Солнечная водонагревательная установка

Авторы патента:

F24J2/42 - системы, использующие энергию солнечной радиации, не отнесенные к другим рубрикам

Владельцы патента RU 2615619:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к конструкциям солнечных водонагревательных установок, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки (навесы) над крыльцом, балконом, террасой и т.д.). Солнечная водонагревательная установка состоит из солнечного коллектора и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещен солнечный коллектор, соединенный входным и выходным патрубками с баком-аккумулятором, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере, двух, верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, на трубы установлены рельсы из с-профиля, на каждую рельсу установлено по два колеса, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными стержнями, образующими раму для установки солнечного коллектора, к горизонтальным стержням прикреплена тяговая цепь, проходящая через блоки, установленные на стержнях опорной конструкции, регулирующая звездочка. Опорная конструкции для установки солнечного коллектора позволяет регулировать угол наклона солнечного коллектора относительно положения солнца над горизонтом в течение года. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известна солнечная водонагревательная установка, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечный коллектор и опорную конструкцию, закрепленную на стене дома. Солнечная водонагревательная установка состоит из отдельных солнечных коллекторов, по сути выполняющих роль навеса 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 солнечного коллектора солнечной водонагревательной установки, позволяющая легко регулировать угол наклона солнечного коллектора относительно положения солнца над горизонтом в течение года.

Технический результат достигается тем, что солнечная водонагревательная установка состоит из солнечного коллектора и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещен солнечный коллектор, соединенный входным и выходным патрубками с баком-аккумулятором, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере, двух, верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, на трубы установлены рельсы из с-профиля, на каждую рельсу установлено по два колеса, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными стержнями, образуя раму для установки солнечного коллектора, к горизонтальным стержням прикреплена тяговая цепь, проходящая через блоки, установленные на стержнях опорной конструкции, регулирующая движение солнечного коллектора звездочка, а под направляющими трубами установлена кровля из поликарбоната.

Стержень выполнен в виде уголка.

Цепь совместно со звездочкой выполнены с образованием замкнутой системы.

На фиг. 1 приведен общий вид солнечной водонагревательной установки.

Солнечная водонагревательная установка 1 состоит из солнечного коллектора 2 и опорной конструкции 3, закрепленной на стене здания 4, на которой размещен солнечный коллектор 2, соединенный входным 5 и выходным 6 патрубками с баком-аккумулятором (не показан). Опорная конструкция 3 выполнена из нескольких дугообразных труб 7, по крайней мере, двух. Верхние концы труб 7 соединены между собой горизонтально стержнем 8 и прикреплены к стене 4. Нижние концы труб 7 также соединены между собой горизонтально стержнем 8, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем 8. На трубы 7 установлены рельсы 9 из с-профиля. На каждую рельсу установлено по два колеса 10, соединенных между собой вертикальными 11 и горизонтальными 12 стержнями, образуя раму 13 для установки на нее солнечного коллектора 2. К горизонтальным стержням 12 прикреплена тяговая цепь 17, проходящая через блоки 14, установленные на стержнях опорной конструкции 3, и регулирующая движение солнечного коллектора звездочка 15. Под направляющими трубами 7 установлена кровля из поликарбоната 16.

Стержень 7 может быть выполнен в виде уголка.

Угол наклона солнечного коллектора 2 относительно горизонта регулируется тяговой цепью 17 и звездочкой 15, которые образуют замкнутую систему.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечного коллектора 2 относительно горизонта.

Вращая звездочку 15, приводят в движение тяговую цепь 13, при этом перемещают по рельсам 9 солнечный коллектор 2 относительно горизонта. Добившись требуемого угла установки солнечного коллектора 2 относительно горизонта, прекращают вращать звездочку 16.

В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка тепловой энергии (до 20%) по сравнению с установкой солнечного коллектора постоянно под одним углом.

Предлагаемая солнечная водонагревательная установка может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже навесов над балконом или крыльцом для усадебных индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на террасах садовых участков, придавая строительной конструкции оригинальный эстетический вид и обеспечивая при этом горячей водой.

Солнечная водонагревательная установка, исходя из потребности в тепловой энергии и площади навеса, например, над балконом или крыльцом, может быть выполнена с использованием плоских солнечных коллекторов или солнечных панелей с вакуумированными трубками фирмы Viessmann: плоские солнечные коллекторы Viessmann Vitosol 200-F, Viessmann Vitosol 100-F или вакуумные прямоточные трубчатые солнечные коллекторы Viessmann Vitosol 200-Т. Viessmann Vitosol 300-Т.

Источники информации

1. Руководство по проектированию систем теплоснабжения. К 10-летию ООО «Виссманн» в Украине. - Киев: ООО «Рекламное агентство «Злато-граф»», 2010. - 195 с. (стр. 53, рис. В1. 7-2). (Прототип).

(Электронная версия http://www.viessmann.ru)

1. Солнечная водонагревательная установка, состоящая из солнечного коллектора и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещен солнечный коллектор, соединенный входным и выходным патрубками с баком-аккумулятором, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере, двух, верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, отличающаяся тем, что на трубы установлены рельсы из с-профиля, на каждую рельсу установлено по два колеса, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными стержнями, образуя раму для установки солнечного коллектора, к горизонтальным стержням прикреплена тяговая цепь, проходящая через блоки, установленные на стержнях опорной конструкции, регулирующая движение солнечного коллектора звездочка, а под направляющими трубами установлена кровля из поликарбоната.

2. Солнечная водонагревательная установка по п. 1, отличающаяся тем, что стержень выполнен в виде уголка.

3. Солнечная водонагревательная установка по п. 1, отличающаяся тем, что цепь совместно со звездочкой выполнены с образованием замкнутой системы.

Изобретение направлено на повышение эффективности преобразования тепловой энергии Солнца и механической энергии движения воздуха в электрическую энергию и может использоваться в воздушных электростанциях, способствуя повышению их мощности и экономичности.

Система гелиотеплохладоснабжения // 2610406

Приемник солнечного излучения // 2605867

Изобретение раскрывает приемник солнечного излучения для преобразования солнечной энергии в тепловую и электрическую энергию. Приемник (2) солнечного излучения (1) для гелиотермальной параболической антенны имеет тепловой двигатель, расположенный в его фокусе, впускной и выпускной коллекторы (9), группу трубок (8), идущих от впускного коллектора к выпускному коллектору, по которым течет нагреваемая при приеме солнечного излучения (1) рабочая текучая среда.

Солнечная электрическая станция с оптоволоконной системой наведения // 2597729

Изобретение относится к энергетике, а именно к энергетике преобразования солнечного излучения в электричество с помощью тепловых машин, и может быть использовано, в частности, в солнечных электрических станциях башенного типа.

Коллектор солнечного излучения с турбиной или с турбокомпрессором // 2596709

Солнечный коллектор с турбиной или турбокомпрессором для приема солнечного излучения содержит коллектор (1) в форме конусообразной спирали, содержащий трубки круглого или квадратного сечения, причем радиус предыдущего витка трубок больше последующего, так что тень предыдущего витка не падает на последующий, и витки плотно прилегают друг к другу без зазоров между ними вплоть до последнего витка, соединенного с трубкой, питающей ведущую турбину (4); и содержит вход (6) для поступления сжатого воздуха из компрессора (16), содержит защиту указанного коллектора (1), покрывающую его поверхность и поверхность трубок (18) и различные инжекторы (30) для производства тепла посредством инжекции газов, содержит ведущую турбину (4), на которую поступает воздух, разогретый в коллекторе (1) энергией солнечного излучения или другими видами топлива, указанная турбина содержит теплообменник, отделяющий ведущую турбину (4) от компрессора (16), содержит промежуточную секцию, разделяющую компрессор (16) и ведущую турбину (4), с центральным проходом для размещения оси (9) в полости воздухонепроницаемой трубки, по которой лопастями (22) компрессора (16) направляется поток воздуха из окружающей среды наружной температуры по направлению к лопаткам ведущей турбины (4), охлаждая их, а центральными лопастями (21) ведущей турбины воздух выбрасывается наружу, где он смешивается с потоком воздуха, продвигающимся на выход (8).

Система солнечного теплоснабжения // 2594830

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в системах горячего водоснабжения. Система солнечного теплоснабжения содержит бак-аккумулятор 1 с высокотемпературной 2 и низкотемпературной 3 секциями, размещенными соответственно в верхней и нижней частях бака-аккумулятора и разделенными перегородкой 33 с односторонней проводимостью теплоносителя.

Теплофотоэлектрический модуль с параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения и способ его изготовления // 2591747

Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоцилиндров.

Солнечная энергетическая установка // 2586034

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.

Комбинированная концентраторная фотоэлектрическая установка // 2583317

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к комбинированным концентраторным солнечным энергетическим установкам с охлаждаемыми двухсторонними фотоэлектрическими солнечными модулями (ФСМ) для преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую.

Солнечно-конвективная электростанция // 2583210

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, а именно к ветроэнергетике. Солнечно-конвективная электростанция содержит один или несколько воздуховодов, один или несколько электрогенераторов, коллектор, в котором установлена либо не установлена система нагрева воздуха, установлена либо не установлена система тепловых насосов, одну или несколько турбин, систему тросов, систему шлангов и газовый комплекс.

Навигационный буй с комплексной энергоустановкой // 2617607

Изобретение относится к плавучим средствам навигационного оборудования, в частности к бую, предназначенному для ограждения фарватеров на судоходных акваториях. Предложен навигационный буй, содержащий обтекаемый герметичный корпус, разделенный на отсеки, светооптическую аппаратуру на светодиодах, расположенную в головной части корпуса, солнечную энергетическую установку, состоящую из светооптического устройства, автономный источник электропитания (аккумулятор) и подзарядное энергетическое устройство с механизмом подключения его к данному источнику, преобразующее тепловую энергию Солнца в электрическую и помещенное внутрь гелиоконцетратора, функции которого выполняет оптическое устройство на основе линзы Френеля, волновую энергетическую установку, установленную во внутренней полости корпуса, содержащую цилиндрическую емкость со статором линейного электрического генератора, по оси которой в направляющих перемещается шток, на котором установлен ротор с постоянными магнитами линейного электрического генератора, на конце штока установлен стабилизирующий балласт, выполненный полым в виде поплавка, обмотка статора соединена с входом зарядного устройства, выход которого соединен с аккумулятором, от которого питается светооптическая аппаратура, при этом введена еще одна солнечная энергетическая установка, выполненная в виде сферы, установленная по периметру светодиодного излучателя и соединенная с аккумулятором. Технический результат заключается в увеличении мощности энергетической установки навигационного буя, упрощении его конструкции. 1 ил.

Гелиоэнергетическая установка // 2622142

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к установкам с использованием солнечной энергии для нагрева теплоносителя в действующих и проектируемых системах теплоснабжения с естественной и принудительной циркуляцией жидкости в контуре солнечных коллекторов. Гелиоэнергетическая установка содержит солнечные коллекторы, соединенные трубопроводами с теплообменником-аккумулятором, в гидравлическом контуре солнечных коллекторов установлены электромагнитные клапаны для управления потоком теплоносителя путем изменения схемы соединения солнечных коллекторов между собой, блок управления, включающий реле, соединенные через фоторезисторы с источником питания, работающие при различных уровнях солнечного излучения, и дополнительный фоторезистор в цепи питания катушек электромагнитных клапанов для их отключения при отсутствии или малой мощности солнечного излучения. Техническим результатом является поддержание параметров теплоносителя путем автоматического изменения схемы соединения солнечных коллекторов при изменении мощности солнечного излучения, что позволяет повысить эффективность работы гелиоэнергетической установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система гелиотеплохладоснабжения // 2622449

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах.Система гелиотеплохладоснабжения содержит южный 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, 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, а на внешней поверхности вихревой трубы выполнены ребра с уменьшающимися расстояниями между ними по направлению движения «горячего» потока. Изобретение должно обеспечить комфортные параметры воздуха в помещении животноводческой фермы. 3 ил.

Способ работы термоэлектрического генератора // 2626242

Изобретение относится к способу круглогодичной и круглосуточной термоэлектрической генерации, а именно к способу прямого преобразования солнечной радиации в электрическую энергию сочетанием фотоэлектрических и термоэлектрических преобразователей для обеспечения экологически чистым энергопитанием автономных датчиков и приборов. Технический результат - повышение эффективности, надежности и температурного и временного диапазона термоэлектрогенерации в условиях круглогодичной (в том числе зимней) и круглосуточной эксплуатации. Солнечные батареи эффективно охлаждаются рабочим веществом СК через его верхнюю поверхность, тем самым поддерживается высокий КПД СБ в жаркое время за счет отвода от них тепла на рабочее вещество СК. СБ круглогодично (в том числе и зимой) генерирует ток в светлое время суток. Далее через теплопередающее дно СК тепло передается на блок ТЭ2. Три емкости с теплоаккумулирующими материалами, имеющими разные температуры ЭФП Т1, Т2 и Т3 (причем Т2>T3>Т1), при охлаждении в холодное время суток последовательно, начиная с верхней ТАМ в верхней емкости испытывают ЭФП, поддерживая разность температур ΔT на блоках ТЭ, расположенных между ними. Четыре последовательно соединенных блока ТЭ выполняют функции составной термоэлектрической батареи, повышая КПД термоэлектрического генератора. Радиатор с пористым капиллярным веществом испаряет атмосферную влагу в жаркое время суток, тем самым создавая положительный (сверху вниз) градиент температур +ΔТ. В холодное время пористое капиллярное вещество поглощает влагу, создавая отрицательный -ΔT (снизу вверх) градиент температур. И в том, и в другом случае эти градиенты используются для выработки электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Аккумулятор тепловой энергии // 2626922

Изобретение относится к хранению тепловой энергии и может быть использовано в устройствах для аккумулирования тепла или холода, используемых для отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования, получения электроэнергии. Аккумулятор тепловой энергии содержит резервуар, являющийся полостью в грунте, заполненный твердой аккумулирующей средой, в качестве которой могут быть выбраны грунт, песок, каменные породы, негорючие твердые отходы, вскрышные породы горнодобывающей промышленности, а также зарядный и разрядный теплообменники с теплоносителем, подключенные к источнику и потребителю тепловой энергии соответственно. Резервуар имеет тепловую и гидравлическую изоляцию от внешней среды, внутренний объем резервуара разделен горизонтальными гидро- и теплоизолирующими перегородками на отдельные секции, каждая из которых имеет свой участок зарядного и разрядного контура с теплоносителем, причем разрядные и зарядные контуры каждой гидро- и теплоизолированной секции соединены в разрядный и зарядный коллекторы. Технический результат - аккумулятор холода или тепла характеризуется большой тепловой мощностью, коротким временем зарядки, малыми потерями тепла, а также простотой и технологичностью изготовления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Солнечная энергетическая трубка с автоматической выдержкой и сбором тепла, устройство желобкового типа, система генерации тепловой энергии и технология // 2627613

Изобретение относится к области генерации солнечной тепловой энергии, а более конкретно к устройству/системе генерации тепловой мощности, содержащему солнечные термоколлекторы желобкового типа, заполненные водой, а также к способу генерации мощности, использующему подобное устройство/систему. Солнечная энергетическая трубка с автоматической выдержкой и сбором тепла содержит стеклянную трубку (1b2) и поглотительную трубку (1b3), покрытую теплопоглощающим слоем, нанесенным на нее, между стеклянной трубкой (1b2) и поглотительной трубкой (1b3) существует вакуум. Отражательная пластина (1b4) способна обеспечить текучей среде в поглотительной трубке (1b3) поочередно поток вверх и вниз во внутренней камере поглотительной трубки (1b3), разделительная пластина (1b4) представляет собой спиральную форму и фиксируется в поглотительной трубке (1b3). Также раскрыта система генерации тепловой мощности и технология, использующая дополнительный свет и генерацию тепловой мощности при воздействии погодных условий и поддерживающая устойчивую генерацию мощности в ночное время или когда нет достаточного солнечного света. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Циркуляционный насосный агрегат и гелиотермическая установка // 2628134

Группа изобретений относится к циркуляционному насосному агрегату (2) и гелиотермической установке с таким насосным агрегатом. Насосный агрегат (2) имеет электрический приводной двигатель (6) и интегрированное в агрегат (2) устройство (10) управления. В насосном агрегате (2) расположен по меньшей мере один внутренний датчик (16) температуры, который регистрирует температуру среды, нагнетаемой агрегатом (2), и подает соответствующий сигнал температуры устройству (10) управления. Устройство (10) управления выполнено так, чтобы на основе сигнала температуры датчика (16) приблизительно определять температуру жидкости в резервуаре для жидкости, соединенном с насосным агрегатом (2) через нагревательный контур. Устройство (10) интегрировано в насосный агрегат (2). При останове двигателя (6), на основе сигнала температуры, поданного датчиком (16) ранее, при эксплуатации двигателя (6), в течение дальнейшего изменения во времени оно приблизительно определяет температуру жидкости в резервуаре, соединенном с агрегатом (2) через нагревательный контур. Изобретения направлены на усовершенствование конструкции гелиотермической установки с насосным агрегатом за счет упрощения монтажа и снижения подверженности к неисправностям при эксплуатации. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Следящий концентратор солнечной энергии // 2628257

Настоящее изобретение относится к следящему концентратору солнечной энергии, который включает: средства слежения в направлении с востока на запад для слежения за движением солнца в направлении с востока на запад, расположенные на верхней части основания, опору, установленную вертикально на средствах слежения в направлении с востока на запад, параболическую систему концентраторного типа, расположенную так, что ее вал поддерживается опорой, и имеющую второй параболический концентратор, расположенный на небольшом расстоянии за фокальной точкой первого параболического концентратора, имеющего большую площадь, так что свет высокой плотности концентрируется в центре первого параболического концентратора, средства слежения за высотой, расположенные на опоре так, чтобы параболическая система концентраторного типа следила за высотой солнца, при этом концентратор дополнительно включает корпус призмы, расположенный так, чтобы находиться сзади отверстия для прохождения света в центре первого параболического концентратора, и так, чтобы двигаться вокруг оси посредством приводного усилия двигателя для слежения за высотой, и средства направления света, соединяющие прямую призму полного внутреннего отражения с корпусом призмы. Указанные средства направления света поворачиваются на половину угла поворота средств слежения за высотой, благодаря чему свет высокой плотности всегда направляется и приходит в одно и то же место. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Гелиосистема // 2636960

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в системах солнечного теплоснабжения и поддержания благоприятной температуры в условиях континентального климата. Гелиосистема содержит два гидроконтура с трубопроводами, солнечный коллектор, имеющий подводящий и отводящий патрубки, тепловой бак-аккумулятор с теплообменником, соединенный трехходовым вентилем с образованием второго замкнутого контура. Первый гидроконтур содержит теплоизолированный контейнер с откидной крышкой-экраном, тепловой бак-аккумулятор, второй гидроконтур содержит солнечный коллектор и размещенный внутри теплового бака-аккумулятора теплообменник, при этом в гидросистему введены соответственно циркуляционный и вакуумный насосы, причем вакуумный насос врезан в трубопровод второго контура между выходным патрубком солнечного коллектора и трубопроводом перед входом теплообменника, а циркуляционный насос врезан в прямой трубопровод первого контура к входу теплового бака-аккумулятора, выход которого соединен обратным трубопроводом с входом контейнера, причем к входному патрубку солнечного коллектора присоединен первый вход-выход трехходового вентиля, к второму входу-выходу которого присоединен выход теплообменника параллельно с третьим входом введенного в систему сужающего устройства, выход которого присоединен к входу трехходового вентиля. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования солнечной энергии для поддержания благоприятной температуры потребителя в широком температурном диапазоне окружающего воздуха. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Автономная энергетическая установка // 2639458

Изобретение относится к электроэнергетике. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для плавного регулирования мощности, группу мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов для резервной подпитки установки, ванадиевую проточную батарею элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями для анодного и катодного электролитов и циркуляционными насосами или батарею твердооксидных топливных элементов проточного типа с электролизером водорода в метан или электролизером водорода в металлогидридные соединения, насосами для закачки метана, водорода и кислорода в ресиверы, коммутатор с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыканий и перенапряжений, литий-ионную аккумуляторную батарею, при этом каждые из вышеуказанных генераторов и батарей используются как основной или как резервный источник питания потребителей по факту выработки электроэнергии или ее накопления в количестве, соответствующем потребности потребителей в энергоснабжении. Изобретение направлено на круглогодичное бесперебойное энергоснабжение поселков и городков, расположенных в высоких широтах. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.