Солнечная водонагревательная установка

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Коротинский Виктор Андреевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Солнечная водонагревательная установка с принудительной циркуляцией воды, содержащая основной приемник солнечного излучения, присоединенный выходом и входом через насос соответственно к входному и выходному патрубкам бака для воды, к левой продольной, обращенной к солнцу и наклоненной в сторону центральной вертикальной оси бака, к стенке которого прикреплен теплоизолированный корпус со светопрозрачной крышкой дополнительного приемника солнечного излучения, отличающаяся тем, что бак для воды выполнен с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, а левая продольная, обращенная к солнцу, стенка бака выполнена в виде теплопроводящей плиты с каналами для воды, при этом входы каналов плиты через распределительный коллектор дополнительно присоединены к выходу насоса, а выходы сообщены с внутренним объемом бака. 2. Солнечная водонагревательная установка с принудительной циркуляцией воды по п. 1, отличающаяся тем, что все стенки бака за исключением стенки, выполненной в виде теплопроводящей плиты с каналами для воды, теплоизолированы от наружной среды.(56) 1. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. - М. Агропромиздат, 1988. - С. 184. 2. Патент 5410, МПК 24 2/00, 2/38, 2009. Предлагаемое техническое решение относится к солнечным водонагревательным установкам воды, которая используется для бытовых нужд и в системах отопления помещений коттеджей. Известна конструкция солнечной нагревательной установки для нагрева воды в баке 1. Известная установка содержит теплоизолированный бак для воды, ко входу которого присоединен выход проточного приемника солнечного излучения, вход которого через циркуляционный насос подключен к выходу бака. Установка работает следующим образом. В солнечный день насос непрерывно забирает воду из нижней зоны бака, прокачивает ее через приемник солнечного излучения и подает в верхнюю зону бака. В приемнике солнечного излучения осуществляется нагрев воды теплотой, в которую превращает преобразователь приемника падающее на его поверхность солнечное излучение. В летнее солнечное время установка нагревает воду в баке до 6080 С. К недостатку установки следует отнести пониженную эффективность ее работы в светлое время суток из-за малой теплопроизводительности установки при наличии облаков, тумана и понижения высоты солнца относительно приемника солнечного излучения,в результате чего увеличивается время нагрева воды в баке до определенной температуры. Наиболее близкой к заявляемой конструкции солнечной водонагревательной установки является установка с принудительной циркуляцией воды, которая используется в системах отопления и горячего водоснабжения коттеджей 2. Эта установка содержит основной проточный приемник солнечного излучения, присоединенный выходом и входом через циркуляционный насос соответственно к входному и выходному патрубкам с прямоугольным поперечным сечением бака для воды, к левой продольной, обращенной к солнцу и наклоненной в сторону центральной вертикальной оси бака, к стенке которого прикреплен теплоизолированный корпус со светопрозрачной крышкой дополнительного приемника солнечного излучения с фитильными тепловыми трубами, испарительные участки которых расположены в корпусе, а конденсационные - в нижней зоне бака. Гелиоводонагревательная установка работает следующим образом. Насос забирает холодную воду из нижней зоны и подает ее через основной проточный приемник солнечного излучения в верхнюю зону бака. При этом вода в приемнике нагревается тепловой энергией, полученной в результате преобразования приемником, подающего на его поверхность солнечного излучения. Дополнительный нагрев воды в баке осуществляется конденсационными участками тепловых труб, испарительные участки которых преобразуют падающее на них солнечное излучение в тепловую энергию, которая при помощи пара промежуточного теплоносителя,находящегося в трубах, переносится в конденсационные участки тепловых труб, где пар конденсируется, отдавая тепловую энергию воды, и при помощи фитилей возвращается в испарительные участки тепловых труб. Далее процесс нагрева воды в баке повторяется. К недостаткам этой водонагревательной установки следует отнести пониженную эффективность работы и сложность эксплуатации. Пониженная эффективность работы обусловлена низкой теплопроизводительностью дополнительного приемника солнечного излучения из-за малой площади левой продольной, обращенной к солнцу, стенки бака, на которой расположен дополнительный прием 2 62112010.04.30 ник солнечного излучения, тепловая мощность которого пропорциональна площади испарительных участков тепловых труб, на которую падает солнечное излучение. Сложность эксплуатации обусловлена сложностью демонтажа и монтажа тепловых труб и сложностью очистки бака и конденсационных участков тепловых труб от солей при расположении конденсационных участков труб в баке. Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы и упрощение эксплуатации солнечной водонагревательной установки. Поставленная задача решается тем, что в солнечной водонагревательной установке с принудительной циркуляцией воды, содержащей основной приемник солнечного излучения, присоединенный выходом и входом через насос соответственно к входному и выходному патрубкам бака для воды, к левой продольной, обращенной к солнцу и наклоненной в сторону центральной вертикальной оси бака, к стенке которого прикреплен теплоизолированный корпус со светопрозрачной крышкой дополнительного приемника системного излучения, бак для воды выполнен с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, а левая продольная, обращенная к солнцу, стенка бака выполнена в виде теплопроводящей плиты с каналами для воды, при этом входы каналов плиты через распределительный коллектор дополнительно присоединены к выходу насоса, а выходы сообщены с внутренним объемом бака. Для сохранения температуры воды в баке все стенки бака, кроме стенки, выполненной в виде теплопроводящей плиты с каналами для воды, теплоизолированы от наружной среды. Выполнение бака для воды с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника позволяет при требуемом объеме бака увеличить площадь стенки, обращенной к солнцу, в 1,52 раза, в результате чего увеличивается тепловая мощность дополнительного приемника солнечного излучения, преобразовательным элементом которого является площадь теплопроводящей плиты с каналами для воды, обращенной к солнцу, которая используется и как стенка бака. При выполнении преобразователя солнечного излучения в тепловую энергию дополнительного приемника солнечной энергии в виде теплопроводящей плиты с каналами для воды упрощается и эксплуатация установки, так как упрощается очистка преобразователя и бака от солей, оседающих на их поверхностях из жесткой воды, и отпадает необходимость в демонтаже и монтаже тепловых труб. Сущность предлагаемой модели солнечной водонагревательной установки поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки с вертикальным разрезом бака для воды по А-А на фиг. 2 на фиг. 2 изображено сечение бака по В-В на фиг. 1. Солнечная водонагревательная установка содержит основной приемник 1 солнечного излучения, бак 2 для воды с входом 3 и выходом 4, патрубками, насос 5, ко входу и выходу которого присоединены соответственно выходной 4 и через приемник 1 входной 3 патрубки бака 2, к левой продольной, обращенной к солнцу и наклоненной в сторону центральной вертикальной оси 6 бака 2, к стенке 7 которого прикреплен теплоизолированный корпус 8 со светопрозрачной крышкой 9 дополнительного приемника 10 солнечного излучения. Для повышения эффективности работы и упрощения эксплуатации бак 2 выполнен с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника 11, а левая продольная, обращенная к солнцу, стенка 7 бака 2 выполнена в виде теплопроводящей плиты 12 с каналами 13 для воды, при этом входы каналов 13 через распределительный коллектор 14 дополнительно присоединены к выходу насоса 5, а выходы сообщены с внутренним объемом бака 2. Для предотвращения понижения температуры воды в баке 2 все стенки бака, кроме стенки 7, выполненной в виде теплопроводящей плиты 12 с каналами 13 для воды, оборудованы слоем 15 теплоизоляции. 3 62112010.04.30 Заявляемая солнечная водонагревательная установка работает следующим образом. Насос 5 через патрубок 4 забирает холодную воду из нижней зоны бака и подает часть воды через основной приемник 1 солнечного излучения и патрубок 3, а вторую часть воды - через дополнительный приемник 10 солнечного излучения в верхнюю зону бака 2. Вода в приемниках 1 и 10 нагревается тепловой энергией, получаемой в результате преобразования приемниками падающего на них солнечного излучения. В дополнительном приемнике 10 преобразователем солнечного излучения в тепловую энергию, которая идет на нагрев воды, является теплопроводящая плита 12 с каналами 13,и так как площадь плиты 12, на которую падает солнечное излучение, значительно увеличена из-за выполнения бака 2 с сечением в виде равнобедренного треугольника, то увеличилась тепловая мощность дополнительного приемника солнечного излучения и процесс нагрева воды в баке 2 ускорился, то есть повысилась эффективность работы водонагревательной установки. Выполнение преобразователя солнечного излучения в тепловую энергию дополнительного приемника 10 в виде плиты с каналами для воды позволило исключить из конструкции приемника 10 фитильные тепловые трубы, в результате чего упрощается эксплуатация установки. Таким образом, в процессе работы заявляемой солнечной водонагревательной установки происходит достижение поставленной технической задачи повышение эффективности работы и упрощение эксплуатации установки за счет увеличения тепловой мощности дополнительного приемника солнечного излучения путем увеличения площади его преобразователя солнечного излучения в тепловую энергию и упрощения конструкции установки при выполнении бака для воды с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника и левой стенки бака, обращенной к солнцу, в виде теплопроводящей плиты с каналами для воды, циркулирующей в установке. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4