Приемник солнечного излучения

(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. Приемник солнечного излучения, содержащий со светопрозрачной крышкой основной корпус, в котором расположены основные теплоизоляционная плита и преобразователь солнечного излучения в тепловую энергию, выполненный в виде металлической плиты с каналами, которые присоединены входами и выходами соответственно к распределительному и собирающему коллекторам воды, нагреваемой в приемнике, отличающийся тем, что он снабжен тепловыми трубами и дополнительным корпусом со светопрозрачной крышкой, в котором расположена дополнительная теплоизоляционная плита, а в двух поперечных стенках соответственно основного и дополнительного корпусов выше теплоизоляционных плит выполнены соосные отверстия, при этом основной и дополнительный теплоизоляционные корпусы примыкают друг к другу поперечными стенками с отверстиями, а тепловые трубы расположены на теплоизоляционных плитах и закреплены в отверстиях стенок так, что испарительные участки труб расположены в дополнительном корпусе и окрашены в черный цвет, а конденсационные - в основном и примыкают к нижней поверхности металлической плиты. 54112009.08.30 2. Приемник солнечного излучения по п. 1, отличающийся тем, что тепловые трубы выполнены в виде двухфазных гравитационных термосифонов, заполненных легкокипящей жидкостью, например ацетоном. 3. Приемник солнечного излучения по п. 2, отличающийся тем, что корпусы термосифонов выполнены из труб с прямоугольным поперечным сечением.(56) 1. Основы энергосбережения Цикл лекций / Под ред. Н.Г.Хутской. - Мн. Тэхналогя,1999. - С. 24. 2. Герасимович Л.С. и др. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. - Мн. Ураджай, 1993. - С. 346347. Предлагаемое техническое решение относится к приемникам солнечного излучения,которые применяются в гелиоводонагревательных установках с естественной и принудительной циркуляцией воды. Известна конструкция приемника солнечного излучения, содержащая со светопрозрачной крышкой корпус, в котором расположена теплоизоляционная плита с черной поверхностью, и преобразователь солнечного излучения в тепловую энергию, выполненный из металлических труб с черными поверхностями, которые расположены с интервалом на теплоизоляционной плите, при этом входы и выходы этих труб соответственно присоединены к распределительному и собирающему коллекторам воды, циркулирующей через приемник 1. Работает приемник солнечного излучения следующим образом. Солнечное излучение представляет собой поток электромагнитных волн, при помощи которых тепловая энергия солнца передается телам, на которые подают электромагнитные волны. Электромагнитные волны, падающие на черные поверхности металлических труб и теплоизоляционной плиты, поглощаются тонкими поверхностными слоями труб и плиты и преобразуются в тепловую энергию, которая нагревает трубы и плиту. При этом, нагретые металлические трубы отдают тепловую энергию воде, движущейся через трубы, а тепловая энергия от теплоизоляционной плиты отдается воздуху приемника, который, в свою очередь, отдает часть теплоты наружному воздуху через светопрозрачную крышку и стенки корпуса, а вторую часть - воде. К недостаткам известного приемника солнечного излучения следует отнести пониженную тепловую мощность и эффективность работы. Пониженная тепловая мощность приемника обусловлена малой площадью металлических труб, преобразующей падающее на нее излучение в тепловую энергию. Пониженная эффективность работы обусловлена тем, что не вся тепловая энергия приемника идет на нагрев воды, циркулирующей через трубы приемника. Наиболее близким к заявленной конструкции приемника солнечного излучения является приемник, содержащий со светопрозрачной крышкой корпус, в котором расположены теплоизоляционная плита и преобразователь солнечного излучения в тепловую энергию,выполненный в виде плоской металлической плиты с каналами, которые присоединены входами и выходами соответственно к распределительному и собирающему коллекторам воды, нагреваемой в приемнике 2. Недостатком этого приемника солнечного излучения является пониженная эффективность работы в летние солнечные дни. Пониженная эффективность работы обусловлена тем, что для преобразования солнечного излучения в тепловую используется только верхняя обращенная к солнцу площадь металлической плиты, в результате чего приемник вырабатывает за летний солнечный день малое количество теплоты, идущей на нагрев воды. 2 54112009.08.30 Задачей полезной модели является повышение эффективности работы приемника солнечного излучения в летние солнечные дни. Поставленная задача решается тем, что известный приемник солнечного излучения,содержащий со светопрозрачной крышкой основной корпус, в котором расположены основные теплоизоляционная плита и преобразователь солнечного излучения в тепловую энергию, выполненный в виде металлической плиты с каналами, которые присоединены входами и выходами соответственно к распределительному и собирающему коллекторам воды, нагреваемой в приемнике, снабжен тепловыми трубами и дополнительным корпусом со светопрозрачной крышкой, в котором расположена дополнительная теплоизоляционная плита, а в двух поперечных стенках соответственно основного и дополнительного корпусов выше теплоизоляционных плит выполнены соосные отверстия, при этом основной и дополнительный корпусы примыкают друг к другу поперечными стенками с отверстиями, а тепловые трубы расположены на теплоизоляционных плитах и закреплены в отверстиях стенок так, что испарительные участки труб расположены в дополнительном корпусе и окрашены в черный цвет, а конденсационные - в основном и примыкают к нижней поверхности металлической плиты. Тепловые трубы, которыми снабжен приемник солнечного излучения, выполнены в виде двухфазных гравитационных термосифонов, заполненных легкокипящей жидкостью,например ацетоном. Для обеспечения надежности примыкания конденсационных участков труб к нижней поверхности металлической плиты корпусы термосифонов выполнены из труб с прямоугольным поперечным сечением. Сущность предлагаемой модели приемника солнечного излучения поясняется следующими графическими изображениями. На фиг. 1 изображен вид сверху предложенного приемника солнечного излучения на фиг. 2 - поперечный разрез приемника по А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - продольный разрез приемника по В-В на фиг. 1. Приемник солнечного излучения содержит основной корпус 1 с светопрозрачной крышкой 2, в котором расположены основные теплоизоляционная плита 3 и преобразователь солнечного излучения в тепловую энергию, выполненный в виде металлической плиты 4 с каналами 5, которые присоединены входами и выходами соответственно к распределительному 6 и собирающему 7 коллекторам воды, нагреваемой в приемнике. Для повышения эффективности работы приемник снабжен тепловыми трубами 8 с испарительными 9 и конденсационными 10 участками дополнительным корпусом 11 со светопрозрачной крышкой 12, в котором расположена дополнительная теплоизоляционная плита 13, а в двух поперечных стенках 14, 15 соответственно основного 1 и дополнительного 11 корпусов выполнены соосные отверстия 16, 17 прямоугольной формы выше теплоизоляционных плит 3 и 13, при этом основной 1 и дополнительный 11 корпусы приемника примыкают друг к другу поперечными стенками 14 и 15. Тепловые трубы 8 расположены на теплоизоляционных плитах 3, 13, выполнены из металлических труб прямоугольного сечения, установлены и закреплены в отверстиях 16, 17 поперечных стенок 14 и 15 так, что их испарительные участки 9, окрашенные в черный цвет, расположены в дополнительном корпусе 11, а конденсационные участки 10 - в основном корпусе 1 приемника и примыкают к нижней поверхности металлической плиты 4. Заявляемый приемник работает следующим образом. Насосом вода из накопительной емкости (на фиг. 1 не показаны) подается в каналы 5 металлической плиты 4 через распределительный коллектор 6. При движении по каналам 5 она нагревается теплотой, в которую преобразует солнечное излучение обращенная к солнцу черная поверхность металлической плиты. Дополнительный нагрев воды, движущейся по каналам 5 металлической плиты 4, осуществляется теплотой, в которую преобразуется солнечное излучение, падающее на черные поверхности испарительных участков 9 тепловых труб. 3 54112009.08.30 Под действием этой теплоты происходит испарение ацетона, находящегося в испарительных участках 9 тепловых труб, и пары ацетона перемещаются в верхние конденсационные части 10, находящиеся в тепловом контакте с нижней поверхностью металлической плиты 4, по каналам которой движется вода. Вода понижает температуру паров ацетона, контактирующих с внутренней поверхностью конденсационных участков тепловых труб, при этом происходит фазовое превращение паров ацетона в конденсат с выделением теплоты, которая передается дополнительно нагреваемой воде. Образующийся конденсат под действием сил тяжести по внутренним поверхностям конденсационных участков 10 возвращается в испарительные участки 9 тепловых труб. Далее процессы преобразования солнечного излучения в тепловую энергию и передачи ее нагреваемой воде при помощи тепловых труб повторяются. Нагретая вода в каналах 5 металлической плиты 4 теплотой, которая получена в результате преобразования солнечного излучения черной поверхностью металлической плиты 4, обращенной к солнцу, и дополнительной теплотой, которая получена в результате преобразования солнечного излучения обращенных к солнцу черными поверхностями испарительных установок тепловых труб, поступает через собирающий коллектор воды 7 в накопительную емкость (на фиг. 1 не показана). Таким образом, в процессе работы заявляемого приемника солнечного излучения происходит достижение поставленной технической задачи - повышение эффективности работы приемника за счет дополнительного нагрева воды в приемнике теплотой, которая получена в результате преобразования солнечного излучения черными поверхностями испарительных участков тепловых труб. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4