RU2082921C1

RU2082921C1 - Solar collector-accumulator

Info

Publication number: RU2082921C1
Application number: RU9595103017A
Authority: RU
Inventors: Борис Викторович Берг; Дмитрий Борисович Берг
Original assignee: Борис Викторович Берг; Дмитрий Борисович Берг
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1997-06-27
Also published as: RU95103017A

Abstract

FIELD: heating heat-transfer agents, water, for example, for domestic and industrial services. SUBSTANCE: inner partition of collector located in housing-tank which is simultaneously used as hot water accumulator separates heating part from accumulating (storage) chamber; this partition is also used for separating the ascending flow from descending flow; partition consists of several parts of variable adjustable height which maintains efficiency of heating the heat-transfer agent when tank is not filled to capacity; upper part of partition is above level of liquid in this case. Total height of sectional partition is reduced in this case to have it below the level of liquid. Thus, total circulation and supply of cooler liquid to heating panel are retained. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнке и касается солнечных нагревателей жидкости периодического действия, аккумулирующих солнечную теплоту в емкости, заполненной жидкостью, для бытовых и производственных нужд. The invention relates to solar engineering and relates to periodic batch liquid heaters that accumulate solar heat in a tank filled with liquid for domestic and industrial needs.

Известен солнечный коллектор-аккумулятор, содержащий теплоизолированный корпус со светопрозрачным покрытием и перегородку, образующую с корпусом аккумулирующую емкость накопительную камеру, а с тепловоспринимающей панелью канал для теплоносителя, гидравлически связанный с накопительной камерой щелевым каналом-зазором над и под перегородкой, которой был выбран в качестве прототипа. Недостатком этого коллектора-аккумулятора является резкое снижение эффективности при неполном баке, когда уровень жидкости в нем оказывается ниже верхнего торца перегородки. В этом случае нагретая со стороны коллектора жидкость не имеет возможности перетекать в накопительную камеру ввиду того, что перепускной щелевой канал, "работающий" при полном баке, оказывается выше уровня жидкости. Ввиду невозможности отвода сверху нагретой жидкости из нагреваемой полости в накопительную прекращается и поступление холодной жидкости в нагреваемую полость, т.е. полностью прекращается циркуляция жидкости, а теплоперенос осуществляется в основном за счет теплопроводности жидкости и материала перегородки, т.е. значительно менее интенсивно, чем при свободной круговой естественной циркуляции жидкости. A solar collector-accumulator is known, comprising a heat-insulated casing with a translucent coating and a baffle, forming a storage chamber with the casing accumulating capacity, and a heat transfer channel with a heat-receiving panel, hydraulically connected to the storage chamber by a slot channel with a gap above and below the baffle, which was selected as prototype. The disadvantage of this collector-battery is a sharp decrease in efficiency with an incomplete tank, when the liquid level in it is below the upper end of the partition. In this case, the liquid heated from the side of the collector does not have the ability to flow into the accumulation chamber due to the fact that the bypass slot channel “working” with a full tank is higher than the liquid level. Due to the impossibility of draining the heated liquid from the heated cavity into the storage chamber from above, the flow of cold liquid into the heated cavity also ceases, i.e. the circulation of the liquid completely stops, and the heat transfer is carried out mainly due to the thermal conductivity of the liquid and the material of the partition, i.e. significantly less intense than with free circular natural fluid circulation.

Этого недостатка можно избежать, если в известном солнечном коллекторе перегородка имеет переменную высоту за счет выполнения составной из горизонтальных пластин, что обеспечивает циркуляционный канал над перегородкой в зоне верхнего уровня воды. This disadvantage can be avoided if in the known solar collector the partition has a variable height due to the implementation of a composite of horizontal plates, which provides a circulation channel above the partition in the area of the upper water level.

На чертеже показан солнечный коллектор-аккумулятор, поперечный вертикальный разрез. The drawing shows a solar collector-battery, a vertical cross section.

Солнечный коллектор-аккумулятор содержит установленный наклонно теплоизолированный корппус-бак 1 и коллектор солнечной энергии, образованный теплопоглащающей панелью-стенкой 2 бака, обращенной к солнцу, лучепрозрачным покрытием, например остеклением 3, которое может быть выполнено многослойным. Корпус-бак снабжен подающим выпускным и воздуховыпускным штуцерами 5, 6 и 7 (патрубками). При этом холодная жидкость поступает в нижнюю часть корпуса, а нагретая забирается из-под верхнего уровня воды через гибкий шланг 4, закрепленный на поплавке 8. Внутри корпуса 1 вдоль теплопоглощающей панели 2 с небольшим зазором А от нее (А 10.60 мм) установлена перегородка 9 (в лучшем случае из материала с малой теплопроводностью), образующая с тепловоспринимающей панелью 2 относительно узкий канал 10, по которому поднимается нагретая жидкость, а под перегородкой 9 расположена накопительная камера 11, по которой опускается менее нагретая жидкость. Перепускные верхний и нижний каналы 13 и 12. Камера 11 и канал 10 вместе составляют полную аккумулирующую емкость-бак 1. Перегородка 9 выполнена составной из нескольких частей 14 и 15, в простейшем случае двух, верхнюю часть 14 можно опускать в направляющих или вынимать из бака, уменьшая тем самым большую высоту перегородки. The solar collector-battery contains a mounted obliquely insulated housing 1 and a solar energy collector formed by a heat-absorbing panel-wall 2 of the tank facing the sun, a translucent coating, for example glazing 3, which can be laminated. The tank body is equipped with a supply outlet and air outlet fittings 5, 6 and 7 (nozzles). In this case, the cold liquid enters the lower part of the body, and the heated one is taken from under the upper water level through a flexible hose 4 fixed to the float 8. Inside the body 1, a partition 9 is installed along the heat-absorbing panel 2 with a small gap A from it (A 10.60 mm) (at best, from a material with low thermal conductivity), which forms with the heat-receiving panel 2 a relatively narrow channel 10 through which the heated liquid rises, and under the partition 9 there is a storage chamber 11 through which the less heated liquid b. The bypass upper and lower channels 13 and 12. The chamber 11 and the channel 10 together form a complete storage tank 1. The partition 9 is made up of several parts 14 and 15, in the simplest case two, the upper part 14 can be lowered in the rails or removed from the tank thereby reducing the greater height of the septum.

Солнечный коллектор-аккумулятор работает следующим образом. Solar collector-battery operates as follows.

Коллектор-аккумулятор устанавливают с ориентированием передней стенки корпуса 1 и, соответственно, тепловоспринимающей поверхностью коллектора солнечной энергии панели 2 по-возможности нормально к направлению солнечной радиации (стрелка В). После заполнения корпуса 1 через подающий штуцер 5 подлежащей нагреву водой до уровня, превышающего положение верхней кромки разделительной перегородки 9, или до появления воды в воздуховыпускном штуцере 7 коллектор-аккумулятор готов к работе. The collector-battery is installed with the orientation of the front wall of the housing 1 and, accordingly, the heat-absorbing surface of the solar energy collector of panel 2 as normal as possible to the direction of solar radiation (arrow B). After filling the housing 1 through the supply nozzle 5 to be heated with water to a level exceeding the position of the upper edge of the dividing wall 9, or until water appears in the air outlet 7, the collector-battery is ready for operation.

Теплопоглощающая поверхность панель 2, нагреваемая солнечной радиацией, как и в прототипе, отдает теплоту непосредственно контактирующему с ней слою жидкости, нагревая его и обеспечивая тем самым естественную циркуляцию жидкости по контуру: обогреваемый канал 10 с восходящим потоком верхний перепускной канал 13 (между верхним торцом перегородки и верхней частью корпуса бака) накопительная камера 11 и нижний перепускной канал 12 (между нижним торцом перегородки и нижней частью корпуса), по которому более холодная жидкость поступает для нагрева панелью 2 и дальнейшего подъемного движения. The heat-absorbing surface of the panel 2, heated by solar radiation, as in the prototype, gives off heat to the liquid layer directly in contact with it, heating it and thereby ensuring the natural circulation of the liquid along the circuit: heated channel 10 with upward flow, the upper bypass channel 13 (between the upper end of the partition and the upper part of the tank body) the accumulation chamber 11 and the lower bypass channel 12 (between the lower end of the partition and the lower part of the body), through which the colder liquid flows for heating wa panel 2 and further lifting movement.

При снижении верхнего уровня жидкости ниже верхнего обреза перегородки, когда канал 13 оказывается незалитым водой и теряет свою функциональную роль как участок общего контура циркуляции, верхние части 14 перегородки (если их несколько) необходимо опустить до уровня, на котором над их верхней частью снова окажется слой жидкости, восстанавливающий контур циркуляции, либо вынуть эти части перегородок из корпуса. When lowering the upper liquid level below the upper edge of the septum, when the channel 13 is not filled with water and loses its functional role as a part of the general circulation circuit, the upper parts of the septum (if there are several of them) must be lowered to a level where the layer again appears above their upper part liquid, restoring the circulation circuit, or remove these parts of the partitions from the housing.

Необходимость иметь неполный бак-аккумулятор возникает не только при частичном использовании жидкости, но и при малом ее расходовании. Например, коллектор-аккумулятор, применяемый в качестве водонагревателя в бытовых целях, летом используется с полной нагрузкой, а осенью с пониженной. В этом случае корпус-бак лучше заливать не полностью во избежание застоя теплой воды и потери ее бытовых качеств. The need to have an incomplete storage tank arises not only with partial use of the liquid, but also with a small expenditure of it. For example, a collector-battery used as a domestic water heater is used at full load in the summer and low in the fall. In this case, it is better to fill the tank case not completely in order to avoid stagnation of warm water and loss of its household qualities.

Claims

A solar collector-battery comprising an inclined heat-insulated housing with a heat-absorbing panel forming the front wall of the heat carrier tank, and a partition installed in the tank, located along the heat-absorbing panel with a gap relative to it and with the formation of a storage chamber communicating with the gap by the lower and upper bypass channels, characterized in that the partition is made integral, while the upper part of the partition is installed with the possibility of moving down along the lower part with a decrease in the level of coolant in the tank.