05.1990, опубл.: 15.05.1992 // БИМП. - 1992. - №18 /, содержащий корпус с прозрачным ограждением и установленным в нем, с зазором относительно ограждений, нагревательным элементом в виде замкнутого объема, с поглощающей поверхностью и последовательно сообщенным с наружным и внутренними клапанами для теплоносителя, первый из которых подключен к входному, а второй - к выходному патрубку на линии теплоносителя, причем на последнем установлен вакуумирующий эжектор, камера смещения которого сообщена с полостью корпуса. В объеме нагревательного элемента размещено теплоаккумулирующее вещество с фазовым переходом, причем наружные каналы контактируют с последним тыльной стенкой, а внутренние размещены в его массе и выведены под прозрачное ограждение.

Недостатками известного нагревателя являются сложность конструкции, а также неполное восприятие теплового потока из-за наклона солнечного коллектора.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является гелиосистема/авт.св. №1812399 СССР, МКИ F24J 2/42. Гелиосистема/А.П.Цепелев, О.Л.Брандуков, В.В.Желдак. - №4758238, заявл.: 13.11.1989, опубл.: 30.04.1993 // БИМП. - 1993. - №16/, включающая солнечный коллектор, насос, бак-аккумулятор, ветроэнергетическую установку.

Недостатками данной гелиосистемы являются сложность конструкции; невозможность полностью поглощать тепловой поток тепловоспринимающей поверхностью из-за расположения солнечного коллектора под наклоном, неспособность работать в межсезонье и зимний период.

Задачей изобретения является улучшение параметров и режимов работы гелиоводонагревателя, снижение энергозатрат на процесс нагрева воды, повышение надежности его работы.

Поставленная задача решается тем, что во всесезонном электрогелиоводонагревателе бак-аккумулятор представлен в виде двух электрических водонагревателей, расположенных друг над другом и укомплектованных электронными устройствами; в корпусе солнечного коллектора установлен стеклопакет со специальным слоем напыленного серебра, а на поглощающей пластине закреплены емкости с фазопереходным веществом, при этом солнечный коллектор выполнен в виде накладного либо встроенного фальшокна.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:

- на фиг.1 показана общая схема подключений всесезонного электрогелиоводонагревателя;

- на фиг.2 показан вид А на фиг.1;

- на фиг.3 показан вид В-В на фиг.2.

Всесезонный электрогелиоводонагреватель (фиг.1) включает электрические водонагреватели 1, 2, электронные устройства 3, 4, входные штуцера 6, 8 электрических водонагревателей, выходные штуцера 5, 7 электрических водонагревателей, узлы 9, 15, состоящие из обратных клапанов и защитных клапанов от высокого давления, трубопровод подачи холодной воды 10, трубопровод подачи горячей воды 11, водопроводные краны 12, 14, 16, термоклапан 13, насос 17, солнечный коллектор 18.

Солнечный коллектор (фиг.2, фиг.3) состоит из змеевика 19, поглощающей пластины 20, емкостей с фазопереходным веществом 21 (парафин, глауберова соль), стеклопакета 25 со слоем напыленного серебра 23, корпуса 22, теплоизоляции 24.

Всесезонный электрогелиоводонагреватель работает следующим образом.

Вода из водопровода при открытом водопроводном кране разбора горячей воды 12 через узел 9, состоящий из обратного клапана и защитного клапана от высокого давления, поступает на тройник и входной штуцер 6 электрического водонагревателя 1 и заполняет емкость электрического водонагревателя. ТЭНы электрического водонагревателя 1 погружаются в воду. Уровень воды достигает входного отверстия выходного штуцера 5 разбора горячей воды и поступает к тройнику, ведущему к узлу 15, также состоящему из обратного клапана и защитного клапана от высокого давления и входному штуцеру 8 электрического водонагревателя 2. Уровень воды в электрическом водонагревателе 2 повышается. ТЭНы электрического водонагревателя 2 погружаются в воду. При достижении уровня воды входного отверстия выходного штуцера 7 электрического водонагревателя 2 вода поступает к водопроводному крану разбора горячей воды 12 установки. После того, как из водопроводного крана 12 показалась вода, открывают водопроводный кран 16, расположенный перед узлом 15 для «стравливания» воздуха. При появлении воды из водопроводного крана 16 его закрывают и закрывают водопроводный кран 12 разбора. Включают насос 17, выставляют температуру догрева воды ТЭНами и при необходимости их включают. Вода подается по трубопроводу в змеевик 19, солнечные лучи проходят сквозь стеклопакет 25 со слоем напыленного серебра 23, нагревают змеевик 19 и поглощающую пластину 20, часть лучей, отраженных от поглощающей пластины 20, остаются внутри коллектора, так как стеклопакет 25 со слоем напыленного серебра 23 не позволяет им выйти наружу. Емкости с фазопереходным веществом 21 накапливают значительное количество тепловой энергии при переходе фазопреходного вещества из твердого состояния в жидкое (в период плавления) и отдают накопленную теплоту при затвердевании. Тем самым при циркулирование воды через змеевик 19 солнечного коллектора 18 во всем всесезонном электрогелиоводонагревателе происходит ее нагрев и накопление в емкостях электрических водонагревателей 1, 2. При такой схеме подключений всесезонного гелиоводонагревателя ТЭНы защищены от «сухой» работы. При превышении температуры воды в электрическом водонагревателе 2 выше 75°С, открывается термоклапан 13 или открывают вручную водопроводный кран 14 (в зависимости от комплектации установки) и излишек гелиоэнергии используется на нагрев воды в электрическом водонагревателе 1. Независимо от погодных условий и времени года можно использовать также функции серийно выпускаемых электрических водонагревателей, такие как догрев воды до требуемой температуры, функцию антизамерзания.

Преимуществом всесезонного электрогелиоводонагревателя является то, что объем подогреваемой воды разделен на две части (два каскада). При этом даже в пасмурные дни температура воды в электрическом водонагревателе 2 достигает 50°С, что исключает необходимость электрического догрева воды в отличие от известных одноемкостных гелиоводонагревателей. Электронные устройства, комплектующие электрические водонагреватели, обеспечивают включение ТЭНов только при необходимости для догрева воды и гарантированно обеспечивают графики горячего водоснабжения. Такое решение приводит к редкому влючению ТЭНов, что резко увеличивает срок службы котлов, а также увеличивает плановые сроки между обслуживанием электрических водонагревателей. Данное преимущество наряду с другими техническими решениями обеспечивает энергоэкономичность установки при увеличении срока службы установки. Установка стеклопакета со специальным слоем напыленного серебра в корпусе солнечного коллектора позволяет устранить замерзание воды в нем в зимнее время, отказаться от дорогостоящего анодированного покрытия, улучшить условия теплоотбора теплоотводящими медными трубками. Емкости с фазопереходным веществом, закрепленные на поглощающей пластине, позволяют обеспечить горячее водоснабжение в вечерний максимум водоразбора. Вертикальное расположение солнечного коллектора (в виде накладного, либо встроенного фальшокна) не приводит к существенному снижению его эффективности и позволяет решить ряд задач: использовать рассеянные и отраженные потоки излучения, использовать солнечный коллектор в зимнее время.

Применение предлагаемого устройства позволяет экономить до 80% электрической энергии по сравнению с бытовыми электроводонагревателями и на 75% обеспечить горячее водоснабжение в межсезонье и зимний период.

Всесезонный электрогелиоводонагреватель, включающий солнечный коллектор, насос, бак-аккумулятор, отличающийся тем, что бак-аккумулятор представлен в виде двух электрических водонагревателей, расположенных друг над другом и укомплектованных электронными устройствами; в корпусе солнечного коллектора установлен стеклопакет со специальным слоем напыленного серебра, а на поглощающей пластине закреплены емкости с фазопереходным веществом, при этом солнечный коллектор выполнен в виде накладного либо встроенного фальшокна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гелиоэнергетике, а именно к энергетическим установкам эффективного нагрева воды и сохранения нагретой воды длительное время. .

Изобретение относится к радиоэлектронике, электрохимии, в частности к солнечным и тепловым источникам электропитания, и может быть использовано для выработки постоянного электрического тока и питания им различных электрических устройств.

Изобретение относится к солнечным теплоэлектростанциям. .

Изобретение относится к области солнечных теплоэлектростанций. .

Изобретение относится к области солнечных теплоэлектростанций. .

Изобретение относится к области использования солнечной энергии, в частности к устройствам преобразования энергии светового излучения в тепло, и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд с помощью солнечного излучения.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к солнечным установкам для преобразования энергии солнца в тепловую энергию, и может быть использовано, например, при обогреве любых помещений, а также в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к области гелиоэнергетики. .

Изобретение относится к области гелиоэнергетики. .

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева теплоносителя.

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для горячего водоснабжения с использованием солнечной энергии с дублированием от источника электрической энергии (ветроэлектрической станции, электрического ввода и т.п.)

Изобретение относится к области использования солнечной энергии, в частности к устройствам преобразования энергии светового излучения в тепло, и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд с помощью солнечного излучения. Солнечный водонагреватель включает коллектор солнечного нагревателя, бак-аккумулятор с теплоизоляцией и патрубками подвода холодной и отвода горячей воды. В корпусе бака-аккумулятора размещены резервуар-теплообменник с теплообменными трубками и резервуары высокого давления, установленные в его торцах. Нижняя поверхность резервуара-теплообменника является теплоприемной поверхностью прямого нагрева. Бак-аккумулятор снабжен системой долива испаряющейся воды. Техническим результатом изобретения является исключение присутствия насосной станции с циркуляционными насосами для нормального функционирования солнечного водонагревателя, что приводит к повышению КПД. 1 ил.

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воды при помощи солнца в системах отопления и горячего водоснабжения, как для бытовых потребителей, так и для сельскохозяйственных объектов. Модульный солнечный коллектор для гелиоводоподогрева содержит стеклопакет, емкости с фазопереходным веществом, также он включает в себя жестко соединенные между собой радиаторно-конвекторные секции, покрытые селективным покрытием, рациональное размещение ребер и их плотное соприкосновение с основной трубой увеличивает теплообменную площадь. Корпус выполнен из теплоизоляционных материалов, на переднюю стенку, выполненную из стеклопакета, нанесена низкоэмиссионная пленка, либо напыление, пропускающее солнечное излучение и удерживающее его внутри модульного солнечного коллектора для гелиоводоподогрева, емкости с фазопереходным веществом сделаны из того же материала, что и радиаторно-конвекторные секции, и располагаются непосредственно между их ребрами, сами радиаторно-конвекторные секции выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а на их активную часть нанесено селективное покрытие. Солнечный коллектор позволит максимально эффективно использовать солнечную энергию, снизить стоимость, энергоемкость и материалоемкость конструкции, повышая при этом надежность и технологичность. 4 ил.

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в системах солнечного теплоснабжения. Гелиосистема содержит жидкостную емкость 1 с прозрачным ограждением 2, заполненную низкокипящим теплоносителем 3, и паровую емкость 4 с теплоизоляционной крышкой 5 и теплообменником 6. Обе емкости соединены трубой 7 и переливной трубкой 8 для движения пара и сконденсировавшейся жидкости. В жидкостной емкости имеется контейнер 10 с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом, выполненный как оребренный теплообменник с увеличенной поверхностью теплообмена из материала, имеющего высокую удельную теплопроводность. Теплообменник 6 с подающим 11 и обратным 12 трубопроводами соединен трехходовым вентилем 13 к теплообменникам 14 и баком-аккумулятором 15 и образует второй замкнутый контур с таким же теплоносителем. Контейнер с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом выполнен из материала, имеющего высокую удельную теплопроводность, например из композитных материалов с высокой теплопроводностью. Конструкция контейнера 10 такова, что поверхность соприкосновения теплоносителя увеличена, что приводит к повышению эффективности теплопередачи от теплоаккумулирующего материала к теплоносителю при отсутствии солнечного излучения и в обратном направлении при наличии солнечного излучения. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к конструкциям устройств, использующих для нагрева воды солнечную энергию. Солнечный водонагреватель содержит корпус бака аккумулятора с вводным и выводным патрубками, выполненный из термоаккумулирующего материала, светопроводящее покрытие, выполненное в виде внешней оболочки корпуса, с образованием между ней и корпусом замкнутой полости. Внизу лицевой части и вверху тыльной части оболочки выполнены, по меньшей мере, одно приточное и одно вытяжное отверстия. На корпусе, по восходящей от лицевой стороны к его тыльной части, размещены ряды направителей воздушного потока, выполненные в виде неполных колец, с разрывом их в тыльной части. В лицевой части корпуса оболочка и направители воздушного потока установлены относительно друг друга с зазором для доступа воздуха между ними в верхнюю часть корпуса. Изобретение должно повысить эффективность водонагревателя. 3 ил.
Наверх