RU2105937C1

RU2105937C1 - Solar water heater with natural circulation

Info

Publication number: RU2105937C1
Application number: RU95102937A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Адамович; С.Г. Байдаков; А.В. Косов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Гранат"
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1998-02-27
Also published as: RU95102937A

Abstract

FIELD: hot water supply systems, both with and without pressure water-supply line. SUBSTANCE: solar water heater with natural circulation includes helioloop with solar radiation collector, heat-insulated tank-accumulator and connecting pipe lines and displacing system with branch pipes and ventilators for water supply. Tank-displacer mounted above tank-accumulator is brought in communication with displacing system through branch pipe and valve. Volume of tank-displacer is twice as mush of tank-accumulator. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных водонагревателей с естественной циркуляцией и может быть использовано для горячего водоснабжения индивидуальных потребителей владельцев садово-дачных участков, фермерских хозяйств и т.п. The invention relates to solar technology, in particular, to the design of solar water heaters with natural circulation and can be used for hot water supply to individual consumers of owners of garden plots, farms, etc.

Известно устройство солнечного водонагревателя с естественной циркуляцией, включающее гелиоконтур с коллектором солнечного излучения, баком-аккумулятором с теплоизоляцией и соединяющими их трубопроводами, вытеснительную систему с патрубками и вентилями для водоснабжения. A device for a solar water heater with natural circulation, including a solar circuit with a solar collector, a storage tank with thermal insulation and pipelines connecting them, a displacement system with pipes and valves for water supply.

Однако известное устройство не может обеспечить свою функциональную предназначенность без наличия давления в вытеснительной системе при отключении или отсутствии напорной водопроводной сети. However, the known device cannot provide its functional purpose without the presence of pressure in the displacing system when the pressure network is disconnected or absent.

Задачей изобретения, является обеспечение солнечным водонагревателем с естественной циркуляцией горячего водоснабжения индивидуальных потребителей как при наличии, так и при отключении или отсутствии напорной водопроводной сети. The objective of the invention is the provision of a solar water heater with natural circulation of hot water supply to individual consumers, both in the presence and in the event of a disconnection or absence of a pressure water supply network.

Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.

Известный солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией, включающий гелиоконтур с коллектором солнечного излучения, баком-аккумулятором с теплоизоляцией и соединяющими их трубопроводами, вытеснительную систему с патрубками и вентилями для водоснабжения, снабжен баком-вытеснителем, расположенным над баком-аккумулятором и сообщенным через патрубок и вентиль с вытеснительной системой, причем объем бака-вытеснителя в два раза превышает объем бака-аккумулятора. Known solar water heater with natural circulation, including a solar circuit with a solar collector, a storage tank with insulation and piping connecting them, a displacement system with pipes and valves for water supply, is equipped with a displacer tank located above the storage tank and communicated through the pipe and valve with displacement system, and the volume of the displacer tank is two times the volume of the storage tank.

На фиг.1 схематично представлен солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией; на фиг.2 поясняется работа устройства при отсутствии напорной водопроводной сети; на фиг.3 поясняется работа устройства при ее наличии. Figure 1 schematically shows a solar water heater with natural circulation; figure 2 explains the operation of the device in the absence of a pressure water supply network; figure 3 explains the operation of the device, if any.

Солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией (фиг.1) включает гелиоконтур с коллектором солнечного излучения 1, баком-аккумулятором 2 с теплоизоляцией 3 и соединяющими их трубопроводами 4 и 5, вытеснительную систему с патрубками 6 10 и вентилями 11, 12 и 13 для водоснабжения. Над баком-аккумулятором 2 установлен бак-вытеснитель 14, сообщенный через патрубок 15 и вентиль 16 с вытеснительной системой. A solar water heater with natural circulation (Fig. 1) includes a solar circuit with a solar collector 1, a storage tank 2 with heat insulation 3 and pipelines 4 and 5 connecting them, a displacement system with pipes 6 10 and valves 11, 12 and 13 for water supply. Above the storage tank 2 is installed a propellant tank 14, communicated through the pipe 15 and the valve 16 with a displacement system.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При отсутствии напорной водопроводной сети в положении I (фиг.2) подручными средствами (ведра, ручной, пневматический, электрический насосы и т.п. ) из естественных или искусственных водоемов, колодцев, скважин и т.п. происходит заполнение водой гелиоконтура. При этом вода наливается в бак-вытеснитель 14 и через патрубки 15 и 7 и открытые вентили 16 и 12 при закрытых вентилях 11 и 13 постепенно заполняет коллектор солнечного излучения 1 и бак-аккумулятор 2. При появлении воды из патрубка 10 вентиль 12 закрывается и заполняется бак-вытеснитель 14 (положение II на фиг.2). In the absence of a pressure water supply network in position I (Fig. 2) with improvised means (buckets, manual, pneumatic, electric pumps, etc.) from natural or artificial reservoirs, wells, wells, etc. heliocontour is filled with water. In this case, water is poured into the propellant tank 14 and through the nozzles 15 and 7 and open valves 16 and 12 with the valves 11 and 13 closed, gradually fills the solar collector 1 and the storage tank 2. When water appears from the nozzle 10, the valve 12 closes and fills propellant tank 14 (position II in figure 2).

В положении III (фиг. 2) световой поток, поглощенный коллектором солнечного излучения 1, нагревает в нем воду. Нагретая вода обладая меньшей по сравнению с холодной водой плотностью, поднимается по трубопроводу 4 в верхнюю часть бака-аккумулятора 2. Одновременно из его нижней части холодная вода по трубопроводу 5 поступает в нижнюю часть коллектора солнечного излучения 16, где также нагревается и в свою очередь подается в бак-аккумулятор 2. Устанавливается естественная циркуляция воды в гелиоконтуре, в результате которой слой горячей воды в баке-аккумуляторе 2 растет, отодвигая вниз ко дну бака границу между ним и остающейся массой холодной воды. In position III (Fig. 2), the light flux absorbed by the solar radiation collector 1 heats water in it. Heated water having a lower density compared to cold water rises through line 4 to the upper part of the storage tank 2. At the same time, from its lower part, cold water passes through line 5 to the lower part of the solar collector 16, where it is also heated and, in turn, is supplied into the storage tank 2. The natural circulation of water in the solar circuit is established, as a result of which the layer of hot water in the storage tank 2 grows, pushing the boundary between it and the remaining mass of cold water down to the bottom of the tank.

Для водоснабжения потребителей открывается вентиль 12 и в нижнюю часть бака-аккумулятора 2 из бака-вытеснителя 14 через патрубки 15 и 7 и открытый вентиль 16 под действием гидростатического давления подается холодная вода, которая вытесняет горячую воду из верхней части бака-аккумулятора 2 в патрубок 8 и далее поступает к потребителю из патрубка 10. Открытием вентиля 13 через патрубок 9, при необходимости, горячая вода может разбавляться холодной из бака-вытеснителя 14. For water supply to consumers, a valve 12 opens and cold water is supplied to the lower part of the storage tank 2 from the displacer 14 through nozzles 15 and 7 and the open valve 16 under the action of hydrostatic pressure, which displaces hot water from the upper part of the storage tank 2 into the pipe 8 and then it comes to the consumer from the nozzle 10. By opening the valve 13 through the nozzle 9, if necessary, hot water can be diluted with cold from the propellant tank 14.

При наличии напорной водопроводной сети положении 1 (фиг.3) происходит заполнение водой гелиоконтура, при котором вода из напорной водопроводной сети через патрубки 6 и 7 и открытые вентили 11 и 12 при закрытых вентилях 13 и 16 постепенно заполняет коллектор солнечного излучения 1 и бак-аккумулятор 2. При появлении воды из патрубка 10 вентиль 12 закрывается, открывается вентиль 16 и через патрубок 15 заполняется бак-вытеснитель 14 (положение II на фиг.3), после чего вентиль 16 закрывается. If there is a pressure water supply network in position 1 (Fig. 3), the solar circuit is filled with water, in which water from the pressure water supply network through nozzles 6 and 7 and open valves 11 and 12 with closed valves 13 and 16 gradually fill the solar collector 1 and the tank battery 2. When water appears from the nozzle 10, the valve 12 closes, the valve 16 opens, and the propellant tank 14 is filled through the nozzle 15 (position II in FIG. 3), after which the valve 16 closes.

В положении III (фиг.3) естественная циркуляция воды в гелиоконтуре происходит так же, как и в положении III на фиг.2. In position III (figure 3), the natural circulation of water in the solar circuit occurs in the same way as in position III in figure 2.

Для водоснабжения потребителей открывается вентиль 12 и в нижнюю часть бака-аккумулятора 2 через патрубки 6 и 7 и открытый вентиль 11 под действием давления напорной водопроводной сети подается холодная вода, которая вытесняет горячую воду из верхней части бака-аккумулятора 2 в патрубок 8 и далее поступает к потребителю из патрубка 10. Открытием вентиля 13 через патрубок 9, при необходимости, горячая вода может разбавляться холодной из напорной водопроводной сети. For water supply to consumers, valve 12 is opened and cold water is supplied to the lower part of the storage tank 2 through pipes 6 and 7 and the open valve 11 under the pressure of the pressure supply water network, which displaces hot water from the upper part of the storage tank 2 into the pipe 8 and then flows to the consumer from the pipe 10. By opening the valve 13 through the pipe 9, if necessary, hot water can be diluted with cold from the pressure water supply network.

В случае отключения напорной водопроводной сети в результате аварий, ремонта и т.п. для водоснабжения потребителей при закрытом вентиле 11 и открытом вентиле 16 используется вода, запасенная в баке-вытеснителе 14 по описанной схеме, представленной в положении III на фиг.2. In case of shutdown of a pressure head water supply network as a result of accidents, repairs, etc. for water supply to consumers with a closed valve 11 and an open valve 16, water stored in the displacer tank 14 is used according to the described scheme presented in position III in FIG. 2.

Claims

A solar water heater with natural circulation, including a solar circuit with a solar collector, a storage tank with heat insulation and pipelines connecting them, a displacement system with pipes and valves for water supply, characterized in that it is equipped with a propellant tank located above the storage tank and communicated through a nozzle and valve with a displacement system, and the volume of the displacer tank is twice the volume of the accumulator tank.