Гелиоводонагревательная установка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Синяков Анатолий Леонидович(72) Автор Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Синяков Анатолий Леонидович(57) 1. Гелиоводонагревательная установка, содержащая бак-аккумулятор, к выходному патрубку которого присоединен входом циркуляционный насос, и солнечный коллектор с тепловыми трубами, испарительные участки которых расположены в основном защитном от наружной среды, прямоугольном, со светопрозрачным покрытием и теплоизоляционным слоем корпусе, в правой стенке которого выполнены отверстия, через которые проходят и в которых закреплены конденсационные участки тепловых труб, отличающаяся тем, что снабжена дополнительным защитным от наружной среды, прямоугольным, со светопрозрачным покрытием и теплоизоляционным слоем корпусом, который примыкает к правой стенке основного корпуса, и теплопроводящим баком-кожухом с входным и выходным патрубками, в левой стенке которого выполнены отверстия, соосные с отверстиями правой стенки основного корпуса, при этом конденсационные участки тепловых труб расположены внутри бака-кожуха и герметично закреплены в отверстиях его левой стенки,который размещен в дополнительном корпусе и присоединен входным и выходным патрубками соответственно к выходу циркуляционного насоса и входному патрубку бакааккумулятора. 15291 1 2011.12.30 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя стенка бака-кожуха и испарительные участки тепловых труб окрашены в черный цвет. Предлагаемое техническое решение относится к гелиоводонагревательным установкам, в конструкции которых используются солнечные коллекторы с тепловыми трубами. Известна конструкция гелиоводонагревательной установки 1. Известная установка содержит циркуляционный насос, присоединенный входом к выходу, а выходом - через солнечный коллектор ко входу бака-аккумулятора, при этом солнечный коллектор содержит прямоугольный защитный от наружной среды со светопрозрачным покрытием корпус, в котором расположены теплопередающие трубы, окрашенные в черный цвет и присоединенные соответственно к распределительному и собирающему коллекторам циркулирующей через трубы воды. Установка работает следующим образом. Циркуляционный насос при наличии солнца осуществляет циркуляцию воды из бака-аккумулятора через солнечный коллектор в бакаккумулятор. При движении воды по трубам коллектора она подогревается тепловым излучением солнца, которое преобразуют в тепловую энергию и передают воде окрашенные в черный цвет теплопроводящие трубы коллекторы. К недостатку известной установки следует отнести сложность ее конструкции. Сложность конструкции установки обусловлена сложностью ее солнечного коллектора, в конструкцию которого входит большое количество элементов корпус со светопрозрачным покрытием и теплоизоляционным слоем преобразователь теплового излучения солнца в тепловую энергию, выполненный в виде черных металлических труб распределительный и собирающий коллекторы, к которым присоединены трубы. Наиболее близкой к заявляемой конструкции гелиоводонагревательной установки является установка, в которой для нагрева воды тепловым излучением солнца используется коллектор с тепловыми трубами 2. Эта гелиоводонагревательная установка содержит циркуляционный насос, который входом присоединен к выходу, а выходом - ко входу бака-аккумулятора солнечный коллектор, содержащий от окружающей среды прямоугольный со светопрозрачным покрытием корпус, в котором расположены окрашенные в черный цвет и обращенные к солнцу испарительные участки тепловых труб, конденсационные участки которых расположены в баке-аккумуляторе. Гелиоводонагревательная установка работает следующим образом. В солнечный день циркуляционный насос осуществляет непрерывную циркуляцию воды через бакаккумулятор, при этом вода движется в баке снизу вверх через межтрубное пространство расположенных в баке конденсационных участков тепловых труб, испарительные участки которых окрашены в черный цвет, расположены в защитном от наружной среды со светопрозрачным покрытием корпусе и обращены в сторону солнца. Испарительные участки тепловых труб преобразуют падающее на их поверхность тепловое излучение солнца в тепловую энергию, которая нагревает и превращает в пар находящуюся в герметичных тепловых трубах жидкость. Пар перемещается в конденсационные участки труб, где конденсируется, отдавая выделяющуюся теплоту воде, омывающей конденсационные участки труб, и конденсат возвращается в испарительные участки труб самотеком. Далее процесс нагрева воды, находящейся в баке-аккумуляторе, тепловым излучением солнца повторяется. К недостатку этой конструкции установки следует отнести пониженную эффективность работы. Пониженная эффективность работы установки обусловлена ее малой тепловой мощностью, которая идет на нагрев воды в баке-аккумуляторе, из-за зависимого расположения коллектора и бака-аккумулятора (конденсационные участки тепловых труб расположены внутри, а испарительные участки - снаружи бака-аккумулятора), которое не позволяет существенно увеличить тепловую мощность гелиоводонагревательной установки путем увеличения числа тепловых труб в коллекторе из-за ограниченной возможности 2 15291 1 2011.12.30 размещения большого количества конденсационных участков тепловых труб в бакеаккумуляторе. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы гелиоводонагревательной установки с солнечным коллектором с тепловыми трубами. Поставленная задача решается тем, что гелиоводонагревательная установка, содержащая бак-аккумулятор, к выходному патрубку которого присоединен входом циркуляционный насос, и солнечный коллектор с тепловыми трубами, испарительные участки которых расположены в основном защитном от наружной среды, прямоугольном, со светопрозрачным покрытием и теплоизоляционным слоем корпусе, в правой стенке которого выполнены отверстия, через которые проходят и в которых закреплены конденсационные участки тепловых труб, согласно изобретению, снабжена дополнительным защитным от наружной среды, прямоугольным, со светопрозрачным покрытием и теплоизоляционным слоем корпусом, который примыкает к правой стенке основного корпуса, и теплопроводящим баком-кожухом с входным и выходным патрубками, в левой стенке которого выполнены отверстия, соосные с отверстиями правой стенки основного корпуса, при этом конденсационные участки тепловых труб расположены внутри бака-кожуха и герметично закреплены в отверстиях его левой стенки, который размещен в дополнительном корпусе и присоединен входным и выходным патрубками соответственно к выходу циркуляционного насоса и входному патрубку бака-аккумулятора. При этом верхняя стенка бака-кожуха и испарительные участки тепловых труб окрашены в черный цвет. Сущность предлагаемого изобретения гелиоводонагревательной установки поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема установки с разрезом солнечного коллектора по В-В на фиг. 2 на фиг. 2 - поперечный разрез солнечного коллектора по А-А на фиг. 1. Заявляемая гелиоводонагревательная установка содержит бак-аккумулятор 1 с входным и выходным 3 патрубками циркуляционный насос 4 и солнечный коллектор с тепловыми трубами 5, испарительные участки 6 которых расположены в основном защитном от наружной среды, прямоугольном, со светопрозрачным покрытием 7 и теплоизоляционным слоем 8 корпусе 9, в правой стенке 10 которого выполнены отверстия 11, в которых установлены и закреплены конденсационные участки 12 тепловых труб 5, при этом циркуляционный насос 4 присоединен входом к выходному патрубку 3 бака-аккумулятора 1. Для повышения эффективности работы установка снабжена дополнительным защитным от наружной среды, прямоугольным, со светопрозрачным покрытием 13 и теплоизоляционным слоем 14 корпусом 15, который примыкает к правой стеке 10 основного корпуса 9, и теплопроводящим баком-кожухом 16 с входным 17 и выходным 18 патрубками, в левой стенке 19 которого выполнены отверстия 20, соосные с отверстиями 11 в правой стенке 10 основного корпуса 9, при этом конденсационные участки 12 тепловых труб расположены внутри бака кожуха 16 и герметично закреплены в отверстиях 20 его левой стенки 19, который размещен в дополнительном корпусе 15 и присоединен входным 17 и выходным 18 патрубками соответственно к выходу циркуляционного насоса 4 и входному патрубку 2 бака-аккумулятора 1. Для увеличения тепловой мощности солнечного коллектора путем увеличения коэффициента поглощения падающего на его поверхность теплового излучения солнца верхняя стенка бака-кожуха 16 и испарительные участки 6 тепловых труб 5 окрашены в черный цвет. Заявляемая гелиоводонагревательная установка работает следующим образом. В солнечный день непрерывно работает циркуляционный насос 4, который забирает воду из бака-аккумулятора 1 через выходной патрубок 3, прогоняет ее через теплопроводящий,расположенный в дополнительном корпусе 15, бак-кожух 16, в котором размещены конденсационные участки 12 тепловых труб 5, выполненные в виде термосифонов, и подает ее опять через входной патрубок 2 в бак-аккумулятор 1. 3 15291 1 2011.12.30 Испарительные участки 6 термосифонов, расположенные в основном корпусе 9 солнечного коллектора, преобразуют падающее на их поверхность тепловое излучение солнца в тепловую энергию, которая нагревает и преобразует в пар находящуюся в термосифонах жидкость (промежуточный теплоноситель), который поступает в конденсационные участки 12 термосифонов, расположенные в баке-кожухе 16 и омываемые циркулирующей через него при помощи насоса 4 водой бака-аккумулятора 1. В конденсационных участках 12 термосифонов, омываемых холодной водой бака-аккумулятора 1, происходит конденсация пара, при этом выделяемая теплота при конденсации пара идет на нагрев воды, омывающей конденсационные участки 12 термосифонов, и конденсат самотеком возвращается в испарительные участки 6 термосифонов, расположенные ниже конденсационных участков 12. Далее процесс нагрева воды бака-аккумулятора 1 тепловым излучением солнца при помощи тепловых труб солнечного коллектора повторяется. Дополнительный нагрев воды, циркулирующей через бак-кожух 16 и бак-аккумулятор 1 при помощи насоса 4, осуществляется тепловым излучением солнца, падающего через светопрозрачное покрытие 13 и на черную поверхность бака-кожуха 16, которая поглощает и преобразует тепловое излучение солнца в тепловую энергию, которая передается омывающей эту стенку и конденсационные участки 12 тепловых труб. Для уменьшения потерь теплоты солнечным коллектором в наружную среду основной 9 и дополнительный 15 корпусы коллектора выполнены из нетеплопроводного материала(прессованный пенопласт), снабжены светопрозрачными покрытиями 7 и 13 (стеклянные крышки) и в них расположены теплоизоляционные слои 8 и 14. В заявляемой конструкции гелиоводонагревательной установки нагрев воды осуществляется не только конденсационными 12 участками тепловых труб, но и черной поверхностью бака-кожуха 16, расположенного в дополнительном корпусе 15, в результате чего увеличивается тепловая мощность установки. Кроме того, независимое расположение солнечного коллектора с тепловыми трубами от бака-аккумулятора позволяет наиболее оптимально разместить коллектор и увеличить тепловую мощность установки за счет увеличения площади коллектора, на которую падает тепловое излучение солнца и которая преобразует это излучение в тепловую энергию,идущую на нагрев воды в баке-аккумуляторе. Таким образом, в процессе работы заявляемой гелиоводонагревательной установки происходит достижение постоянной технической задачи повышение эффективности работы установки путем увеличения ее тепловой мощности за счет дополнительного нагрева воды в солнечном коллекторе с тепловыми трубами тепловым излучением солнца, падающего на черную поверхность бака-кожуха, расположенного в дополнительном защитном от наружной среды, прямоугольном, со светопрозрачным покрытием и теплоизоляционным слоем корпусе, которым оборудована установка, а также за счет возможности увеличения площади коллектора, на которую падает тепловое излучение солнца и которая преобразует это излучение в тепловую энергию, идущую на нагрев циркулирующей через него воды, при независимом расположении солнечного коллектора от бака-аккумулятора. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4