Гелиоводонагревательная установка

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Автор Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Гелиоводонагревательная установка, содержащая приемник солнечного излучения,насос и теплоизолированную емкость для воды, отличающаяся тем, что она снабжена фитильными тепловыми трубами, а теплоизолированная емкость для воды выполнена в виде теплоизолированного бака с прямоугольным поперечным сечением, в левой продольной, обращенной к солнцу, стенке которого в нижней зоне выполнены отверстия и она наклонена в сторону центральной вертикальной оси бака, при этом тепловые трубы установлены и закреплены в отверстиях левой стенки бака так, что их испарительные и конденсационные участки расположены соответственно на поверхности левой стенки и в нижней зоне бака. 2. Гелиоводонагревательная установка по п. 1, отличающаяся тем, что по периметру поверхности левой стенки бака установлены и прикреплены перпендикулярно к ее поверхности стенки-бортики из теплоизоляционного материала, сверху которых расположена светопрозрачная крышка.(56) 1. Основы энергосбережения. Цикл лекций / Под ред. Н.Г.Хутской. - Минск Технология, 1999. -С. 25. 2. Драганов Б.Х. и др. Применение теплоты в сельском хозяйстве. - Киев Высшая школа, 1990. - С. 267. Предлагаемое техническое решение относится к гелиоводонагревательным установкам с принудительной циркуляцией воды, которые принимаются в системах отопления и горячего водоснабжения жилых помещений. Известна гелиоводонагревательная установка, используемая на дачных и приусадебных участках 1. Известная установка содержит приемник солнечного излучения и теплоизолированную емкость для воды, которая расположена выше приемника, при этом входной и выходной патрубки емкости соответственно присоединены к выходу и входу приемника солнечного излучения. Установка работает следующим образом. Так как приемник солнечного излучения расположен ниже емкости дна воды, то в нем при отсутствии солнечного излучения находится холодная вода, поступившая из нижней холодной зоны емкости. При падении солнечного излучения на приемник он преобразует солнечное излучение в тепловую энергию,которая нагревает находящуюся в нем холодную воду, при этом плотность нагретой воды становится меньше и она выталкивается из приемника холодной водой из емкости и поступает через входной патрубок в верхнюю часть емкости, т.е. возникает естественная циркуляция воды через приемник, в котором вода нагревается. К недостаткам известной гелиоводонагревательной установки следует отнести большую неравномерность температуры воды в теплоизолированной емкости и зависимость ее работы от расположения приемника солнечного излучения относительно емкости дна воды. Неравномерность температуры воды в емкости обусловлена ламинарным движением воды в установке с естественной циркуляцией. Установка работоспособна только тогда, когда накопительная емкость воды расположена выше приемника солнечного излучения. Наиболее близкой к заявляемой конструкции гелиоводонагревательной установки является установка с принудительной циркуляцией воды, которая используется в системах отопления и горячего водоснабжения жилых помещений 2. Гелиоводонагревательная установка содержит приемник солнечного излучения, насос и теплоизолированную емкость дна воды. В этой конструкции установки турбулентное движение воды через приемник солнечного излучения обеспечивается насосом и она работоспособна независимо от места расположения приемника относительно емкости дна воды. К недостатку установки следует отнести пониженную эффективность ее работы в светлое время суток из-за малой теплопроизводительности установки при наличии временных облаков, тумана, смока и других факторов, уменьшающих плотность солнечного излучения, падающего на приемник установки, в результате чего увеличивается время нагрева воды до требуемой температуры. Задачей полезной модели является повышение эффективности работы гелиоводонагревательной установки. Поставленная задача решается тем, что известная геливодонагревательная установка,содержащая приемник солнечного излучения, насос и теплоизолированную емкость для воды, снабжена фитильными тепловыми трубами, а теплоизолированная емкость для воды выполнена в виде теплоизолированного бака с прямоугольным поперечным сечением в левой продольной, обращенной к солнцу, стенке которого выполнены в нижней зоне от 2 54102009.08.30 верстия и она наклонена в сторону центральной вертикальной оси бака, при этом тепловые трубы установлены и закреплены в отверстиях левой стенки бака так, что их испарительные и конденсационные участки расположены соответственно на поверхности левой стенки и в нижней зоне бака. Для уменьшения потерь тепловой энергии, в которую преобразуется солнечное излучение, падающее на испарительные участки тепловых труб, в окружающую среду по периметру поверхности левой стенки бака установлены и прикреплены перпендикулярно к ее поверхности стенки-бортики из теплоизоляционного материала, сверху которых расположена светопрозрачная крышка. Сущность предлагаемой модели гелиоводонагревательной установки поясняется следующими графическими изображениями фиг. 1 изображена схема предложенной установки с вертикальным разрезом теплоизолированного бака на фиг. 2 изображен вид бака по стрелке А. Гелиоводонагревательная установка содержит приемник 1 солнечного излучения, емкость 2 для воды с входным 3 и выходным 4 патрубками, сверху которой расположен слой теплоизоляции 5, насос 6, ко входу и выходу которого присоединены соответственно выходной 4 и через приемник 1 входной 3 патрубки емкости 2. Гелиоводонагревательная установка снабжена фитильными тепловыми трубами 7 с испарительными 8 и конденсационными 9 участками, а теплоизолированная емкость 2 для воды выполнена в виде теплоизолированного бака с прямоугольным поперечным сечением, в левой продольной, обращенной к солнцу, стенке 10 которого в нижней зоне выполнены отверстия 11 и она наклонена в сторону центральной оси 12 бака. Тепловые трубы 7 установлены и закреплены в отверстиях 11 стенки 10 так, что их испарительные и конденсационные участки 8, 9 расположены соответственно на поверхности левой стенки 10 и в нижней зоне бака. Для уменьшения потерь тепловой энергии, в которую преобразуется солнечное излучение, падающее на испарительные участки 8 тепловых труб 7, в окружающую среду установка дополнительно снабжена стенками-бортиками 13, и светопрозрачной крышкой 14,при этом стенки-бортики 13 установлены и прикреплены по всему периметру поверхности левой стенки 10 перпендикулярно к ее поверхности, сверху которых расположена светопрозрачная крышка 14. Для повышения коэффициента преобразования солнечного излучения в тепловую энергию поверхности испарительных участков 8 тепловых труб 7 окрашены в черный цвет, при этом левая продольная стенка 10 наклонена на 45-60 в сторону центральной вертикальной оси 12 бака. Теплоизолированный бак для воды выполнен с прямоугольным поперечным сечением,в результате чего площадь левой продольной, обращенной к солнцу, стенки 10 больше площади поперечной стенки бака в 34 раза. Это позволяет разместить на ее поверхности большое количество испарительных участков 8 тепловых труб, преобразующих солнечное излучение в дополнительную тепловую энергию, идущую на нагрев воды, в результате чего увеличивается теплопроизводительность установки, а следовательно, сокращается время нагрева воды до требуемой температуры. Заявленная гелиоводонагревательная установка работает следующим образом. Насос 6 через патрубок 4 забирает холодную воду из нижней зоны бака и подает через приемник 1 солнечного излучения, входной патрубок 3 в бак. При этом вода в приемнике нагревается тепловой энергией, полученной в результате преобразования приемником 1,падающего на него солнечного излучения. Дополнительный нагрев воды в баке осуществляется конденсационными участками 9 тепловых труб 7, испарительные участки 8 которых преобразуют падающее на них солнечное излучение в тепловую энергию, которая при помощи пара промежуточного теплоносителя, находящегося в трубках, переносится в конденсационные участки 9 тепловых 3 54102009.08.30 труб. В конденсационных участках, расположенных в холодной воде бака, пар конденсируется, отдавая тепловую энергию воде и при помощи фитилей возвращается в испарительные участки тепловых труб. Далее процесс повторяется. Таким образом, в процессе работы заявляемой гелиоводонагревательной установки происходит достижение поставленной технической задачи повышение эффективности работы установки за счет нагрева воды в баке дополнительной тепловой энергией, в которую преобразуют солнечное излучение испарительные, а передают воде конденсационные участки тепловых труб. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4