Система солнечного теплоснабжения

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к системам солнечного теплоснабжения, размещенным на строительных конструкциях зданий и сооружений, и предназначенным для обогрева и (или) горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, сельских усадебных домов, офисов, общественных зданий, теплиц и других объектов. Система солнечного теплоснабжения состоит из опорной конструкции, на которой размещены солнечные коллекторы, соединенные входными и выходными патрубками с баком-аккумулятором, при этом в качестве опорной конструкции использованы дугообразные трубы, пристроенные к арочной теплице и выполненные с конструкцией теплицы заодно, изготовленные с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего диаметра и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе и с тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, причем верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения каждого солнечного коллектора, при этом в баке-аккумуляторе установлен теплообменник, который соединен с солнечными коллекторами, а к баку-аккумулятору подсоединен приемник тепловой энергии. Технический результат - простота конструкции для установки солнечных коллекторов системы солнечного теплоснабжения. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к системам солнечного теплоснабжения, размещенным на строительных конструкциях зданий и сооружений, и предназначенным для обогрева и (или) горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, сельских усадебных домов, офисов, общественных зданий, теплиц и других объектов.

Известна солнечная водонагревательная установка, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечные коллекторы и опорную конструкцию, выполненную из нескольких дугообразных труб и закрепленную на стене дома [1]. Солнечная водонагревательная установка состоит из отдельных солнечных коллекторов, по сути выполняющих роль навеса (козырька) над балконом дома.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что солнечные коллекторы установлены под одним углом на несущей конструкции, что снижает теплопроизводительность солнечной водонагревательной установки на 20% и более, по сравнению с установкой солнечного коллектора каждый раз на новый угол относительно горизонта, хотя бы один раз в месяц.

Технический результат - простота конструкции для установки солнечных коллекторов системы солнечного теплоснабжения, позволяющая легко регулировать угол наклона солнечных коллекторов относительно положения солнца над горизонтом в течение года, а также расширение функциональных возможностей путем использования полученной от солнца тепловой энергии как для удовлетворения нужд теплицы (обогрев и (или) горячее водоснабжение с целью подогрева воды для полива растений в теплице) или индивидуального жилого дома (обогрев и (или) горячее водоснабжение), также и для одновременного удовлетворения указанных и прочих нужд (например, подогрев воды в бассейне).

Технический результат достигается тем, что система солнечного теплоснабжения состоит из опорной конструкции, на которой размещены солнечные коллекторы, соединенные входными и выходными патрубками с баком-аккумулятором, при этом опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, а в качестве опорной конструкции использованы дугообразные трубы, пристроенные к арочной теплице и выполненные с конструкцией теплицы заодно, и изготовлены с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего диаметра и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе и с тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, причем верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения каждого солнечного коллектора, при этом в баке-аккумуляторе установлен теплообменник, который соединен с солнечными коллекторами, а к баку-аккумулятору подсоединен приемник тепловой энергии.

На фиг. 1 приведен общий вид теплицы.

На фиг. 2 показан солнечный коллектор, смонтированный на опорной конструкции.

На фиг. 3 показан вакуумированный солнечный коллектор с горизонтальным расположением труб.

На фиг. 4 приведена система солнечного теплоснабжения.

Система солнечного теплоснабжения состоит из опорной конструкции 1, на которой размещены солнечные коллекторы 2, соединенные входными 3 и выходными 4 патрубками с баком-аккумулятором 5. Опорная конструкция 1 выполнена из нескольких дугообразных труб 6. В качестве опорной конструкции 1 использованы дугообразные трубы 6, пристроенные к арочной теплице 7 и выполненные с конструкцией теплицы 7 заодно. Дугообразные трубы 6 изготовлены с отверстиями 8 одного диаметра, выполненными с равным шагом. Коаксиально на каждую дугообразную трубу 6 установлена с небольшим зазором дугообразная труба 9 большего диаметра и меньшей длины, с отверстиями 8 того же диаметра, что и на внутренней трубе и с тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы 9 относительно внутренней 6 и фиксацией ее положения путем жесткого соединения труб 9 и 6 через совпавшие отверстия 8. Верхние и нижние концы наружных труб 9 соединены горизонтально между собой стержнями 10, образуя раму 11 для размещения каждого солнечного коллектора 2. В баке-аккумуляторе 5 установлен теплообменник 12, который соединен с солнечными коллекторами 1, а к баку-аккумулятору 5 подсоединен приемник тепловой энергии (не показан).

Приемник тепловой энергии может быть выполнен в виде системы теплоснабжения индивидуального жилого дома (обогрев и горячее водоснабжение) и (или) теплицы (обогрев и горячее водоснабжение для подогрева поливной воды) (не показана).

Обогрев теплицы 1 может быть выполнен в виде устройства подпочвенного обогрева теплицы (не показано).

Жесткое соединение труб 6 и 9 через совпавшие отверстия 8 выполнено болтовым соединением 13.

В качестве стержней 10 для соединения верхних и нижних концов наружных труб использованы уголки.

Длина наружной дугообразной трубы 9 при перемещении относительно внутренней трубы 6 меньшего диаметра обеспечивает угол наклона солнечного коллектора 2 относительно горизонта от 10 до 85°.

В качестве солнечного коллектора использован вакуумированный солнечный коллектор 14 с горизонтальным расположением труб.

Система солнечного теплоснабжения работает следующим образом.

В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечных коллекторов 2 относительно горизонта.Раскрутив болтовое соединение 13, перемещают раму 11 по дугообразным трубам 6, относительно горизонта, добившись требуемого угла установки солнечного коллектора 2 относительно горизонта, ищут ближайшего совпадения отверстий 8 во внутренней трубе 6 и наружной трубе 9, вставляют болт и закручивают гайку болтового соединения 13. Так крепят раму 11 болтовыми соединениями 13 несколько раз к дугообразным трубам 6 с каждой стороны.

Солнечная энергия, нагревая теплоноситель (вода, антифриз) в солнечных коллекторах 2, преобразуется в тепловую энергию, которая аккумулируется в баке-аккумуляторе 5. Из бака 5 горячая вода подается приемнику тепловой энергии.

За счет использования в системе солнечного теплоснабжения качестве приемника тепловой энергии устройств теплоснабжения индивидуального жилого дома (обогрев и горячее водоснабжение) и (или) теплицы (обогрев и горячее водоснабжение для подогрева поливной воды) (не показаны) можно сглаживать графики производства и потребления тепловой энергии.

Устройства обогрева жилого дома в виде низкотемпературного греющего пола (не показано) и теплицы 1 в виде подпочвенного обогрева (не показано) позволяют обходиться без доводчика, например, в весенний период, когда идет запуск теплицы (март - май): дом потребляет минимальное количество тепловой энергии, а теплопроизводительность солнечных коллекторов 2 растет, следовательно, тепловая энергия может быть легко использована не только для обогрева дома, но и для нагрева массива грунта в теплице 1, при этом устройство подпочвенного обогрева теплицы может выступать в качестве потребителя-регулятора тепловой энергии (часть тепловой энергии, которая домом не потребляется, идет на нагрев грунта). В летнее время в качестве потребителя-регулятора тепловой энергии может быть использован, например, бассейн, подключенный к системе (не показан).

Жесткое соединение труб 6 и 9 через совпавшие отверстия 8 выполнено болтовым соединением 13.

В качестве стержней 10 для соединения верхних и нижних концов наружных труб использованы уголки.

Длина наружной дугообразной трубы 9 при перемещении относительно внутренней трубы 6 меньшего диаметра обеспечивает угол наклона солнечного коллектора 2 относительно горизонта от 10 до 85°.

В качестве солнечного коллектора использован вакуумированный солнечный коллектор 14 с горизонтальным расположением труб.

В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка тепловой энергии (на 20% и более), по сравнению с установкой солнечных коллекторов 2 постоянно под одним углом, а также расширяются функциональные возможности системы путем использования полученной от солнца тепловой энергии как для удовлетворения нужд теплицы (обогрев и (или) горячее водоснабжение с целью подогрева воды для полива растений в теплице) или индивидуального жилого дома (обогрев и (или) горячее водоснабжение), так и для одновременного удовлетворения указанных и прочих нужд (например, подогрев воды в бассейне).

Предлагаемая система солнечного теплоснабжения может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже арочных теплиц, стальных труб и уголков, придавая опорной конструкции солнечных коллекторов оригинальный эстетический вид и обеспечивая при этом потребителей горячей водой с максимальной выработкой тепловой энергии.

Система солнечного теплоснабжения, исходя из потребности в тепловой энергии, может быть выполнена с использованием одного или нескольких плоских солнечных коллекторов фирмы ViessmannVitosol 200-F, ViessmannVitosol 100-F (Германия) или вакуумных солнечных коллекторов Shouting&OEM (Китай).

1. Система солнечного теплоснабжения, состоящая из опорной конструкции, на которой размещены солнечные коллекторы, соединенные входными и выходными патрубками с баком-аккумулятором, при этом опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, отличающаяся тем, что в качестве опорной конструкции использованы дугообразные трубы, пристроенные к арочной теплице, выполненные с конструкцией теплицы заодно и изготовленные с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего диаметра и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе и с тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, причем верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения каждого солнечного коллектора, при этом в баке-аккумуляторе установлен теплообменник, который соединен с солнечными коллекторами, а к баку-аккумулятору подсоединен приемник тепловой энергии.

2. Система солнечного теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что приемник тепловой энергии выполнен в виде системы теплоснабжения индивидуального жилого дома (обогрев и горячее водоснабжение) и (или) теплицы (обогрев и горячее водоснабжение для подогрева поливной воды).

3. Система солнечного теплоснабжения по п. 2, отличающаяся тем, что обогрев теплицы выполнен в виде устройства подпочвенного обогрева теплицы.

4. Система солнечного теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.

5. Система солнечного теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве стержней для соединения верхних и нижних концов наружных труб использованы уголки.

6. Система солнечного теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что длина дугообразной трубы большего диаметра при перемещении относительно внутренней трубы меньшего диаметра обеспечивает угол наклона солнечного коллектора относительно горизонта от 10 до 85°.

7. Система солнечного теплоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве солнечного коллектора использован вакуумированный солнечный коллектор с горизонтальным расположением труб.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гелиотехники к устройствам, предназначенным для приема и концентрации солнечного излучения. .

Изобретение относится к солнечным установкам с функциями подогрева и выработки электроэнергии, включающим в себя, по меньшей мере, солнечный концентратор, приспособленный к приведению в действие механизмов, способных ориентировать себя к солнцу в течение дня таким образом, чтобы получать максимальное количество солнечной энергии для нагревания и аккумулирования жидкостей для различных применений и для выработки электрической энергии с высокими энергетическими КПД.

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для приготовления пищи. .

Изобретение относится к области воздухоплавания. .

Изобретение относится к средствам преобразования солнечной энергии в электрическую и может быть использовано для автономного электроснабжения объектов различного назначения.

Изобретение относится к солнечным батареям (СБ), предназначенным для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью полупроводниковых фотопреобразователей.

Изобретение относится к области использования солнечной энергии и превращения ее в электрическую. .

Изобретение относится к гелиотехники и может быть использовано в устройствах, концентрирующих солнечное излучение. .

Изобретение относится к технике использования солнечной энергии и может найти применение в солнечных энергетических установках с концентраторами солнечного излучения для параллельной работы с источниками тепла для бытовых и технологических целей, а также для самостоятельной работы.

Изобретение относится к тепло- и гелиотехнике, а именно к ресурсосберегающим и энергосберегающим устройствам, основанным на солнечной энергии и обеспечивающим микроклимат в различных сооружениях, использующих водоемы, находящиеся вблизи них.

Изобретение относится к устройствам альтернативного энергоснабжения с использованием комбинированных средств получения тепла, холода и электричества при помощи ветровой и солнечной энергии, которые предназначены преимущественно для автономного кондиционирования и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий.

В одном варианте выполнения изобретения предложен способ подачи электроэнергии при помощи источника возобновляемой энергии, включающий: обеспечение первого источника возобновляемой энергии, причем первый источник возобновляемой энергии является непостоянным или не обеспечивает достаточного количества энергии; подачу энергии от первого источника возобновляемой энергии на электролизер с целью формирования энергоносителя посредством электролиза; избирательное реверсирование электролизера, позволяющее использовать его в качестве топливного элемента; и подачу энергоносителя на электролизер для выработки энергии, причем первый источник возобновляемой энергии, электролизер или энергоноситель получает дополнительное тепло от первого источника тепла; и первый источник тепла выбран из группы, состоящей из геотермального и солнечного источника тепла.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения.

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения содержит южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным воздухопроводом, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, второй из которых снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, при этом в тепловом аккумуляторе размещена вихревая труба, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к «холодному» каналу вихревой трубы, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменник - с помещением, а также южный воздухопровод снабжен суживающимся соплом, которое установлено вне помещения и содержит завихритель, состоящий из четырех пластин, причем у входного отверстия суживающегося сопла на внутренней поверхности выполнена круговая канавка, соединенная с устройством удаления загрязнений.

Группа изобретений относится к области энергетики и может быть использована для выработки электроэнергии, горячей воды и пара. Способ получения тепловой и электрической энергии включает фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии в электрическую и может применяться в качестве автономного источника электрической энергии, используя для нагрева, например, солнечную тепловую энергию или любой другой источник тепла.

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения и качественного воздухообмена в зданиях содержит южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным воздухопроводом, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, при этом система снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, а теплообменный воздухопровод снабжен всасывающим фильтром, который установлен в помещении и выполнен в виде узла очистки внутреннего воздуха, состоит из диффузора с винтообразными продольно размещенными канавками, входящими в круговую канавку, соединенную со сборником загрязнений, в котором размещено осушивающее устройство в виде емкости с адсорбирующим веществом.

Изобретение относится к способу производства электроэнергии из биотоплива и солнечной энергии. Заявляется система производства электроэнергии из солнечной энергии с использованием котла на биотопливе (6) в качестве дополнительного источника теплоты, которая включает концентрирующий солнечный коллектор, котел на биотопливе (6), турбогенератор, при этом в концентрирующем солнечном коллекторе в качестве рабочего тела используется вода и применяются трубки солнечного коллектора (13) среднего давления, скомбинированные в последовательно-параллельную матрицу, выход концентрирующего солнечного коллектора соединен с основанием барабана (6а) котла на биотопливе (6) через второй клапан управления (22), а выход пара из барабана котла на биотопливе (6а) соединен с цилиндром (3) турбогенератора (1).

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, первый из которых сообщен с северным, а второй снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, при этом система снабжена размещенной в тепловом аккумуляторе вихревой трубой, входом сообщенной с подпольным воздухопроводом, «холодным» каналом - с помещением, а «горячим» - через тепловой аккумулятор с грунтовым воздухопроводом, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к «холодному» каналу вихревой трубы, а за местом их подсоединения установлен фильтр, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменный - с помещением, отличающаяся тем, что грунтовой воздухопровод выполнен из композиционного материала, который включает металлическое основание, теплоизоляционный и теплоаккумулирующий тонковолокнистый базальт и гидроизоляцию, причем тонковолокнистый базальт продольно расположен в растянутом положении по длине грунтового воздухопровода и закреплен в виде слоя между металлическим основанием и гидроизоляцией.

Изобретение относится к тепло- и гелиотехнике, а именно к ресурсосберегающим и энергосберегающим устройствам, основанным на солнечной энергии и обеспечивающим микроклимат в различных сооружениях, использующих водоемы, находящиеся вблизи них.

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к системам солнечного теплоснабжения, размещенным на строительных конструкциях зданий и сооружений, и предназначенным для обогрева и горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, сельских усадебных домов, офисов, общественных зданий, теплиц и других объектов. Система солнечного теплоснабжения состоит из опорной конструкции, на которой размещены солнечные коллекторы, соединенные входными и выходными патрубками с баком-аккумулятором, при этом в качестве опорной конструкции использованы дугообразные трубы, пристроенные к арочной теплице и выполненные с конструкцией теплицы заодно, изготовленные с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего диаметра и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе и с тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, причем верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения каждого солнечного коллектора, при этом в баке-аккумуляторе установлен теплообменник, который соединен с солнечными коллекторами, а к баку-аккумулятору подсоединен приемник тепловой энергии. Технический результат - простота конструкции для установки солнечных коллекторов системы солнечного теплоснабжения. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх