Плоский солнечный тепловой коллектор отопительной гелиосистемы

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПЛОСКИЙ СОЛНЕЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ КОЛЛЕКТОР ОТОПИТЕЛЬНОЙ ГЕЛИОСИСТЕМЫ(71) Заявитель Зарецкий Александр Константинович(72) Автор Зарецкий Александр Константинович(73) Патентообладатель Зарецкий Александр Константинович(57) 1. Плоский солнечный тепловой коллектор отопительной гелиосистемы, состоящий из светопрозрачной ограждающей конструкции, наружного корпуса, теплоизолированных от упомянутого наружного корпуса и находящихся в тепловом контакте между собой адсорбера солнечной тепловой энергии и как минимум одной полости для протекания теплоносителя, сообщенных с упомянутой полостью как минимум двух узлов для присоединения солнечного коллектора к системе циркуляции теплоносителя, отличающийся тем, что светопрозрачная ограждающая конструкция выполнена как минимум из однослойного 83962012.08.30 прозрачного ограждения выбранного материала, закрепленного в раме, последняя, в свою очередь, выполнена как минимум из одного оконного профиля выбранного материала и конструкции. 2. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что прозрачное ограждение выполнено в однослойном варианте из одного слоя светопрозрачного материала, в многослойном варианте - из пакета слоев светопрозрачного материала с дистанционными рамками между соседними слоями, а в качестве выполнения слоев светопрозрачного материала выбирают листовые материалы стекло или акрил, или поликарбонат, или полиакрилонитрил, или полиэтилен. 3. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что оконный профиль выбирают из профилей для изготовления оконных, дверных и фасадных элементов, которые выполнены имеющими постоянную форму поперечного сечения по всей длине, как минимум однокамерный, а предпочтительно многокамерный с возможностью армирования корпус со сквозными камерами, последние образованы наружными стенками профилей и межкамерными перегородками, наружный корпус профилей в поперечном сечении выполнен как минимум с одним уступом, обращенным внутрь рамы для фиксации светопрозрачного ограждения, причем поверхности уступа снабжены как минимум одним пазом и/или шипом для фиксации уплотнительной фурнитуры и как минимум одним пазом и/или шипом для фиксации удерживающего светопрозрачное ограждение профиляштапика. 4. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что материал оконного профиля выбирают из материалов на основе поливинилхлорида или сплавов на основе алюминия или пластика. 5. Солнечный тепловой коллектор по п. 2, отличающийся тем, что многослойный светопрозрачный пакет выполнен герметичным, с пониженным, относительно атмосферного, давлением в межслойном пространстве, а предпочтительно выполнен вакуумированным. 6. Солнечный тепловой коллектор по п. 2, отличающийся тем, что как минимум один многослойный светопрозрачный пакет предпочтительно выполнен как минимум с одним низкоэмиссионным энергосберегающим стеклом, которое имеет прозрачное покрытие, не пропускающее лучи теплового инфракрасного диапазона. 7. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с тепловой изоляцией между светопрозрачной ограждающей конструкцией и узлом, содержащим адсорбер солнечной тепловой энергии и как минимум одну полость для протекающего теплоносителя посредством высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слоя каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна. 8. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с тепловой изоляцией между корпусом и узлом, содержащим адсорбер солнечной тепловой энергии и как минимум одну полость для протекающего теплоносителя посредством слоя,отражающего электромагнитные волны, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта или минераловатной плиты, или пенополиуретана, или вспененного полиэтилена, или экструдированного пенополистирола, или теплоизолятора из вспененного каучука. 9. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с тепловой изоляцией между корпусом и узлом, содержащим адсорбер солнечной тепловой энергии и как минимум одну полость для протекающего теплоносителя посредством слоя высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слоя каолиновой или минеральной ваты, либо теплоизоляционных картона или бумаги, или набивки,или шнура, или мата на основе каолинового или керамического волокна. 2 83962012.08.30 10. Солнечный тепловой коллектор по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с наружным корпусом из предпочтительно негорючих и коррозионностойких материалов, например металлов оцинкованная, окрашенная сталь или нержавеющая сталь, или окрашенный алюминий, или композитных материалов углепластик или гетинакс, или текстолит, или стеклопластик, или термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс поливинилхлорид или полиэтилен низкого давления, или полиэтилен высокого давления, или полиуретан, или полиэтилен-тетрофталат, или поликарбонат, или акрил, или полиакрилонитрил. 11. Солнечный тепловой коллектор по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что выполнен с дополнительной герметизацией корпуса в узлах соединения деталей и выходах воздуховодов и фитингов посредством термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например силикона.(56) 1. А.с. СССР 1206573, МПК 24 2/42 // Бюл.3. - 1983. 2. Патент РБ 4823, МПК 24 2/00, 2008. 3. СНиП 23-01-99. Строительная климатология / Госстрой России. - М. ГУП ЦПП,2003. 4. Строительная климатология / НИИ строит. физики. - М. Стройиздат, 1990. - (Справочное пособие к СНиП). 5. Научно-прикладной справочник по климату СССР. - Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. - СПб. Гидрометеоиздат, 1989-1998. - Вып. 1-34. Заявляемая полезная модель конструкций плоского солнечного теплового коллектора отопительной гелиосистемы, далее по тексту солнечный коллектор, относится к области отопления производственных и жилых зданий и сооружений, в частности, к обустройству отопительных и климатических систем с использованием солнечной тепловой энергии. Существующий уровень техники характеризуется наличием множества разработок солнечных коллекторов, из наиболее близких по конструкции - аналогов известны, например, следующие конструкции Стеновая панель гелиосистемы воздушного отопления 1 Московского НИПИ типового и экспериментального проектирования. Панель имеет два слоя прозрачного ограждения с двумя воздушными каналами наружным и внутренним, тыльную перегородку с верхней приточной щелью, поглощающую перегородку с верхним и нижним воздушными отверстиями, нагнетающий вентилятор. При работе панели наружный воздух поступает в солнечный коллектор во внутренний воздушный канал, там нагревается и с помощью вентилятора нагнетается в отапливаемое помещение. Выходящий из помещения воздух через верхнюю приточную щель поступает по воздуховодам в наружный воздушный канал панели, через светопрозрачное ограждение отдает часть своего тепла нагреваемому во внутреннем канале приточному воздуху (происходит частичная рекуперация тепла) и выбрасывается наружу. Общие признаки стеновой панели гелиосистемы воздушного отопления 1 и заявляемой конструкции плоского солнечного коллектора отопительной гелиосистемы - это плоская форма панели, вертикальное ее размещение на фасаде здания, наличие как минимум однослойного светопрозрачного ограждения (остекления). Недостатки панели 1 - это то, как видно из описания и фигур, что закрепление остекления выполнено непосредственно на корпусе панели, тем самым по периметру остекления возникают мостики холода и, как следствие, большие тепловые потери. При такой конструкции стеновой панели 1 во время эксплуатации в зимний период за счет тепловых потерь резко снижается тепловой КПД, что препятствует получению удовлетвори 3 83962012.08.30 тельного технического результата - эффективного нагрева воздушного теплоносителя в зимний период при отрицательных температурах наружного воздуха. Также, как видно из описания и фигур, в конструкции стеновой панели 1 проточный воздушный теплоноситель омывает внутреннюю поверхность прозрачного ограждения и селективную поверхность адсорбера и в процессе работы эти поверхности загрязняются осаждающейся пылью, тем самым резко снижается КПД коллектора, требуется его разборка и очистка от пыли, что препятствует получению удовлетворительного технического результата - эффективного нагрева воздушного теплоносителя в течение длительного периода времени. Также известна отечественная белорусская разработка полезная модель солнечного коллектора для подогрева приточного воздуха 2 Белорусского национального технического университета. Солнечный коллектор 2 представляет собой стену здания, пассивный утеплитель, термодинамическую и защитную светопроницаемую панели, вентилятор и воздушные промежутки. Система работает следующим образом. Наружный воздух поступает в коллектор, подогревается и воздушным вентилятором нагнетается в систему вентиляции здания. Задача полезной модели - подогрев приточного воздуха с помощью солнечной энергии в системах вентиляции зданий и, как следствие, снижение общих энергозатрат на отопление и вентиляцию здания. Общие признаки солнечного коллектора для подогрева приточного воздуха 2 и заявляемой конструкции плоского солнечного коллектора отопительной гелиосистемы - это плоская форма коллектора, вертикальное его размещение на фасаде здания, наличие как минимум однослойного светопрозрачного ограждения (остекления). Недостатки коллектора 2 - это то, как видно из описания и фигур, что закрепление остекления выполнено непосредственно на корпус коллектора, тем самым по периметру остекления возникают мостики холода и большие тепловые потери. При такой конструкции коллектора 2 во время эксплуатации в зимний период за счет тепловых потерь резко снижается тепловой КПД, что препятствует получению удовлетворительного технического результата - эффективного нагрева воздушного теплоносителя в зимний период при отрицательных температурах наружного воздуха. Также, как видно из описания и фигур, в конструкции коллектора 2 проточный воздушный теплоноситель омывает внутреннюю поверхность прозрачного ограждения и селективную поверхность абсорбера и в процессе работы эти поверхности загрязняются осаждающейся пылью, тем самым резко снижается КПД коллектора, требуется его разборка и очистка от пыли, что препятствует получению удовлетворительного технического результата - эффективного нагрева воздушного теплоносителя в течение длительного периода времени. Полезная модель солнечного коллектора для подогрева приточного воздуха 2 обладает наибольшим сходством с заявляемой полезной моделью плоского солнечного теплового коллектора отопительной гелиосистемы и может быть выбрана в качестве прототипа. Как известно, в конструкциях солнечных коллекторов очень большое значение имеет выполнение высокоэффективной прозрачной ограждающей конструкции. Требования к прозрачным ограждающим конструкциям солнечных коллекторов прозрачность для световых лучей, высокая тепловая защита адсорбера, герметичность, пыле- и влагонепроницаемость, надежность и долговечность эксплуатации. Всем этим требованиям отвечают современные пластиковые ПВХ и алюминиевые оконные системы с однослойным и многослойным (выполненным в виде стеклопакетов) остеклением. Под оконной системой в настоящем описании понимается оконная рама необходимых размеров, выполненная предпочтительно в виде глухого окна из готового оконного пластикового ПВХ или алюминиевого профиля, пластикового ПВХ или алюминиевого штапика, выполненного из готового пластикового ПВХ или алюминиевого профиля и как минимум однослойного, а предпочтительно многослойного (стеклопакетного) остекления. Современные оконные профили практически всех производителей отличаются высоким качеством изготовления, 4 83962012.08.30 унифицированными и стандартизированными размерами и идеально подходят для герметичной установки однослойного, а также многослойного остекления. В настоящее время на рынке производства стройматериалов и комплектующих сформировалась разветвленная сеть производителей различных пластиковых оконных конструкций и оконных систем. В производстве пластиковых оконных конструкций и систем используются различные пластиковые, ПВХ и алюминиевые профили всевозможных конструкций и различных производителей и торговых марок. На рынке пластиковых и алюминиевых окон наблюдается сильная конкуренция между производителями и цены на эту продукцию поддерживаются на низком уровне. В пластиковых и алюминиевых окнах используются различные виды остекления, в основном стеклопакеты одно- и двухкамерной конструкции, а также стеклопакеты с использованием энергосберегающих (низкоэмиссионных -) стекол и газовым наполнителем. Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции солнечного теплового коллектора с прозрачной ограждающей конструкцией в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы с унифицированным стеклопакетом, а также частных случаев выполнения проточной части теплового солнечного коллектора для воздушного,жидкостного, а также комбинированного воздушно-жидкостного типов. Современная пластиковая ПВХ или алюминиевая оконная система со стеклопакетом представляет собой готовую высокотехнологичную, светопрозрачную, теплоизолированную и герметичную ограждающую конструкцию, обладающую эстетичным внешним видом, большой долговечностью эксплуатации и относительно невысокой стоимостью. Солнечный коллектор со светопрозрачной ограждающей конструкцией в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы может быть изготовлен практически любых стандартных и нестандартных размеров. При такой конструкции при относительно невысокой стоимости изготовления солнечный коллектор приобретает привлекательный внешний вид, высокую степень герметичности, пыле- и влагозащищенность, а также высокую тепловую эффективность. Для дальнейшего повышения тепловой эффективности солнечный коллектор может быть оборудован дополнительным внутренним однослойным или многослойным стеклопакетным (предпочтительно как минимум с одним энергосберегающим низкоэмиссионным - стеклом) остеклением адсорбера. Производство заявляемой конструкции солнечного коллектора с использованием прозрачной ограждающей конструкции в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы со стандартным стеклопакетом в кратчайшие сроки и с минимальными организационными и финансовыми затратами может быть организовано на базе любого, даже очень небольшого, производства пластиковых окон. Поставленная задача решена следующим образом. Заявляется солнечный тепловой коллектор отопительной гелиосистемы, состоящий из светопрозрачной ограждающей конструкции, наружного корпуса, теплоизолированных от упомянутого наружного корпуса и находящихся в тепловом контакте между собой адсорбера солнечной тепловой энергии и как минимум одной полости для протекания теплоносителя, сообщенных с упомянутой полостью как минимум двух узлов для присоединения солнечного коллектора к системе циркуляции теплоносителя, отличающийся тем, что светопрозрачная ограждающая конструкция выполнена как минимум из однослойного прозрачного ограждения выбранного материала, закрепленного в раме, последняя, в свою очередь, выполнена как минимум из одного оконного профиля выбранного материала и конструкции. Солнечный тепловой коллектор может выполняться с прозрачным ограждением, которое выполнено в однослойном варианте из одного слоя светопрозрачного материала, в многослойном варианте - из пакета слоев светопрозрачного материала с дистанционными рамками между соседними слоями, а в качестве выполнения слоев светопрозрачного ма 5 83962012.08.30 териала выбирают листовые материалы стекло, акрил, поликарбонат, полиакрилонитрил,полиэтилен. Заявляемый солнечный тепловой коллектор отличается тем, что оконный профиль выбирают из профилей для изготовления оконных, дверных и фасадных элементов, которые выполнены имеющими постоянную форму поперечного сечения по всей длине, как минимум однокамерный, а предпочтительно многокамерный с возможностью армирования корпус со сквозными камерами, последние образованы наружными стенками профилей и межкамерными перегородками, наружный корпус профилей в поперечном сечении выполнен как минимум с одним уступом, обращенным внутрь рамы для фиксации светопрозрачного ограждения, причем поверхности уступа снабжены как минимум одним пазом и/или шипом для фиксации уплотнительной фурнитуры и как минимум одним пазом и/или шипом для фиксации удерживающего светопрозрачное ограждение профиляштапика. При выполнении заявляемого солнечного теплового коллектора материал оконного профиля выбирают из материалов на основе поливинилхлорида, сплавов на основе алюминия, пластика. Солнечный тепловой коллектор может выполняться с многослойным светопрозрачным пакетом, который, в свою очередь, предпочтительно должен быть выполнен герметичным, с пониженным, относительно атмосферного, давлением в межслойном пространстве, а предпочтительно вакуумированным. Солнечный тепловой коллектор может выполняться как минимум с одним многослойным светопрозрачным пакетом, который предпочтительно выполнен как минимум с одним низкоэмиссионным энергосберегающим стеклом, которое имеет прозрачное покрытие, не пропускающее лучи теплового инфракрасного диапазона. В заявляемом солнечном тепловом коллекторе тепловая изоляция между светопрозрачной ограждающей конструкцией и узлом, содержащим адсорбер солнечной тепловой энергии и как минимум одну полость для протекающего теплоносителя, может предпочтительно выполняться посредством высокотемпературного и негорючего теплоизолятора,например слоя каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна. Заявляемый солнечный тепловой коллектор может выполняться с тепловой изоляцией между корпусом и узлом, содержащим адсорбер солнечной тепловой энергии и как минимум одну полость для протекающего теплоносителя посредством слоя, отражающего электромагнитные волны, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора,уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты, пенополиуретана, вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука. Заявляемый солнечный тепловой коллектор может выполняться с тепловой изоляцией между корпусом и узлом, содержащим адсорбер солнечной тепловой энергии и как минимум одну полость для протекающего теплоносителя посредством слоя высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слоя каолиновой или минеральной ваты, либо теплоизоляционных картона, бумаги, набивки, шнура, мата на основе каолинового или керамического волокна. Заявляемый солнечный тепловой коллектор может выполняться с наружным корпусом из предпочтительно негорючих и коррозионностойких материалов, например металлов оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий, композитных материалов углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик, термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс поливинилхлорид,полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, полиуретан, полиэтилентетрофталат, поликарбонат, акрил, полиакрилонитрил. 83962012.08.30 Заявляемый солнечный тепловой коллектор может выполняться с дополнительной герметизацией корпуса в узлах соединения деталей и выходах воздуховодов и фитингов посредством термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например силикона. На фиг. 1 показан частный случай выполнения солнечного теплового коллектора воздушного типа для нагрева проточного воздуха. На фиг. 2 показан частный случай выполнения солнечного теплового коллектора воздушного типа для нагрева проточного воздуха с дополнительным внутренним остеклением, повышающим тепловую эффективность солнечного коллектора. На фиг. 3 показан частный случай выполнения солнечного теплового коллектора жидкостного типа для нагрева протекающей жидкости. На фиг. 4 показан частный случай выполнения солнечного теплового коллектора жидкостного типа для нагрева протекающей жидкости с дополнительным внутренним остеклением, повышающим тепловую эффективность солнечного коллектора. На фиг. 5 показан частный случай выполнения солнечного теплового коллектора комбинированного воздушно-жидкостного типа для одновременного нагрева проточного воздуха и протекающей жидкости. На фиг. 6 показан частный случай выполнения солнечного теплового коллектора комбинированного воздушно-жидкостного типа для одновременного нагрева проточного воздуха и протекающей жидкости с дополнительным внутренним остеклением, повышающим тепловую эффективность солнечного коллектора. Очень многие известные конструкции солнечных тепловых коллекторов проточного типа с воздушным теплоносителем, в частности 1, 2, имеют конструкцию, при которой циркулирующий между солнечным коллектором и тепловым аккумулятором воздушный теплоноситель омывает одновременно селективную поверхность светопоглощающего адсорбера и внутреннюю поверхность светопрозрачной ограждающей конструкции солнечного коллектора. В процессе длительной работы при такой конструкции солнечного коллектора светопрозрачная ограждающая конструкция и селективная поверхность адсорбера постепенно и довольно быстро загрязняются осаждающейся пылью, находящейся во взвешенном состоянии в воздушном теплоносителе. При этом в результате загрязнения внутренней поверхности светопрозрачной ограждающей конструкции и селективной поверхности адсорбера солнечного коллектора уменьшается светопропускание светопрозрачной конструкции и светопоглощение селективной поверхности и, как следствие, резко снижается эффективность и КПД солнечного теплового коллектора. Работы по обслуживанию и чистке таких конструкций солнечных тепловых коллекторов чрезвычайно трудоемки и связаны с демонтажем и разборкой солнечных тепловых коллекторов. При размещении коллекторов на фасадах многоэтажных зданий трудоемкость таких работ резко возрастает. Поэтому предпочтительно использовать такие конструкции солнечных тепловых коллекторов, в которых контур воздушного теплоносителя изолирован от светопрозрачной ограждающей конструкции и селективного покрытия адсорбера солнечного теплового коллектора, например, в частности конструкции плоских солнечных коллекторов, в которых воздушный теплоноситель омывает обратную сторону адсорбера солнечной энергии. При этом внутренние поверхности светопрозрачной ограждающей конструкции и поверхность селективного покрытия адсорбера, выполненные в виде герметичного модуля, длительно остаются чистыми и работы по обслуживанию солнечных коллекторов такой конструкции сводятся только к периодической очистке наружных светопрозрачных поверхностей без демонтажа и разборки коллектора. Как показано на фиг. 1, солнечный тепловой коллектор для нагрева проточного воздуха состоит из следующих элементов- Светопрозрачной ограждающей конструкции, выполненной в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы 1. Применяемая пластиковая ПВХ или алюминиевая 7 83962012.08.30 оконная система может быть любой известной конструкции, любого известного производителя и торговой марки как минимум с однослойным, а предпочтительно многослойным(стеклопакетным) остеклением. На фиг. 1 показана, в частности, оконная система 1 с однокамерным стеклопакетом 2. Между солнечным адсорбером 4 и рамой окна 1 располагают предпочтительно высокотемпературный и негорючий теплоизолятор 3, например, в виде слоя асбеста, каолиновых или керамических теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, картон, бумага).- Солнечного адсорбера 4, выполненного в виде листа теплопроводного материала,например металла (сталь, алюминий, медь), теплопроводящего композитного материала,ткани, стекла. На поверхность солнечного адсорбера 4, обращенную к светопрозрачной конструкции, нанесено светопоглощающее покрытие 5, предпочтительно в виде селективного покрытия темного или черного цвета, с обратной стороны адсорбера 4 размещена воздушная полость 6, имеющая тепловой контакт с адсорбером, воздушная полость 6 может быть выполнена в виде короба, змеевика, трубы, воздушная полость 6 имеет элементы сообщения с внешними системами (воздуховоды) 11, воздушная полость 6 изолирована от задней стенки 9 солнечного коллектора с помощью слоя 7, отражающего электромагнитные волны для уменьшения лучевых потерь, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора 8, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты, пенополиуретана, вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука или другого известного материала с выбранными теплоизоляционными свойствами. Предпочтительно для улучшения пожарной безопасности солнечного коллектора между слоем фольги 7 и слоем теплоизолятора 8, окружающего адсорбер 4 и воздушную полость 6, располагать слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например,в частности слой каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна (на фиг. 1 не показано). Задняя стенка 9 солнечного коллектора выполнена в виде листа предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий), композитного материала(пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс (ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ,ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). По периметру солнечный коллектор ограничен П-образными или Г-образными профилями 10 предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий),композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс(ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). Наружный корпус солнечного коллектора дополнительно в узлах стыков панелей и выходов воздуховодов, фитингов и вспомогательных элементов предпочтительно дополнительно герметизируется с помощью термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например, с помощью силикона. Как показано на фиг. 2, солнечный тепловой коллектор для нагрева проточного воздуха, оснащенный дополнительным внутренним остеклением, состоит из следующих элементов- Светопрозрачной ограждающей конструкции, выполненной в виде пластиковой,ПВХ или алюминиевой оконной системы 1 (применяемая оконная система может быть любой известной конструкции любого известного производителя и торговой марки с однослойным или многослойным (стеклопакетным) остеклением. На фиг. 2 показана, в частности, оконная система 1 с однокамерным стеклопакетом 2. 83962012.08.30 Солнечный коллектор (фиг. 2) с целью повышения тепловой эффективности оснащен дополнительным внутренним как минимум однослойным, а предпочтительно многослойным (стеклопакетным) остеклением 12. На фиг. 2, в частности, показан однокамерный стеклопакет 12. Между солнечным адсорбером 4, дополнительным внутренним остеклением 12 и рамой окна 1 предпочтительно располагают слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора 3, выполненного, например, в виде слоя асбеста, каолиновых или керамических теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, картон, бумага).- Солнечного адсорбера 4, выполненного в виде листа теплопроводного материала,например металла (сталь, алюминий, медь), теплопроводящего композитного материала,ткани, стекла, на поверхность солнечного адсорбера 4, обращенную к светопрозрачной конструкции, нанесено светопоглощающее покрытие 5, предпочтительно в виде селективного покрытия темного или черного цвета, с обратной стороны адсорбера 4 размещена воздушная полость 6, имеющая тепловой контакт с адсорбером 4. Воздушная полость 6 может быть выполнена в виде короба, змеевика, трубы. Воздушная полость 6 имеет элементы сообщения с внешними системами (воздуховоды) 11. Воздушная полость 6 изолирована от задней стенки 9 солнечного коллектора с помощью слоя 7, отражающего электромагнитные волны для уменьшения лучевых потерь, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора 8, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты, пенополиуретана,вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука или другого известного материала с выбранными теплоизоляционными свойствами. Предпочтительно для улучшения пожарной безопасности солнечного коллектора между слоем фольги и слоем теплоизолятора, окружающего адсорбер и воздушную полость,располагать слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слой каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна (на фиг. 2 не показано). Задняя стенка 9 солнечного коллектора выполнена в виде листа предпочтительно из коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий), композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс (ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). По периметру солнечный коллектор ограничен П-образными или Г-образными профилями 10 предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например,металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий),композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс(ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). Наружный корпус солнечного коллектора дополнительно в узлах стыков панелей и выходов воздуховодов, фитингов и вспомогательных элементов предпочтительно дополнительно герметизируется с помощью термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например, с помощью силикона. Как показано на фиг. 3, солнечный тепловой коллектор для нагрева жидкого теплоносителя состоит из следующих элементов- Светопрозрачной ограждающей конструкции, выполненной в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы 1 (применяемая оконная система может быть любой известной конструкции любого известного производителя и торговой марки с однослойным или многослойным (стеклопакетным) остеклением). На фиг. 3 показана, в частности,оконная система 1 с однокамерным стеклопакетом 2. 9 83962012.08.30 Между солнечным адсорбером 4 и рамой окна 1 предпочтительно располагают слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора 3, выполненного, например, в виде слоя асбеста, каолиновых или керамических теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, картон, бумага).- Солнечного адсорбера 4, выполненного в виде листа теплопроводного материала,например металла (сталь, алюминий, медь), теплопроводящего композитного материала,ткани, стекла, на поверхность солнечного адсорбера 4, обращенную к светопрозрачной конструкции, нанесено светопоглощающее покрытие 5, предпочтительно в виде селективного покрытия темного или черного цвета, с обратной стороны адсорбера 4 размещена герметичная полость для жидкого теплоносителя 13, имеющая тепловой контакт с адсорбером 4. Полость для жидкого теплоносителя 13 может быть выполнена в виде короба,змеевика, трубы. На фиг. 3 в частности полость для жидкого теплоносителя 13 изображена в виде змеевика, имеющего тепловой контакт с пластиной адсорбера 4. Полость для жидкого теплоносителя 13 имеет элементы сообщения с внешними системами (фитинги) 14. Полость для жидкого теплоносителя 13 изолирована от задней стенки 9 солнечного коллектора с помощью слоя 7, отражающего электромагнитные волны для уменьшения лучевых потерь, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора 8, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты, пенополиуретана, вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука или другого известного материала с выбранными теплоизоляционными свойствами. Предпочтительно для улучшения пожарной безопасности солнечного коллектора между слоем фольги 7 и слоем теплоизолятора 8, окружающего адсорбер и полость для жидкого теплоносителя, располагать слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слой каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна (на фиг. 3 не показано). Задняя стенка 9 солнечного коллектора выполнена в виде листа предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий), композитного материала(пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс (ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ,ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). По периметру солнечный коллектор ограничен П-образными или Г-образными профилями 10 предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий),композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс(ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). Наружный корпус солнечного коллектора дополнительно в узлах стыков панелей и выходов воздуховодов, фитингов и вспомогательных элементов предпочтительно дополнительно герметизируется с помощью термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например, с помощью силикона. Как показано на фиг. 4, солнечный тепловой коллектор для нагрева жидкого теплоносителя с дополнительным внутренним остеклением состоит из следующих элементов- Светопрозрачной ограждающей конструкции, выполненной в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы 1. Применяемая оконная система может быть любой известной конструкции любого известного производителя и торговой марки с однослойным или многослойным (стеклопакетным) остеклением. На фиг. 4 показана, в частности,оконная система 1 с однокамерным стеклопакетом 2. Солнечный коллектор (фиг. 4) с целью повышения тепловой эффективности оснащен дополнительным внутренним как минимум однослойным, а предпочтительно многослой 10 83962012.08.30 ным (стеклопакетным) остеклением 12. На фиг. 4, в частности, показан однокамерный стеклопакет 12. Между солнечным адсорбером 4, дополнительным внутренним остеклением 12 и рамой окна 1 предпочтительно располагают слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора 3, выполненного, например, в виде слоя асбеста, каолиновых или керамических теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, набивка, мат, шнур, картон, бумага).- Солнечного адсорбера 4, выполненного в виде листа теплопроводного материала,например металла (сталь, алюминий, медь), теплопроводящего композитного материала,ткани, стекла, на поверхность солнечного адсорбера 4, обращенную к светопрозрачной конструкции, нанесено светопоглощающее покрытие 5 предпочтительно в виде селективного покрытия темного или черного цвета, с обратной стороны адсорбера 4 размещена герметичная полость для жидкого теплоносителя 13, имеющая тепловой контакт с адсорбером 4. Полость для жидкого теплоносителя 13 может быть выполнена в виде короба,змеевика, трубы. На фиг. 4, в частности, полость для жидкого теплоносителя 13 изображена в виде змеевика, имеющего тепловой контакт с пластиной адсорбера 4. Полость для жидкого теплоносителя 13 имеет элементы сообщения с внешними системами (фитинги) 14. Полость для жидкого теплоносителя 13 изолирована от задней стенки 9 солнечного коллектора с помощью слоя 7, отражающего электромагнитные волны для уменьшения лучевых потерь, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора 8, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты, пенополиуретана, вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука или другого известного материала с выбранными теплоизоляционными свойствами. Предпочтительно для улучшения пожарной безопасности солнечного коллектора между слоем фольги 7 и слоем теплоизолятора 8, окружающего адсорбер 4 и полость для жидкого теплоносителя 13, располагать слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слой каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна (на фиг. 4 не показано). Задняя стенка 9 солнечного коллектора выполнена в виде листа из предпочтительно негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий), композитного материала(пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс (ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ,ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). По периметру солнечный коллектор ограничен П-образными или Г-образными профилями 10 предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий),композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс(ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). Наружный корпус солнечного коллектора дополнительно в узлах стыков панелей и выходов воздуховодов, фитингов и вспомогательных элементов предпочтительно дополнительно герметизируется с помощью термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например, с помощью силикона. Как показано на фиг. 5, солнечный тепловой коллектор комбинированного типа для одновременного нагрева воздушного и жидкого теплоносителей состоит из- Светопрозрачной ограждающей конструкции, выполненной в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы 1 (применяемая оконная система может быть любой известной конструкции любого известного производителя и торговой марки как минимум 83962012.08.30 с однослойным, а предпочтительно многослойным (стеклопакетным) остеклением. На фиг. 5 показана, в частности, оконная система 1 с однокамерным стеклопакетом 2. Между солнечным адсорбером 4 и рамой окна 1 предпочтительно располагают слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора 3, выполненного, например, в виде слоя асбеста, каолиновых или керамических теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, картон, бумага).- Солнечного адсорбера 4, выполненного в виде листа теплопроводного материала,например металла (сталь, алюминий, медь), теплопроводящего композитного материала,ткани, стекла, на поверхность солнечного адсорбера 4, обращенную к светопрозрачной конструкции, нанесено светопоглощающее покрытие 5, предпочтительно в виде селективного покрытия темного или черного цвета, с обратной стороны адсорбера 4 размещена герметичная полость для жидкого теплоносителя 13, имеющая тепловой контакт с адсорбером 4, и воздушная полость для протекания и нагрева воздушного теплоносителя 6. Полости для жидкого теплоносителя 13 и воздушного теплоносителя 6 могут быть выполнены в виде короба, змеевика, трубы. На фиг. 5, в частности, полость 13 для жидкого теплоносителя изображена в виде змеевика, имеющего тепловой контакт с пластиной адсорбера 4, а полость 6 для воздушного теплоносителя выполнена в виде короба. Полость 13 для жидкого теплоносителя и полость 6 для воздушного теплоносителя имеют элементы сообщения с внешними системами (соответственно фитинги 14 и воздуховоды 11). На фиг. 5, в частности, изображена конструкция комбинированного солнечного коллектора, в которой змеевик для нагрева жидкого теплоносителя 13 расположен внутри короба для нагрева воздушного теплоносителя 6. Полости 13, 6 для жидкого и воздушного теплоносителей изолированы от задней стенки 9 солнечного коллектора с помощью слоя 7, отражающего электромагнитные волны для уменьшения лучевых потерь, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора 8, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты,пенополиуретана, вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука или другого известного материала с выбранными теплоизоляционными свойствами. Предпочтительно для улучшения пожарной безопасности солнечного коллектора между слоем фольги 7 и слоем теплоизолятора 8, окружающего адсорбер 4 и полости 13 и 6 для жидкого и воздушного теплоносителей, располагать слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слой каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна (на фиг. 5 не показано). Задняя стенка 9 солнечного коллектора выполнена в виде листа предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий), композитного материала(пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс (ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ,ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). По периметру солнечный коллектор ограничен П-образными или Г-образными профилями 10 предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий),композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс(ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). Наружный корпус солнечного коллектора дополнительно в узлах стыков панелей и выходов воздуховодов, фитингов и вспомогательных элементов предпочтительно дополнительно герметизируется с помощью термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например, с помощью силикона. 12 83962012.08.30 Как показано на фиг. 6, солнечный тепловой коллектор комбинированного типа для одновременного нагрева воздушного и жидкого теплоносителей с дополнительным внутренним остеклением состоит из следующих элементов- Светопрозрачной ограждающей конструкции, выполненной в виде пластиковой ПВХ или алюминиевой оконной системы 1 (применяемая оконная система может быть любой известной конструкции любого известного производителя и торговой марки как минимум с однослойным, а предпочтительно многослойным (стеклопакетным) остеклением). На фиг. 6 показана, в частности, оконная система 1 с однокамерным стеклопакетом 2. Солнечный коллектор (фиг. 6) с целью повышения тепловой эффективности оснащен дополнительным внутренним как минимум однослойным, а предпочтительно многослойным (стеклопакетным) остеклением 12. На фиг. 6, в частности, дополнительное внутреннее остекление выполнено в виде однокамерного стеклопакета 12. Между солнечным адсорбером 4, дополнительным внутренним остеклением 12 и рамой оконной системы 1 предпочтительно располагают слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора 3, выполненного, например, в виде слоя асбеста, каолиновых или керамических теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, картон, бумага).- Солнечного адсорбера 4, выполненного в виде листа теплопроводного материала,например металла (сталь, алюминий, медь), теплопроводящего композитного материала,ткани, стекла, на поверхность солнечного адсорбера 4, обращенную к светопрозрачной конструкции, нанесено светопоглощающее покрытие 5, предпочтительно в виде селективного покрытия темного или черного цвета, с обратной стороны адсорбера 4 размещена герметичная полость для жидкого теплоносителя 13, имеющая тепловой контакт с адсорбером 4, и воздушная полость для протекания и нагрева воздушного теплоносителя 6. Полости для жидкого теплоносителя 13 и воздушного теплоносителя 6 могут быть выполнены в виде короба, змеевика, трубы. На фиг. 6, в частности, полость 13 для жидкого теплоносителя изображена в виде змеевика, имеющего тепловой контакт с пластиной адсорбера 4, а полость 6 для воздушного теплоносителя выполнена в виде короба. Полость 13 для жидкого теплоносителя и полость 6 для воздушного теплоносителя имеют элементы сообщения с внешними системами (соответственно фитинги 14 и воздуховоды 11). На фиг. 6, в частности, изображена конструкция комбинированного солнечного коллектора, в которой змеевик для нагрева жидкого теплоносителя 13 расположен внутри короба для нагрева воздушного теплоносителя 6. Полости 13 и 6 для жидкого и воздушного теплоносителей изолированы от задней стенки 9 солнечного коллектора с помощью слоя 7, отражающего электромагнитные волны для уменьшения лучевых потерь, например слоя алюминиевой фольги, и слоя теплоизолятора 8, уменьшающего тепловые потери от теплопереноса, выполненного, например, в виде слоя пенопласта, минераловатной плиты,пенополиуретана, вспененного полиэтилена, экструдированного пенополистирола, теплоизолятора из вспененного каучука или другого известного материала с выбранными теплоизоляционными свойствами. Предпочтительно для улучшения пожарной безопасности солнечного коллектора между слоем фольги 7 и слоем теплоизолятора 8, окружающего адсорбер 4 и полости 13, 6 для жидкого и воздушного теплоносителей, располагать слой высокотемпературного и негорючего теплоизолятора, например, в частности слой каолиновой или минеральной ваты, либо материалов на основе каолинового или керамического волокна (на фиг. 6 не показано). Задняя стенка 9 солнечного коллектора выполнена в виде листа предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий), композитного материала(пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс (ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ,ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). 13 83962012.08.30 По периметру солнечный коллектор ограничен П-образными или Г-образными профилями 10 предпочтительно из негорючего и коррозионностойкого материала, например металла (оцинкованная, окрашенная сталь, нержавеющая сталь, окрашенный алюминий),композитного материала (пластик, углепластик, гетинакс, текстолит, стеклопластик и т.д.), термосветостабилизированных и долговечных полимерных материалов - пластмасс(ПВХ, ПНД, ПВД, ПУ, ПЭТ, поликарбонат, акрил, полиамид, полиакрилонитрил и т.д.). Наружный корпус солнечного коллектора дополнительно в узлах стыков панелей и выходов воздуховодов, фитингов и вспомогательных элементов предпочтительно дополнительно герметизируется с помощью термосветостабилизированных и долговечных герметиков, например, с помощью силикона. В заключении необходимо привести сведения, подтверждающие возможность достижения технического результата - эффективного нагрева теплоносителя в заявляемой конструкции плоского солнечного теплового коллектора отопительной гелиосистемы с использованием ПВХ оконных систем в качестве светопрозрачных ограждающих конструкций. Согласно данным климатических наблюдений годового хода температур наружного воздуха за период 30 лет с 1961 г. по 1990 г. средние температуры наружного воздуха по месяцам отопительного периода для самого холодного региона территории Беларуси составляют (таблица) от -8,3 до 4,8 . Как известно, средняя температура наружного воздуха в светлое время суток составляет в самые холодные месяцы отопительного периода как минимум на 3-6 градусов выше среднесуточной. Поэтому в светлое время суток (время работы солнечного теплового коллектора) средние температуры наружного воздуха для самого холодного региона территории Беларуси (исключая самые холодные пятидневки) составят от -5,3 до 7,8 .(Данные взяты из 3, 4, 5) Регион Брест Гродно Витебск Могилев Гомель Минск Месяцы отопительного периода 11 12 1 2 3 2,6 Как известно из современных исследований при температуре наружного воздуха в-16 двухкамерный стеклопакет с газовым углекислотным или аргоновым наполнителем и внутренним низкоэмиссионным (-) стеклом обеспечивает температуру на поверхности внутреннего стекла от 18 до 20 . При установке дополнительного внутреннего однослойного остекления внутренняя температура в коллекторе поднимается еще на 5-10 и температура разогрева адсорбера в коллекторе с двухкамерным энергосберегающим стеклопакетом и дополнительным внутренним однослойным остеклением составит при наружной температуре в -16 от 25 до 35 . Исходя из этих данных и среднемесячных температур наружного воздуха в зимний период солнечные коллекторы заявляемой конструкции в климатических условиях Республики Беларусь вполне работоспособны практически в течение всего отопительного периода, исключая самые холодные пятидневки. КПД заявляемых солнечных коллекторов при трехслойном и четырехслойном стеклопакетном остеклении находится в пределах 40-60 , что составляет вполне удовлетворительные показатели утилизации поступающего потока солнечной энергии. 14 83962012.08.30 В летние месяцы заявляемые солнечные тепловые коллекторы во избежание перегрева в обязательном порядке должны быть сообщены с атмосферой и свободно проветриваться, а также для увеличения срока службы предпочтительно защищаться от потока солнечного излучения с помощью внешних защитных устройств штор, роллет, тентов, жалюзи и т.д. Заявляемые конструкции солнечных тепловых коллекторов в климатических условиях Республики Беларусь вполне пригодны для эксплуатации в низкотемпературных воздушных конвективных отопительных гелиосистемах и в двухконтурных системах подогрева воды для целей горячего водоснабжения. Заявляемые конструкции солнечных тепловых коллекторов являются очень перспективными для проектирования и применения в современном промышленном и гражданском строительстве. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 16