[go: up one dir, main page]

RU2523616C2 - Energy-efficient solar collector - Google Patents

Energy-efficient solar collector Download PDF

Info

Publication number
RU2523616C2
RU2523616C2 RU2012146736/06A RU2012146736A RU2523616C2 RU 2523616 C2 RU2523616 C2 RU 2523616C2 RU 2012146736/06 A RU2012146736/06 A RU 2012146736/06A RU 2012146736 A RU2012146736 A RU 2012146736A RU 2523616 C2 RU2523616 C2 RU 2523616C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
esc
aluminum
walled
housing
Prior art date
Application number
RU2012146736/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012146736A (en
Inventor
Владлен Михайлович Голощапов
Андрей Александрович Баклин
Александр Андреевич Землянский
Евгений Михайлович Устинов
Дарья Андреевна Асанина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет", ФГБОУ ВПО "ПензГТУ"
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия тыла и транспорта имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет", ФГБОУ ВПО "ПензГТУ", Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия тыла и транспорта имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет", ФГБОУ ВПО "ПензГТУ"
Priority to RU2012146736/06A priority Critical patent/RU2523616C2/en
Publication of RU2012146736A publication Critical patent/RU2012146736A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2523616C2 publication Critical patent/RU2523616C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: energy-efficient solar collector (ESC) refers to renewable energy sources, in particular to solar energy, and is designed to absorb solar radiation, convert it into thermal energy in order to supply hot water to residential and non-residential buildings of different purpose. The purpose of invention is to improve the efficiency of solar energy use, reduce the thickness, reduce the weight and prime cost of ESC.
EFFECT: use of ESC indirectly restricts the emission of greenhouse gases due to replacement of conventional energy sources of thermal power plants used for hot water supply.
10 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Энергоэффективный солнечный коллектор (ЭСК) относится к возобновляемым источникам энергии, в частности энергии Солнца, и предназначен для поглощения солнечной радиации, преобразования ее в тепловую энергию в целях горячего водоснабжения жилых и нежилых помещений различного назначения.Energy-efficient solar collector (ESC) refers to renewable energy sources, in particular the energy of the Sun, and is designed to absorb solar radiation, converting it into thermal energy for the purpose of hot water supply of residential and non-residential premises for various purposes.

Известен солнечный коллектор [1], предназначенный для работы в условиях северных территорий и содержащий герметичный корпус с прозрачной верхней панелью. Внутри герметичного корпуса установлено теплоприемное устройство в виде трубчатого коллектора для прохождения теплоносителя. В верхней части корпуса, по всему периметру, размещены фотоэлементы в виде полосы, контактирующей с прозрачным токопроводящим элементом, на котором установлена прозрачная панель. Кроме того, коллектор содержит электрическую цепь, включающую блок управления с выключателем, аккумулятор и датчик давления снежного покрова. Наличие в коллекторе фотоэлементов, преобразующих солнечную энергию в тепловую и электрическую энергию, а также электрической цепи, связанной с фотоэлементами и прозрачным токопроводящим элементом и осуществляющей через блок управления заряд аккумулятора в условиях солнечной погоды с целью аккумулирования электрической энергии и разряд аккумулятора на прозрачный токопроводящий элемент при снежном покрове через датчик давления снежного покрова, а в пасмурную и морозную погоду - через выключатель блока управления с целью нагрева верхней прозрачной панели, обеспечивает устойчивую эксплуатацию коллектора в условиях северных территорий без привлечения дополнительных источников энергии. Недостатками рассматриваемого изобретения являются трудности применения датчика давления снежного покрова, так как даже небольшой слой снега на солнечном коллекторе уже препятствует работе фотоэлементов, а датчик давления, настроенный на вес снега небольшой толщины, будет срабатывать от скоростного давления ветра, что определяет трудности в надежной эксплуатации изобретения.Known solar collector [1], designed to work in the northern territories and containing a sealed enclosure with a transparent top panel. A heat-receiving device in the form of a tubular collector for passing the coolant is installed inside the sealed housing. In the upper part of the housing, along the entire perimeter, photocells are placed in the form of a strip in contact with a transparent conductive element on which a transparent panel is mounted. In addition, the collector contains an electrical circuit including a control unit with a switch, a battery and a snow cover pressure sensor. The presence in the collector of solar cells that convert solar energy into thermal and electrical energy, as well as an electrical circuit connected to the solar cells and a transparent conductive element and through the control unit, charge the battery in sunny weather to accumulate electrical energy and discharge the battery to a transparent conductive element when snow cover through the pressure sensor of the snow cover, and in cloudy and frosty weather - through the control unit switch to heat the her transparent panel ensures stable operation of the reservoir in a northern territories without additional energy sources. The disadvantages of this invention are the difficulties of using a snow pressure sensor, since even a small layer of snow on the solar collector already interferes with the operation of solar cells, and a pressure sensor configured to weigh snow of small thickness will be triggered by high-speed wind pressure, which determines difficulties in reliable operation of the invention .

Известно изобретение [2], которое содержит замкнутую оболочку из прозрачного однослойного или многослойного материала шириной L, состоящую из центральной цилиндрической поверхности радиусом R, сопряженных с ней на ее крайних кромках двух боковых цилиндрических поверхностей радиусом r и плоскости, касательной к двум боковым цилиндрическим поверхностям, две торцевые крышки, установленные на торцах оболочки, и размещенную в оболочке плоскую теплоприемную панель шириной Н и толщиной t с селективным поглощающим покрытием и с каналами для протекания жидкого теплоносителя, причем геометрические размеры оболочки и теплоприемной панели связаны следующими соотношениями: 5Н≥R≥3Н; l,5t≥r≤(√2/2)t; 1,1Н≥L≥1,05Н. Изобретение позволяет увеличить эффективность работы солнечного коллектора на 10-15%, увеличить его стойкость к атмосферным воздействиям. Недостатками этого изобретения являются: большая высота солнечного коллектора, исходя из приведенных формул; по приведенному чертежу неочевидно (показан один канал) увеличение на 10%-12% эффективности работы, так как не указано расстояние между каналами для теплоносящей жидкости, в то время известно, что съем тепла с поглощающей панели обеспечивается площадью ее контакта с каналами.Known invention [2], which contains a closed shell of a transparent single-layer or multilayer material of width L, consisting of a central cylindrical surface of radius R, mating with it on its extreme edges of two side cylindrical surfaces of radius r and a plane tangent to two side cylindrical surfaces, two end caps mounted on the ends of the shell, and a flat heat-receiving panel placed in the shell with a width of H and a thickness of t with a selective absorbing coating and with channels for the flow of liquid coolant, and the geometric dimensions of the shell and the heat-receiving panel are connected by the following ratios: 5H≥R≥3H; l, 5t≥r≤ (√2 / 2) t; 1.1H≥L≥1.05N. The invention allows to increase the efficiency of the solar collector by 10-15%, to increase its resistance to weathering. The disadvantages of this invention are: a large height of the solar collector, based on the above formulas; according to the drawing, it is not obvious (one channel is shown) an increase of 10% -12% in operating efficiency, since the distance between the channels for the coolant is not indicated, while it is known that heat removal from the absorbing panel is provided by the area of its contact with the channels.

Известен коллектор солнечной энергии для подогрева жидкости [3], имеющий в своем составе поглотитель солнечной энергии, подкладку, между подкладкой и поглотителем - полость для жидкости, желоб для отвода нагретой жидкости, подводящий и отводящий патрубки. Недостатком этого коллектора является то, что к нему нельзя подводить жидкость под давлением, например подключать к водопроводу, так как при этом в конструкциях коллектора создаются значительные напряжения, которые коллектор не способен выдержать без разрушения.A known solar energy collector for heating a liquid [3], having in its composition an absorber of solar energy, a lining, between the lining and an absorber - a cavity for liquid, a chute for draining heated liquid, inlet and outlet pipes. The disadvantage of this collector is that it cannot be supplied with liquid under pressure, for example, connected to a water supply, as this creates significant stresses in the collector designs that the collector cannot withstand without destruction.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому ЭСК является изобретение [4], содержащее, по меньшей мере, два аналогичных соединенных между собой фрагмента, выполненных с профилированной поверхностью, имеющей гофры, и соединенных между собой с возможностью сопряжения и герметичного жесткого соединения между собой по внешнему периметру и внутри него, на внешнюю сторону одного из которых нанесено селективное поглощающее покрытие, входной и выходной коллектор со штуцерами. Профилированная поверхность образована в результате пластической деформации под действием внутреннего давления изначально плоских листовых фрагментов, предварительно герметично соединенных между собой, на концах жестких соединений между гофрами образованы широкие треугольные, круглые или каплеобразные законцовки, между ними и коллекторами расположены прерывистые швы жесткого соединения, причем расстояние между законцовками и перпендикулярным им прерывистым швом составляет не менее пяти сотых и не более одного расстояния между соседними гофрами. Технический результат заключается в снижении стоимости, энерго- и материалоемкости, повышении надежности и технологичности изготовления теплоприемной панели. Недостатками данного изобретения являются: потребность в специальном технологическом оборудовании для изготовления теплоприемной панели, весьма большая вероятность потери герметичности при пластической деформации под действием внутреннего давления для образования гофр из листов, предварительно герметично соединенных между собой, а металлоемкость теплоприемной панели практически не изменится по сравнению с аналогами [5].The closest in technical essence to the claimed ESC is the invention [4], containing at least two similar interconnected fragments made with a profiled surface having corrugations, and interconnected with the possibility of pairing and tight tight connection to each other on the outside the perimeter and inside it, on the outside of one of which a selective absorbing coating is applied, an input and output collector with fittings. The profiled surface is formed as a result of plastic deformation under the action of internal pressure of initially flat sheet fragments, previously hermetically connected to each other, wide triangular, round or drop-shaped ends are formed at the ends of the rigid joints, intermittent joints of the rigid joint are located between them and the collectors, and the distance between the tips and the intermittent seam perpendicular to them are at least five hundredths and not more than one distance between Sedna corrugations. The technical result consists in reducing the cost, energy and material consumption, increasing the reliability and manufacturability of the manufacture of heat-receiving panels. The disadvantages of this invention are: the need for special technological equipment for the manufacture of a heat-receiving panel, a very high probability of loss of tightness during plastic deformation under the influence of internal pressure to form corrugations from sheets previously tightly interconnected, and the metal of the heat-receiving panel will practically not change compared to analogues [5].

Существенным отличительным признаком предлагаемого ЭСК является наличие пластикового двухкамерного корпуса с алюминиевыми вставками для придания жесткости пластиковому двухкамерному коробу, а также волнистой оптически активной прозрачной изоляции, изготовленной из ударопрочного стекла, а волны представляют продольные двояковыпуклые линзы с прямолинейными участками между волнами. В целом конструкция ЭСК максимально адаптирована к производству пластиковых окон.An essential distinguishing feature of the proposed ESC is the presence of a plastic two-chamber housing with aluminum inserts for stiffening the plastic two-chamber duct, as well as wavy optically active transparent insulation made of impact-resistant glass, and the waves represent longitudinal biconvex lenses with straight sections between the waves. In general, the design of the ESC is maximally adapted to the production of plastic windows.

Существенным преимуществом является наличие в конструкции ЭСК: поглощающей панели, изготовленной из тандемных трубок, представляющих сборку алюминиевых и медных трубок, причем алюминиевая толстостенная труба насажена на тонкостенную медную трубу; алюминиевой сетки; алюминиевой теплоаккумулирующей стружки; коллекторов прямоугольного сечения для холодного и горячего теплоносителя (вода, этиленгликоль и т.п.); алюминиевых втулок для соединения тандемных трубок с коллекторами прямоугольного сечения; термостойких пластиковых вставок с зеркальной внутренней поверхностью, установленных на внутренних боковых стенках пластикового двухкамерного корпуса между прозрачной изоляцией и задней стенкой; патрубков для холодного и горячего теплоносителя; задней стенки, выполненной из термостойкого пластика и имеющей зеркальную внутреннюю поверхность.A significant advantage is the presence in the design of ESCs: an absorbing panel made of tandem tubes representing an assembly of aluminum and copper tubes, the thick-walled aluminum pipe mounted on a thin-walled copper pipe; aluminum mesh; aluminum heat accumulating chips; rectangular collectors for cold and hot coolant (water, ethylene glycol, etc.); aluminum bushings for connecting tandem tubes with rectangular collectors; heat-resistant plastic inserts with a mirrored inner surface mounted on the inner side walls of the plastic two-chamber housing between the transparent insulation and the rear wall; branch pipes for cold and hot heat carrier; back wall made of heat-resistant plastic and having a mirror inner surface.

Цель изобретения - повышение эффективности использования энергии Солнца, уменьшение толщины, снижение веса и себестоимости ЭСК, а также повышение технологичности конструкции коллектора. Использование ЭСК косвенно ограничивает выброс парниковых газов за счет замены традиционных источников энергии тепловых электростанций, используемой для горячего водоснабжения.The purpose of the invention is to increase the efficiency of use of solar energy, reducing thickness, reducing the weight and cost of ESCs, as well as improving the manufacturability of the design of the collector. The use of ESCs indirectly limits the emission of greenhouse gases by replacing traditional energy sources of thermal power plants used for hot water supply.

Устройство и составные части ЭСК показаны на чертежах: на фиг.1 -общий вид в поперечном разрезе; на фиг.2 - общий вид в продольном разрезе; на фиг.3 - общий вид съемной крышки.The device and components of the ESC are shown in the drawings: in Fig.1 is a General view in cross section; figure 2 is a General view in longitudinal section; figure 3 is a General view of a removable cover.

ЭСК состоит из следующих составных частей: пластиковый двухкамерный корпус 1 с алюминиевыми вставками 2 для придания жесткости пластиковому двухкамерному коробу; волнистая оптически активная прозрачная изоляция 3, изготовленная из ударопрочного стекла, а волны представляют продольные двояковыпуклые линзы 4 с прямолинейными участками между волнами 5; резиновое П-образное уплотнение 6 для герметизации соединения оптически активной прозрачной изоляции 3 с корпусом 1; поглощающая (теплопоглощающая) панель 7, состоящая из тандемных трубок 8, которые представляют сборку алюминиевых толстостенных 9 и медных тонкостенных 10 трубок, причем алюминиевая толстостенная труба 9 насажена на тонкостенную медную трубу 10 с помощью термостойкого клея-герметика; алюминиевая сетка 11; тандемные трубки 8, имеющие с двух сторон конусные расточки под углом 45° (не обозначены), обеспечивающие свободное протекание холодной теплоносящей жидкости (теплоносителя) из прямоугольного коллектора 13 в тандемные трубки 8 и далее нагретого теплоносителя в прямоугольный коллектор 14; теплоаккумулирующая алюминиевая стружка 12 в пространстве между сеткой и задней стенкой корпуса; прямоугольные коллекторы 13, 14 для холодного и горячего теплоносителя соответственно; буртики 15 прямоугольных коллекторов 13, 14 для теплоносителя с отверстиями под фиксирующие болты 16; съемные крышки 17, 18 коллекторов прямоугольного сечения (прямоугольных коллекторов) 13, 14 с отверстиями 25, совпадающими с отверстиями буртиков 15 под фиксирующие болты 16; алюминиевые втулки 19 для соединения тандемных трубок 8 с прямоугольными коллекторами 13, 14; термостойкие пластиковые вставки с зеркальной внутренней поверхностью 20, расположенные на малых противоположных сторонах внутренней поверхности корпуса 1; патрубки для холодного и горячего теплоносителя 21, 22 соответственно, которые крепятся к боковым стенкам корпуса 1 и прямоугольным коллекторам 13, 14 с использованием термостойкого клея; задняя стенка 23, выполненная из термостойкого пластика и имеющая зеркальную внутреннюю поверхность 24, например, выполненную из фольги, которая наклеивается на внешнюю поверхность задней стенки, предварительно покрытую с двух сторон не менее чем двумя слоями термоизолирующей краски.The ESC consists of the following components: a plastic two-chamber case 1 with aluminum inserts 2 for stiffening the plastic two-chamber box; wavy optically active transparent insulation 3 made of impact resistant glass, and the waves are longitudinal biconvex lenses 4 with straight sections between the waves 5; rubber U-shaped seal 6 for sealing the connection of optically active transparent insulation 3 with the housing 1; an absorbing (heat-absorbing) panel 7, consisting of tandem tubes 8, which represent an assembly of thick-walled aluminum 9 and thin-walled copper 10 tubes, the thick-walled aluminum pipe 9 being mounted on a thin-walled copper pipe 10 using heat-resistant adhesive sealant; aluminum mesh 11; tandem tubes 8, having conical bores on both sides at an angle of 45 ° (not marked), providing free flow of cold heat transfer fluid (coolant) from the rectangular manifold 13 into the tandem tubes 8 and then the heated coolant into the rectangular collector 14; heat-accumulating aluminum chips 12 in the space between the grid and the rear wall of the housing; rectangular collectors 13, 14 for cold and hot coolant, respectively; flanges 15 of rectangular collectors 13, 14 for a coolant with holes for fixing bolts 16; removable covers 17, 18 of rectangular collectors (rectangular collectors) 13, 14 with holes 25 matching the holes of the beads 15 for the fixing bolts 16; aluminum bushings 19 for connecting the tandem tubes 8 with rectangular collectors 13, 14; heat-resistant plastic inserts with a mirrored inner surface 20 located on small opposite sides of the inner surface of the housing 1; nozzles for cold and hot heat carrier 21, 22, respectively, which are attached to the side walls of the housing 1 and rectangular collectors 13, 14 using heat-resistant glue; the back wall 23 made of heat-resistant plastic and having a mirror inner surface 24, for example, made of foil, which is glued to the outer surface of the back wall, previously coated on both sides with at least two layers of heat-insulating paint.

ЭСК работает следующим образом. Солнечная радиация проникает через двояковыпуклые линзы 4 и прямолинейные участки 5 волнистой оптически активной прозрачной изоляции 3, нагревает поглощающую панель 7, состоящую из тандемных трубок 8, внешняя поверхность которой имеет высокоселективное покрытие. Причем продольные двояковыпуклые линзы 4 концентрируют солнечные лучи на тандемных трубках 8 поглощающей панели 7, алюминиевой сетке 11 и алюминиевой теплоаккумулирующей стружке 12. Кроме того, солнечные лучи, отражаясь от зеркальной поверхности пластмассовых вставок 25, участвуют в тепловом нагреве тандемных трубок 8. Тепловой нагрев тандемных трубок 8 происходит также от отраженных тепловых лучей зеркальной поверхностью 24 задней стенки 23. Передача тепла теплоносящей жидкости тандемными трубками 8 происходит следующим образом. Холодная теплоносящая жидкость подается через патрубок 21 в прямоугольный коллектор 13 для холодного теплоносителя, откуда он поступает в тандемные трубки 8. Нагретые солнечной радиацией алюминиевые толстостенные трубки 9 аккумулируют и передают тепло тонкостенным медным трубкам 10, которые, обладая высокой теплопроводностью (таблица), в свою очередь, быстро нагревают теплоносящую жидкость, которая попадает в прямоугольный коллектор 14 для горячего теплоносителя и далее через патрубок 22 потребителям. Эффективность теплопереноса тандемными трубками 8 обеспечивается разными теплофизическими свойствами алюминиевых толстостенных трубок 9 и медных тонкостенных трубок 10 (таблица).ESC works as follows. Solar radiation penetrates through biconvex lenses 4 and rectilinear sections 5 of wavy optically active transparent insulation 3, heats the absorbing panel 7, consisting of tandem tubes 8, the outer surface of which has a highly selective coating. Moreover, the longitudinal biconvex lenses 4 concentrate the sun's rays on the tandem tubes 8 of the absorbing panel 7, the aluminum mesh 11 and the aluminum heat-accumulating shavings 12. In addition, the sun's rays, reflected from the mirror surface of the plastic inserts 25, participate in the thermal heating of the tandem tubes 8. Thermal heating of the tandem tubes tubes 8 also comes from the reflected heat rays by the mirror surface 24 of the rear wall 23. Heat transfer of the heat-transfer fluid by the tandem tubes 8 is as follows. Cold heat transfer fluid is supplied through a pipe 21 to a rectangular collector 13 for cold coolant, from where it enters the tandem tubes 8. Aluminum thick-walled tubes 9 heated by solar radiation accumulate and transfer heat to thin-walled copper tubes 10, which, having high thermal conductivity (table), into their in turn, the coolant is quickly heated, which enters the rectangular collector 14 for hot coolant and then through the pipe 22 to consumers. The heat transfer efficiency of the tandem tubes 8 is ensured by the different thermophysical properties of the aluminum thick-walled tubes 9 and copper thin-walled tubes 10 (table).

ТаблицаTable Сравнительные характеристики тепловых свойств меди и алюминияComparative characteristics of the thermal properties of copper and aluminum МеталлMetal Температура,
°C
Temperature,
° C
Удельная теплоемкость, Дж /кг·°CSpecific heat, J / kg · ° C Температура, °CTemperature ° C Коэффициент теплопроводности, кВт /м·°CThermal conductivity, kW / m · ° C
МедьCopper 97,5-св.110097.5-sv. 1100 0,40-0,550.40-0.55 20twenty 0,3860.386 Алюми-
ний
Aluminum
niy
От 0-100 до 6600-100 to 660 0,87-1,270.87-1.27 20twenty 0,2100.210

Из таблицы видно, что теплоемкость алюминия более чем в 2 раза больше, чем у меди, а теплопроводность меди в 1,84 раза больше, чем у алюминия. Таким образом, алюминиевая толстостенная труба 9, обладая большим объемом и теплоемкостью, аккумулирует солнечную радиацию непосредственно от волнистой оптически активной прозрачной изоляции 3, алюминиевой теплоаккумулирующей стружки 12, частично от алюминиевой сетки 11, а также аккумулирует отраженные тепловые и солнечные лучи от зеркальной внутренней поверхности термостойких пластиковых вставок 19; в то время как медная тонкостенная труба 9, обладая большей теплопроводностью, интенсивно отводит тепло от алюминиевой толстостенной трубы 8. В случае временного затенения Солнца облаками или после захода Солнца аккумулированное алюминиевой толстостенной трубой 8, алюминиевой теплоаккумулирующей стружкой 12 и алюминиевой сеткой 11 тепло полностью снимается медной тонкостенной трубой 9 и передается теплоносящей жидкости.The table shows that the heat capacity of aluminum is more than 2 times greater than that of copper, and the thermal conductivity of copper is 1.84 times greater than that of aluminum. Thus, the thick-walled aluminum pipe 9, having a large volume and heat capacity, accumulates solar radiation directly from the wavy optically active transparent insulation 3, aluminum heat-accumulating shavings 12, partly from the aluminum mesh 11, and also accumulates reflected heat and sunlight from the mirror internal surface of heat-resistant plastic inserts 19; while a copper thin-walled pipe 9, having greater thermal conductivity, intensively removes heat from an aluminum thick-walled pipe 8. In the case of temporary shading of the sun by clouds or after sunset, the aluminum accumulated thick-walled pipe 8, aluminum heat-accumulating shavings 12 and aluminum mesh 11 heat is completely removed by copper thin-walled pipe 9 and is transferred to the coolant.

Эффективность ЭСК повышается за счет применения тандемных трубок 7, волнистой оптически активной прозрачной изоляции 3, алюминиевой сетки 10, алюминиевой теплоаккумулирующей стружки 11, термостойких пластиковых вставок 19 с зеркальной внутренней поверхностью, задней стенки 22, выполненной из термостойкого пластика и имеющей зеркальную внутреннюю поверхность 23, внешняя поверхность которой покрыта не менее чем двумя слоями термоизолирующей краски.The efficiency of ESCs is enhanced by the use of tandem tubes 7, wavy optically active transparent insulation 3, aluminum mesh 10, aluminum heat-accumulating chips 11, heat-resistant plastic inserts 19 with a mirror inner surface, a back wall 22 made of heat-resistant plastic and having a mirror inner surface 23, the outer surface of which is covered by at least two layers of thermally insulating paint.

ЭСК может устанавливаться под углом к горизонту от 0° до 90°, что обеспечивает его эксплуатацию на местности любой широты или на вертикальных стенах зданий. Применение алюминиевых втулок 18 для соединения тандемных трубок 8 с коллекторами прямоугольного сечения 13, 14 с помощью термостойкого клея-герметика упрощает технологию сборки тандемных трубок 8. Наличие коллекторов прямоугольного сечения 13, 14 для холодного и горячего теплоносителя соответственно и буртиков 15 коллекторов прямоугольного сечения 13, 14 с отверстиями под фиксирующие болты 15, съемных крышек 16, 17 коллекторов прямоугольного сечения 13, 14 с отверстиями, совпадающими с отверстиями буртиков 15 под фиксирующие болты 16, делает конструкцию ЭСК ремонтопригодной. Резиновое П-образное уплотнение 6 применяется для герметизации соединения оптически активной прозрачной изоляции 3 и задней крышки 23 с корпусом 1. Достоинством ЭСК также являются: максимальная адаптация к технологии сборки оконных рам, отсутствие сварки алюминия и меди за счет применения термостойкого клея-герметика, малая толщина конструкции, которая достигается за счет применения теплоизолирующей краски.ESC can be installed at an angle to the horizon from 0 ° to 90 °, which ensures its operation on terrain of any latitude or on the vertical walls of buildings. The use of aluminum sleeves 18 for connecting tandem tubes 8 with rectangular collectors 13, 14 using heat-resistant adhesive sealant simplifies the assembly of tandem tubes 8. The presence of rectangular collectors 13, 14 for cold and hot coolant, respectively, and beads 15 of collectors of rectangular section 13, 14 with holes for fixing bolts 15, removable covers 16, 17 of rectangular collectors 13, 14 with holes matching holes of beads 15 for fixing bolts 16, makes ESK maintainable. Rubber U-shaped seal 6 is used to seal the connection of optically active transparent insulation 3 and the back cover 23 with the housing 1. The advantages of ESCs are also: maximum adaptation to window frame assembly technology, the absence of aluminum and copper welding due to the use of heat-resistant adhesive sealant, small the thickness of the structure, which is achieved through the use of heat-insulating paint.

Учитывая сказанное, себестоимость ЭСК на 30-35% меньше, чем у существующих аналогов.Given the above, the cost of ESCs is 30-35% less than that of existing analogues.

Список цитируемой литературыList of references

1. Солнечный коллектор, патент RU №2428637 от 10.09.2011.1. Solar collector, patent RU No. 2428637 from 09/10/2011.

2. Солнечный коллектор, патент RU №2393390 С1 от 27.06.2010.2. Solar collector, patent RU No. 2393390 C1 of 06/27/2010.

3. Коллектор солнечной энергии для подогрева жидкости. Sonnenkollektor zur Erwarmimq eines Fluides. Заявка ФРГ №4104638, M. кл. F24J 2/48, cost Kurlfried. №4104638.2, заявл. 15.02.1991, опубл. 20.08.1992.3. Solar collector for heating fluid. Sonnenkollektor zur Erwarmimq eines Fluides. Application Germany No. 4104638, M. cl. F24J 2/48, cost Kurlfried. No. 4104638.2, declared 02/15/1991, publ. 08/20/1992.

4. Теплоприемная панель, патент RU №2450217 С2 от 27.11.2011.4. The heat-receiving panel, patent RU No. 2450217 C2 from 11/27/2011.

5. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 208 с.5. Kharchenko N.V. Individual solar installations. M .: Energoatomizdat, 1991 .-- 208 p.

Claims (10)

1. Энергоэффективный солнечный коллектор (ЭСК), содержащий корпус, прозрачный изолятор, теплоприемную панель, входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что имеет пластиковый двухкамерный корпус с алюминиевыми вставками, волнистую оптически активную прозрачную изоляцию, волны которой представляют продольные двояковыпуклые линзы с прямолинейными участками между волнами, теплоприемную панель, выполненную из тандемных трубок, алюминиевую сетку, алюминиевую стружку в пространстве между сеткой и задней стенкой корпуса, прямоугольные коллекторы для теплоносящей жидкости.1. Energy-efficient solar collector (ESC), comprising a housing, a transparent insulator, a heat-receiving panel, an input and output nozzles, characterized in that it has a plastic two-chamber housing with aluminum inserts, a wavy optically active transparent insulation, the waves of which are longitudinal biconvex lenses with rectilinear sections between waves, heat-receiving panel made of tandem tubes, aluminum mesh, aluminum chips in the space between the mesh and the rear wall of the housing, rectangular ollektory for solar liquid. 2. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что тандемные трубки представляют сборку алюминиевых толстостенных и медных тонкостенных трубок, причем алюминиевая толстостенная труба насажена на тонкостенную медную трубу с помощью термостойкого клея-герметика.2. ESC according to claim 1, characterized in that the tandem tubes represent an assembly of aluminum thick-walled and copper thin-walled tubes, and the aluminum thick-walled pipe is mounted on a thin-walled copper pipe using heat-resistant adhesive sealant. 3. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что задняя стенка выполнена из термостойкого пластика и имеет зеркальную внутреннюю поверхность, выполненную из фольги, которая наклеивается на внешнюю поверхность задней стенки.3. ESC according to claim 1, characterized in that the rear wall is made of heat-resistant plastic and has a mirror inner surface made of foil, which is glued to the outer surface of the rear wall. 4. ЭСК по п.3, отличающийся тем, что задняя стенка покрыта с двух сторон термоизолирующей краской.4. ESC according to claim 3, characterized in that the back wall is coated on both sides with thermally insulating paint. 5. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что термостойкие пластмассовые вставки с зеркальной внутренней поверхностью расположены на малых противоположных сторонах внутренней поверхности корпуса.5. ESC according to claim 1, characterized in that the heat-resistant plastic inserts with a mirrored inner surface are located on small opposite sides of the inner surface of the housing. 6. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что патрубки для холодной и горячей теплоносящей жидкости крепятся к боковым стенкам корпуса и прямоугольным коллекторам с использованием термостойкого клея.6. ESC according to claim 1, characterized in that the nozzles for cold and hot heat-transfer fluid are attached to the side walls of the housing and rectangular collectors using heat-resistant adhesive. 7. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что тандемные трубки имеют с двух сторон конусные расточки под углом 45°, обеспечивающие свободное протекание теплоносящей жидкости.7. ESC according to claim 1, characterized in that the tandem tubes have conical bores on both sides at an angle of 45 °, providing free flow of heat-transfer fluid. 8. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что прямоугольные коллекторы имеют буртики с отверстиями под фиксирующие болты.8. ESC according to claim 1, characterized in that the rectangular collectors have flanges with holes for the fixing bolts. 9. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что съемные крышки прямоугольных коллекторов имеют отверстия, совпадающие с отверстиями буртиков под фиксирующие болты.9. ESC according to claim 1, characterized in that the removable covers of the rectangular collectors have holes matching the holes of the flanges for the fixing bolts. 10. ЭСК по п.1, отличающийся тем, что технология сборки ЭСК максимально адаптирована к технологии сборки оконных рам, отсутствует сварка алюминия и меди за счет применения термостойкого клея-герметика. 10. ESC according to claim 1, characterized in that the ESC assembly technology is maximally adapted to the window frame assembly technology; there is no welding of aluminum and copper due to the use of heat-resistant adhesive sealant.
RU2012146736/06A 2012-11-01 2012-11-01 Energy-efficient solar collector RU2523616C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146736/06A RU2523616C2 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Energy-efficient solar collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146736/06A RU2523616C2 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Energy-efficient solar collector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012146736A RU2012146736A (en) 2014-05-10
RU2523616C2 true RU2523616C2 (en) 2014-07-20

Family

ID=50629358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012146736/06A RU2523616C2 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Energy-efficient solar collector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2523616C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187433U1 (en) * 2018-08-21 2019-03-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar water heater

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980001548A1 (en) * 1979-01-26 1980-08-07 R Mcalister Plastic solar panel structure and manufacturing method and apparatus
SU1815527A1 (en) * 1991-03-13 1993-05-15 Dagestanskij Inzh Ts Sp Str Ob High-temperature solar collector
WO2011041717A2 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Genie Lens Technologies, Llc Lens system with directional ray splitter for concentrating solar energy
RU2450217C2 (en) * 2010-05-25 2012-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ГОУ ВПО ВГУ) Heat receiving panel of solar collector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980001548A1 (en) * 1979-01-26 1980-08-07 R Mcalister Plastic solar panel structure and manufacturing method and apparatus
SU1815527A1 (en) * 1991-03-13 1993-05-15 Dagestanskij Inzh Ts Sp Str Ob High-temperature solar collector
WO2011041717A2 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Genie Lens Technologies, Llc Lens system with directional ray splitter for concentrating solar energy
US20110079267A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Genie Lens Technologies, Llc Lens system with directional ray splitter for concentrating solar energy
RU2450217C2 (en) * 2010-05-25 2012-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ГОУ ВПО ВГУ) Heat receiving panel of solar collector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187433U1 (en) * 2018-08-21 2019-03-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar water heater

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012146736A (en) 2014-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hasan et al. Photovoltaic thermal module concepts and their performance analysis: A review
US20070235021A1 (en) Skylight/solar water heating apparatus
Kalogirou Nontracking solar collection technologies for solar heating and cooling systems
CN102943548B (en) Construction curtain wall type flat-plate solar heat collector
CN104654625A (en) Flat plate solar water heater without water tank based on light condensation and phase-change heat storage
CN116717916A (en) Flat-panel solar air collector based on L-shaped double-layer micro heat pipe array-double-layer glass cover
CN101566392A (en) Hierarchical solar middle and high temperature air heating device
RU2523616C2 (en) Energy-efficient solar collector
CN102374667A (en) Solar energy heat collection device and curtain wall equipped with same
CN203071112U (en) Heat exchanger device used for BIPV
CN201652861U (en) Flat-plate parabolic solar concentrator
CN107923658A (en) Roof sandwich panels used as heat collectors
RU133909U1 (en) SUNNY WATER HEATING PANEL
CN104864610A (en) Dual-channel air collector
CN201434528Y (en) Straight-through solar heat exchange heat collection device
CN111219889A (en) Graphene flat heat pipe solar collector and preparation method thereof
CN201163112Y (en) Heat pipe solar water heater
RU174246U1 (en) Efficient solar collector with heat-absorbing self-clamping profile sheet and thermal interface
RU2485417C1 (en) Solar collector
CN101865536A (en) Concentrating solar collector
US20080190412A1 (en) Device For Collectting Rainwater And Solar Energy Originating From Visible Radiation
RU90884U1 (en) SOLAR COLLECTOR
CN106524534A (en) High-strength high-weather-resistance concentrating collector
CN203163288U (en) Vacuum flat-plate solar collector and single heat absorber for same
CN204100606U (en) A kind of solar thermal collector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171102