Коллектор солнечной энергии

 

Союз Соввтскнк

Соцналнстнческнк

Республик

ОП ИСАКИИ ((((883621

К АВТОРСКОМ(У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 07.03. 80 (2! ) 2891110/24-06 с присоединением заявки И (23}Приоритет(51) М. Кл.

F 24 J 3/02

ФЬаудерстеекиый кеметет

СССР ав лелем изобретений

И OTNPb(TNN

Опубликовано 23 ° 11 ° 81 Бюллетень JA 43 (53) УДК 662 997 (088. 8) Дата опубликования описания 23 (72) Авторы изобретения

3. Ш. Дабрундашвили, Н. В. Меладзе, Т. А.

3. Ш. Дабрундашвили и 3. Ш. Бухрашвили

3 ".Т -((11(О . „,

j l м

Ремонтно-наладочное управление по вентиляц и, T. у,,;,:-..-< . :; I кондиционированию воздуха и газоочистке Груэвентремонт" (7I) Заявитель (54) КОЛЛЕКТОР СОЛНЕ4НОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фокусирующим коллек-. торам солнечной энергии для нагрева жидкости или газа.

Известен коллектор солнечной энер".

5 гии, содержащий корпус с оптически прозрачной крышкой и дном, имеющим теплоизоляционный слой с расположенными в нем концентраторами желобкового типа, вдоль оптических осей которых установлены теплопоглощающие трубы (1) .

Солнечное излучение протекает сквозь оптически прозрачную крышку и фокусируется концентраторами желобко(5 вого типа на теплопоглощающих трубах, нагревая протекающий по ним жидкий или газообразный теппоноситепь.

Однако поглощающая способность гладких зачерненных медных труб недостаточна для фокусирующего коллектора.

Передача тепла к нагреваемому теплоносителю, особенно к газообразному, малоэффективна, что повышает температуру тепловоспринимающих труб и увеличивает потери тепла коллектором.

Кроме того, при стационарном положении коллектора часть солнечного излучения,особенно в утреннее и вечернее время, не воспринимается.

Цель изобретения - повышение КПД коллектора солнечной энергии.

Поставленная цель достигается тем, что коллектор снабжен плоскими отражателями, установленными под острым углом к крышке по периметру корпуса и размещенными под ними двумя коаксиальными камерами с общей разделительной стенкой, наружная из которых снабжена штуцерами ввода и вывода теплоносителя и перегородками, разделяющими ее по высоте, а внутренняя - частично заполнена рабочей жидкостью, и трубы герметично введены во внутреннюю камеру, выполнены гофрированными и снабжены центрирующими опорами, установленными с возможностью скольжения по поверхностям концентраторов.

88362

А также тем, что коллектор дополнительно содержит подсоединенную к внутренней камере емкость, выполненную в виде сильфона, заполненного рабочей н<идкостью.

На фиг. 1 показан коллектор солнечной энергии, продольный разрез, на фиг. 2 - то же,поперечное сечение, на фиг. 3 — узел 1 на фиг. l; на фиг.4дополнительная емкость коллектора <0 солнечной энергии, на фиг. — общий вид коллектора- солнечной энергии, вид в плане.

Коллектор солнечной энергии содержит корпус 1 (фиг. 1) с оптически 15 прозрачной крышкой 2 и дном 3, имеющим теплоизоляционный слой 4 с расположенными в нем концентраторами 5 желобкового типа, вдоль оптических осей которых установлены теплопоглощающие 20 трубы 6.

Коллектор снабжен плоскими отражателями 7, установленными под острь;м углом к крышке 2 по периметру корпуса 1 и размещенными под ними двумя 25 коаксиальными камерами 8 и 9 с общей разделительной стенкой 10. Наружная камера 8 снабжена штуц ером 11 (фи г. 2.) ввода и штуцером 12 вывода теплоносителя <" перегородкал<и 13, разделяющими з0 ее по высоте.

Внутренняя камера 9 частично заполнена рабочей жидкостью 14. Трубы 6 герметично введены во внутренную камеру 9 (фиг. 1), выполнены гофрированными (фиг. 3) и снабжены центрирующими опорами 19, установленными с возможностью скольжения по поверхностям концентраторов 5.

Коллектор дополнительно содержит подсоединенную к внутренней камере 9 емкость 16 (фиг. 4), выполненную в виде сильфона, заполненного рабочей жид«о<.т ю 14 (не пока".ана).

Внутренняя камера 9 и трубы 6 (фиг. g) представляют собой единую герл<етичную систему, заполненную рабочей жидкостью 14, являющейся промежуточным теплоносителем.

Трубы 6 pacположены s горизонталbной плоскости параллельно друг другу и покрыты черным слоем.

Гофры 17 (фиг. 3) теплопоглощающих труб 6 в силу своей геометрии обладают свойством капиллярности по

55 отношению к рабочей жидкости 14.

Центрирующие опоры 15 выполнены проволочными и имеют закругленные

4 концы 18, опирающиеся на отражающий слой 19 концентраторов 5.

Трубы сверху покрыты прозрачным листом 20. Полость 2 1 между отражающим слоем 19 концентраторов и листом 20 вакуумирована.

Над отражателями 7 (фиг.1,2 и 5)) размещена защитная крышка 2, а под ними - камеры 8 и

Перегородка 13 камеры 8 придает движению теплоносителя спиральную траекторию.

На фиг. 4 изображена емкость 16 с меняющимся объемом, изготовленная из плохо проводящего тепло эластичногэ материала, например различных пластических масс, резины, прорезиненной ткани и т.п.

Свободный конец штока 22, совершающего возвратно-поступательное движение, взаимосвязан с заглушенным концом 23 емкости 16. Ее открытый конец 24 жестко зафиксирован кольцевым упором 25 и через вентиль 26 сообщен с полостью внутренней камеры

9 (не показан).

Коллектор солнечной энергии работает следующим образом.

Солнечное излучение проникает через оптически прозрачную крышку 2 и непосредственно, а также, отразившись от отражателей 7, падает на концентраторы 5, которые фокусируют световой поток на теплопоглощающие трубы 6.

Рабочая кидкость 14, являющаяся промежуточным теплоносителем, за счет капиллярности гофров 17 непрерывно смачивает нагреваемую поверхность труб

6 и под воздействием нагрева испаряется.

Пары поступают во внутреннюю камеру 9 и, контактируя через общую стенку 10 с теплоносителем наружной камеры 8, конденсируются < отдавая тепло упомянутому теплоносителю.

Теплоноситель поступает в камеру 8 через штуцер 11 и, двигаясь по спирали благодаря перегородке 13, нагревается от промежуточного теплоносителя, а затем выходит через штуцер 12.

Изменение объема емкости 16 в процессе работы коллектора приводит к колебаниям давления в замкнутой герметичной системе, составленной камерой 9 и трубами 6, что вызывает осевые перемещения последних, интенсифицируя теплообмен и улучшая испарение.

Величина осевых перемещений регули 621 6 изоляционный слой с расположенными в нем концентраторами желобкового типа, вдоль оптических осей которых установлены теплопоглощающие трубы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД, коллектор снабжен плоскими отражателями, установленными под острым углом к крышке по периметру корпуса и размещенными под ними двумя

О коаксиальными камерами с общей разделительной стенкой, наружная из которых снабжена штуцерами ввода и вывода теплоносителя и перегородками, разделяющими ее по высоте, а внутрен15 няя — частично заполнена рабочей жидкостью, и трубы герметично введены во внутреннюю камеру, выполнены гофрированными и снабжены центрирующими опорами, установленными с возможностью

zO скольжения по поверхностям концентра5 88 руется ходом штока 22 и степенью открытия вентиля 26.

Наличие отражателей 7 увеличивает интенсивность потока солнечной радиации, падающей на трубы 6, выполненных гофрированными, за счет многократных отражений между гофрами увеличивает поглощающую способность, а также компенсирует тепловое расширение без отклонения труб 6 от фокальных осей концентраторов 5.

Введение промежуточного теплоносителя (рабочая жидкость 14) позволяет улучшить нагрев любого теплоносителя, в том числе и газообразного, без увеличения площади коллектора, благодаря коаксиальному размещению камер 8 и 9 и организации спирального потока теплоносителя по высоте корпуса 1 коллектора.

Колебания давления в камере 9 с промежуточным теплоносителем увеличивают интенсивность теплообмена.

Все перечисленные мероприятия, в конечном счете, увеличивают КПД 25 коллектора солнечной энер гии .

Формула изобретения

1. Коллектор солнечной энергии, содержащий корпус с оптически прозрачной крышкой и дном, имеющим теплоторов.

2. Коллектор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что он дополнительно содержит подсоединенную к внутренней камере емкость, выполненную в виде сильфона,,заполненного рабочей жидкостью.

Источники информации, принятые во внимание при эспертизе

1. Патент Англии 8 - 1541034, кл. F 4 О, опублик. 1976.

883621

Составитель П. Шендерович

Редактор В. Лазаренко Техред Э.Вереш Корректор у, Пономаренко

Заказ 0198/60 Тираж 827 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, йосква, Ж-35» Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4