Комбинированная гелиоколлекторная установка



Комбинированная гелиоколлекторная установка
Комбинированная гелиоколлекторная установка
Комбинированная гелиоколлекторная установка
H01L31/00 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с
F24S10/70 - Отопление; вентиляция; печи и плиты (тепловая защита растений в садах или лесах A01G 13/06; хлебопекарные печи и устройства A21B; устройства для варки вообще, за исключением кухонных плит A47J; ковка B21J, B21K; отопительные и вентиляционные устройства для транспортных средств, см. соответствующие подклассы классов B60-B64; устройства для зажигания топлива вообще F23; сушка F26B; промышленные печи вообще F27; электронагревательные элементы и устройства H05B)

Владельцы патента RU 2675640:

Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани (RU)

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано для снабжения потребителей электроэнергией и горячей водой. Комбинированная гелиоколлекторная установка содержит корпус с крышкой, прозрачное покрытие, теплоизолирующий слой, защитный кожух. В корпусе расположены солнечная инфракрасная батарея с рамой, солнечный коллектор, состоящий из двух модулей, первый из которых расположен непосредственно под солнечной инфракрасной батареей и представляет собой систему горизонтально ориентированных перегородок, расположенных на расстоянии 200 мм друг от друга. Второй модуль содержит змеевиковый теплообменник с диаметром труб от 16 до 20 мм, расположенных на расстоянии от 150 до 200 мм параллельно друг другу, и полость для его размещения под прозрачным покрытием, включает теплообменный бак, инвертор, насосную группу, первый и второй метрологические комплексы подачи холодной воды в теплообменный бак, трубопровод отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из теплообменного бака, трубопровод для подачи холодной воды и отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника. Техническим результатом является увеличение производительности, надежности, безопасности, а также повышение прочности конструкции гелиоколлекторной установки. 2 ил.

 

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к гелиосистемам, и может быть использовано для снабжения электроэнергией и горячей водой бытовых и производственных помещений, частных домов, объектов отдыха, сельскохозяйственных предприятий и т.д.

Известен, солнечный коллектор (Патент №112364 от 10.01.2012 г.), содержащий корпус с прозрачным остеклением и теплоизоляцией, лучепоглощающий лист и ряд нагревательных труб, соединенных между собой входными и выходными коллекторными трубками для подвода и отвода теплоносителя, и отражающую поверхность внутри корпуса, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена из материала, обладающего коэффициентом теплопроводности не более 0,036 Вт/м2⋅°С, корпус коллектора выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,15 Вт/м2⋅°С, нагревательные трубы коллектора выполнены в виде змеевика с радиусом калача, равным от 3 до 10 диаметров нагревательных труб, и расстояние между калачами змеевика равно от 3 до 10 диаметров нагревательных труб, при этом один калач змеевика плавно переходит в другой, а отражающая поверхность нанесена на всю внутреннюю поверхность корпуса устройства и на лицевую сторону утеплителя.

Известна гелиоустановка горячего водоснабжения (Патент №61016 от 10.02.2007 г.), содержащая соединенные трубопроводами в замкнутый контур солнечный коллектор и змеевик теплоаккумулятора, полость которого подключена к расходной емкости холодной воды и потребителю. При этом теплоаккумулятор установлен над солнечным коллектором на расстоянии более 600 мм по вертикали.

Гелиоустановка горячего водоснабжения (Патент №109277 от 10.10.2011 г.) содержащая солнечную батарею, которая включает, по меньшей мере, один солнечный тепловой коллектор, снабженный тепловым датчиком, бак аккумулятор, содержащий теплообменник, соединенный через трубопровод подачи теплоносителя в солнечную батарею и трубопровод отвода теплоносителя из солнечной батареи, снабженный насосом, с солнечным тепловым коллектором, трубопровод подачи холодной воды, трубопровод отвода горячей воды к потребителю, программное электронное устройство, обеспечивающее управление тепловыми датчиками, электродвигателем насоса и запорными устройствами, отличающаяся тем, что она снабжена баком бойлером, внутри которого один под другим размещены два теплообменника, нижний из которых через введенные в трубопроводы подачи теплоносителя в солнечную батарею и отвода теплоносителя из солнечной батареи трехходовые краны связан с теплообменником в баке аккумуляторе и с солнечным тепловым коллектором, верхний через введенный трехходовой кран с сервоприводом подсоединен к трубопроводу центральной системы горячего водоснабжения здания или центральной отопительной системы здания, кроме того, в нижней части бака бойлера установлен ТЭН, включающийся в работу при невозможности подачи в верхний теплообменник горячей воды из центральной системы горячего водоснабжения здания или центральной отопительной системы здания.

Недостатками известных устройств являются недостаточные функциональные возможности, низкая производительность и прочность конструкций.

Задачей изобретения является совершенствование гелиоустановки горячего водоснабжения с целью повышения эффективности ее работы.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей гелиоколлекторной установки, увеличение ее производительности, надежности, безопасности, а также повышение прочности конструкции.

Технический результат достигается тем, что комбинированная гелиоколлекторная установка содержит корпус с крышкой, прозрачное покрытие, теплоизолирующий слой, защитный кожух, расположенные в корпусе солнечную инфракрасную батарею с рамой, солнечный коллектор, состоящий из двух модулей, первый из которых расположен непосредственно под солнечной инфракрасной батареей, и представляет собой систему горизонтально ориентированных перегородок, расположенных на расстоянии 200 мм друг от друга, а второй, содержащий змеевиковый теплообменник, выполненный из теплообменного материала, с диаметром труб от 16 до 20 мм, расположенных на расстоянии от 150 до 200 мм параллельно друг другу и полость для его размещения, под прозрачным покрытием, теплообменный бак, инвертор, насосную группу, первый и второй метрологические комплексы, трубопровод подачи холодной воды в теплообменный бак, трубопровод отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из теплообменного бака.

В период высоких температур по змеевиковому теплообменнику второго модуля солнечного коллектора для предотвращения перегрева теплоносителя пропускают холодную воду. При этом предусмотрен трубопровод для подачи холодной воды и отвода горячей воды после охлаждения теплоносителя к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника.

Использование солнечной инфракрасной батареи позволяет расширить функциональные возможности устройства и увеличить эффективность его работы за счет генерирования электричества не только от видимой части солнечного спектра, но и от инфракрасной области.

Выполнение солнечного коллектора из двух соединенных между собой модулей, первый из которых представляет собой систему горизонтально ориентированных перегородок, обуславливает повышение эффективности работы установки за счет равномерного распределения теплоносителя по всей полости, что в свою очередь приводит к увеличению теплосъема с солнечной инфракрасной батареи и снижение гидравлического сопротивления, ее своевременному охлаждению и преобразованию большего количества солнечной энергии в тепловую.

Наличие второго теплового модуля солнечного коллектора, включающего змеевиковый теплообменник, находящийся только под прозрачным покрытием, нагрев теплоносителя в котором осуществляется непосредственно прямыми солнечными лучами, помогает значительно повысить производительность установки за счет увеличения температуры теплоносителя от прямых солнечных лучей, а также увеличения теплосъема с солнечной инфракрасной батареи.

В период высоких температур по змеевиковому теплообменнику второго модуля солнечного коллектора для предотвращения перегрева теплоносителя пропускают холодную воду. При этом предусмотрен трубопровод для подачи холодной воды и отвода горячей воды после охлаждения теплоносителя к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника, что позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций, повысить надежность и стабильность работы установки.

В связи с тем, что первый и второй модули солнечного коллектора имеют разную площадь сечения труб, на границе перехода теплоносителя из труб первого модуля в змеевиковый теплообменник второго модуля происходит снижение скорости движения теплоносителя, что обеспечивает дальнейшее прохождение теплоносителя через змеевиковый теплообменник с меньшей скоростью. При этом также происходит более интенсивный прогрев теплоносителя прямыми солнечными лучами.

Размещение солнечной инфракрасной батареи, первого и второго модулей солнечного коллектора в едином корпусе обеспечивает простоту сборки и надежность конструкции.

На фиг. 1 и 2 представлена комбинированная гелиоколлекторная установка.

Комбинированная гелиоколлекторная установка включает корпус 1 с крышкой 2, прозрачное покрытие 3, теплоизолирующий слой 4, защитный кожух 5. В корпусе 1 расположены солнечная инфракрасная батарея 6 с рамой 7, солнечный коллектор 8, состоящий из двух модулей, первый 9 из которых расположен непосредственно под солнечной инфракрасной батареей 6, и представляет собой систему горизонтально ориентированных перегородок, расположенных на расстоянии 200 мм друг от друга, а второй 10, содержащий змеевиковый теплообменник 11 выполненный из теплообменного материала, с диаметром труб от 16 до 20 мм, расположенных на расстоянии от 150 до 200 мм параллельно друг другу и полость 12 для его размещения, под прозрачным покрытием 3, теплообменный бак 13, инвертор 14, насосную группу, первый 16 и второй 17 метрологические комплексы, трубопровод 18 подачи холодной воды в теплообменный бак, трубопровод отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из теплообменного бака.

В период высоких температур по змеевиковому теплообменнику второго модуля солнечного коллектора для предотвращения перегрева теплоносителя пропускают холодную воду. При этом предусмотрен трубопровод 20 для подачи холодной воды и отвода горячей воды после охлаждения теплоносителя к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника.

Комбинированная гелиоколлекторная установка работает следующим образом. Солнечный коллектор 8 заполняют жидким теплоносителем. Под воздействием солнечной энергии в солнечной инфракрасной батарее происходит генерирование электричества. При этом подачу электрического тока от солнечной инфракрасной батареи в электрическую сеть осуществляют при помощи инвертора 14, нагреваясь, в первом 9 модуле солнечного коллектора 8 и одновременно охлаждая солнечную инфракрасную батарею 6, теплоноситель поступает полость 12, где размещен змеевиковый теплообменник 11 второго 10 модуля солнечного коллектора 8, где подвергается нагреву от прямых солнечных лучей. Далее теплоноситель поступает в теплообменный бак 13, куда подают по трубопроводу 18 холодную воду, и в котором происходит отдача тепла от теплоносителя воде. Подача горячей воды к системе горячего водоснабжения из теплообменного бака 13 осуществляют по трубопроводу. Охлажденный теплоноситель вновь поступает в первый 9 модуль солнечного коллектора 8.

Движение теплоносителя из теплообменного бака 13 в первый 9 модуль солнечного коллектора 8 осуществляют за счет работы насосной группы.

В период высоких температур по змеевиковому теплообменнику второго модуля солнечного коллектора для предотвращения перегрева теплоносителя пропускают холодную воду. При этом предусмотрен трубопровод 20 для подачи холодной воды и отвода горячей воды после охлаждения теплоносителя к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано с использованием промышленно выпускаемого оборудования и материалов, и может быть изготовлено на любом предприятии соответствующего назначения.

Комбинированная гелиоколлекторная установка, содержащая корпус с крышкой, прозрачное покрытие, теплоизолирующий слой, защитный кожух, расположенные в корпусе солнечную инфракрасную батарею с рамой, солнечный коллектор, состоящий из двух модулей, первый из которых расположен непосредственно под солнечной инфракрасной батареей и представляет собой систему горизонтально ориентированных перегородок, расположенных на расстоянии 200 мм друг от друга, а второй содержит змеевиковый теплообменник, выполненный из теплообменного материала с диаметром труб от 16 до 20 мм, расположенных на расстоянии от 150 до 200 мм параллельно друг другу, и полость для его размещения под прозрачным покрытием, теплообменный бак, инвертор, насосную группу, первый и второй метрологические комплексы, трубопровод подачи холодной воды в теплообменный бак, трубопровод для подачи холодной воды и отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из теплообменного бака, трубопровод для подачи холодной воды и отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к панели для монтажа модуля солнечной батареи. Технический результат заключается в облегчении монтажа модуля солнечной батареи и обеспечении высокой эффективности генерирования энергии солнечной батареей.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике, в частности, может быть применено в солнечной энергетике для придания дополнительных функций устройствам, преобразующим солнечное излучение в тепловую или электрическую энергию.

Изобретение относится к области конструкции и технологии изготовления оптоэлектронных приборов, а именно к способам изготовления фотопреобразователей на германиевой подложке.
Группа изобретений относится к области воздухоплавательной техники. Способ энергетического обеспечения летательного аппарата основан на использовании солнечных батарей, использующих рассеянный и отраженный от подстилающей поверхности свет для летательного аппарата тяжелее или легче воздуха, предназначенного для движения в тропосфере и/или стратосфере при помощи двигателей, приводимых в действие электрической энергией, включающий винтомоторные и турбореактивные двигатели.

Изобретение относится к области экологически чистой энергии и, в частности, к многофункциональной солнечной энергетической системе, в которой используется солнечная энергия.

Неподвижный каскадный линзовый концентратор солнечного излучения с оптическим способом наведения светового потока содержит три плоские радиальные линзы Френеля.

Изобретение относится к устройствам автономного энергоснабжения маломощных потребителей. Устройство автономного энергоснабжения с модулем светового ограждения, содержащее, по меньшей мере, две солнечные панели из монокристаллических или поликристаллических фотогальванических модулей, ветрогенератор, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею, блок управления и контроля, состоящий из контроллера заряда аккумуляторной батареи с функцией отслеживания точки максимальной мощности и контроллера заряда аккумуляторной батареи широтно-импульсной модуляции и/или гибридного контроллера заряда аккумуляторной батареи, совмещающего функции контроллера заряда аккумуляторной батареи с функцией отслеживания точки максимальной мощности и контроллера заряда аккумуляторной батареи широтно-импульсной модуляции и позволяющего одновременно использовать ветрогенератор и фотогальванические модули, климатический модуль, исполнительный модуль светового ограждения, включающий модуль автоматики включения/отключения с возможностью подключения контроллера управления по GSM каналам и выносные сдвоенные заградительные огни.

Cистема, использующая энергию солнца для генерирования энергии, включает в себя фотоэлектрический модуль, преобразователь энергии и устройство управления. Преобразователь энергии сконфигурирован, чтобы управлять выходным напряжением фотоэлектрического модуля так, чтобы выходное напряжение соответствовало целевому выходному напряжению.

Солнечный генератор (10) содержит генератор (20) на основе термоэлектронной эмиссии, усиленной фотонами, имеющий катод (22) для приема солнечного излучения (70) и анод (24), который вместе с катодом генерирует первый ток (26) и сбросное тепло (28) из солнечного излучения (70); дополнительный источник тепла, создающий дополнительное тепло; термоэлектрический генератор (30), имеющий тепловую связь с анодом (24) и дополнительным источником тепла для преобразования сбросного тепла (28) от анода (24) и дополнительного тепла во второй ток (36); и схему, подключенную к генератору (20) на основе термоэлектронной эмиссии, усиленной фотонами, и к термоэлектрическому генератору (30) для объединения первого и второго токов (26, 36) в выходной ток (16).

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным установкам с системой ориентации солнечных концентраторов, и может быть использовано для нагрева различных теплоносителей, производства электроэнергии, в опреснительных и других установках, преобразующих солнечную энергию в тепловую.

Изобретение может быть использовано для создания мощных СВЧ фотодетекторов на основе эпитаксиальных структур GaAs/AlxGa1-xAs, чувствительных к излучению на длине волны 810-860 нм.

Изобретение относится к технологиям формирования базовых слоев тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на основе CdTe. Способ изготовления в квазизамкнутом объеме базовых слоев гибких фотоэлектрических преобразователей на основе CdTe, в котором расстояние от зоны испарения теллурида кадмия до зоны его конденсации соизмеримо с диаметром реактора.

Изобретение относится к кремниевым полупроводниковым технологиям, в частности к кремниевым фотовольтаическим преобразователям, изготовленным по гетероструктурной технологии.

Изобретение относится к технике преобразования световой энергии в электрическую. Оптопара содержит источник света, фотопреобразователь, корпус.

Изобретение относится к устройствам для преобразования электромагнитной энергии в электрическую энергию Устройство преобразователя мощности лазерного излучения «ПМЛИ» для приема падающего электромагнитного излучения на длине волны примерно 1550 нм, содержащее подложку, содержащую InP; и активную область, содержащую n-легированный слой и p-легированный слой, причем эти n-легированный и p-легированный слои образованы из InyGa1-yAsxP1-x, согласованного по параметрам решетки с подложкой и выполненного с возможностью поглощать фотоны электромагнитного излучения с соответствующей длиной волны примерно 1550 нм, где x=0,948, 0,957, 0,965, 0,968, 0,972 или 0,976, а y=0,557, 0,553, 0,549, 0,547, 0,545 или 0,544 соответственно.
Изобретение относится к технике преобразования световой энергии в электрическую. Оптопара содержит источник света, фотопреобразователь и корпус.

Изобретение относится к полупроводниковым фотопреобразователям, которые преобразуют солнечное излучение в электроэнергию, и может быть использовано в полупроводниковой промышленности для создания систем генерации электрической энергии.

Изобретение относится к способам определения ширины запрещенной зоны темновой и фотопроводимости органических полупроводников на основе гетероатомных соединений.

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых структур с p-n-переходом и может быть использовано для изготовления фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечной энергии.

Согласно изобретению предложен способ изготовления солнечного элемента с тонким слоем из кремния. Способ включает нанесение ТСО-слоя (3) на стеклянную подложку (1), нанесение на ТСО-слой (3) по меньшей мере одного слоя (4; 5) кремния, причем перед нанесением ТСО-слоя (3) стеклянную подложку (1) подвергают облучению электронным излучением, при этом образуется рассеивающий свет слой (2) стеклянной подложки (1), на которую наносится ТСО-слой (3).

Изобретение относится к области солнечной энергетики, а именно к устройствам, использующим солнечное тепло с оптическими элементами для концентрации энергии. Тепловой коллектор может быть использован в системах отопления, горячего водоснабжения, приточно-вытяжной вентиляции, для преобразования тепловой энергии в другие виды энергии.

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано для снабжения потребителей электроэнергией и горячей водой. Комбинированная гелиоколлекторная установка содержит корпус с крышкой, прозрачное покрытие, теплоизолирующий слой, защитный кожух. В корпусе расположены солнечная инфракрасная батарея с рамой, солнечный коллектор, состоящий из двух модулей, первый из которых расположен непосредственно под солнечной инфракрасной батареей и представляет собой систему горизонтально ориентированных перегородок, расположенных на расстоянии 200 мм друг от друга. Второй модуль содержит змеевиковый теплообменник с диаметром труб от 16 до 20 мм, расположенных на расстоянии от 150 до 200 мм параллельно друг другу, и полость для его размещения под прозрачным покрытием, включает теплообменный бак, инвертор, насосную группу, первый и второй метрологические комплексы подачи холодной воды в теплообменный бак, трубопровод отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из теплообменного бака, трубопровод для подачи холодной воды и отвода горячей воды к системе горячего водоснабжения из змеевикового теплообменника. Техническим результатом является увеличение производительности, надежности, безопасности, а также повышение прочности конструкции гелиоколлекторной установки. 2 ил.

Наверх