RU50561U1

RU50561U1 - FUNCTION ELEMENT WITH SUNNY COLLECTOR

Info

Publication number: RU50561U1
Application number: RU2005121040/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Дмитрий Владимирович Авдяков; Тамара Сергеевна Рождественская; Владимир Николаевич Кобелев
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2006-01-20

Abstract

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкции ограждающих элементов с солнечным коллектором, и может быть использовано в строительстве различных отапливаемых зданий, преимущественно сельскохозяйственных. Техническая задача предполагаемого изобретения заключается в повышении теплотехнических свойств ограждающего элемента с солнечным коллектором за счет устранения пленки конденсата на внутренней поверхности экрана из светопроницаемого материала путем вибрационного разрушения ее ламинарного течения в пограничном слое. Технический результат по повышению теплотехнических свойств ограждающего элемента с солнечным коллектором за счет преобразования пленочной конденсации в капельную достигается тем, что ограждающий элемент с солнечным коллектором, состоящий из несущего и внутреннего слоев, экрана из светопроницаемого материала, связанного с несущим слоем, изоляционного слоя, находящегося между несущим и внутренним слоями, размещенной в изоляционном слое, герметичной воздушной с переменным сечением наклонной щели по его высоте, восходящей от наружной и внутренней поверхности элемента и имеющей на нижней и верхней поверхностях криволинейные винтообразные канавки, расположенные в зоне длины стыков, связывающих большие и меньшие поперечные сечения, отличающийся тем, что на внутренней поверхности экрана из светопроницаемого материала выполнена сетка из биметалла с квадратными ячейками.The utility model relates to construction, namely to the design of enclosing elements with a solar collector, and can be used in the construction of various heated buildings, mainly agricultural. The technical task of the proposed invention is to increase the thermal properties of the enclosing element with a solar collector by eliminating the film of condensate on the inner surface of the screen from a translucent material by vibration destruction of its laminar flow in the boundary layer. The technical result of improving the thermal properties of the enclosing element with a solar collector by converting film condensation to droplet is achieved by the fact that the enclosing element with a solar collector, consisting of a carrier and an inner layer, a screen of translucent material associated with the carrier layer, an insulating layer located between the carrier and the inner layers located in the insulating layer, airtight with a variable cross section of the inclined slit along its height, ascending from the outer and the inner surface of the element and having curved helical grooves located on the lower and upper surfaces located in the area of the length of the joints connecting large and smaller cross sections, characterized in that a grid of bimetal with square cells is made of translucent material on the inner surface of the screen.

Description

Устройство относится к строительству, а именно к конструкции ограждающих элементов с солнечным коллектором, и может быть использовано в строительстве различных отапливаемых зданий, преимущественно сельскохозяйственных.The device relates to construction, namely to the design of enclosing elements with a solar collector, and can be used in the construction of various heated buildings, mainly agricultural.

Известен ограждающий элемент с солнечным коллектором(см. экономический патент ГДР №252634 МКЛ Е 04 с 1/06, 1987), содержащий герметичные воздушные щели по его высоте, восходящие от наружной к внутренней поверхности элемента.Known enclosing element with a solar collector (see economic patent GDR No. 252634 MKL E 04 1/06, 1987), containing sealed air slots along its height, ascending from the outer to the inner surface of the element.

Недостатками являются низкие теплотехнические свойства герметичной воздушной наклонной щели из-за отсутствия возможности использования диффузионного эффекта, турбулизации движущихся и соприкасающихся восходящих и нисходящих потоков.The disadvantages are the low thermal properties of the airtight inclined air gap due to the inability to use the diffusion effect, the turbulization of moving and contacting ascending and descending flows.

Известен ограждающий элемент с солнечным коллектором (см. патент РФ 2122081 МПК Е 04 В 2/14, 1998 Бюл. №32), состоящий из несущего и внутреннего слоев, экрана из светопроницаемого материала, связанного с несущим слоем, изоляционного слоя, находящегося между несущим и внутренним слоями, размещенной в изоляционном слое, герметичной воздушной с переменным сечением наклонной щели по его высоте, восходящей от наружной и внутренней поверхности элемента и имеющей на нижней и верхней поверхностях криволинейные винтообразные канавки, расположенные в зоне длины стыков, связывающих большие и меньшие поперечные сечения.Known enclosing element with a solar collector (see RF patent 2122081 IPC E 04 B 2/14, 1998 Bull. No. 32), consisting of a carrier and an inner layer, a screen made of translucent material associated with the carrier layer, an insulating layer located between the carrier and the inner layers located in the insulating layer, sealed air with a variable cross-section of the inclined slit along its height, ascending from the outer and inner surface of the element and having curved helical grooves located on the lower and upper surfaces located in zone d lines of joints connecting larger and smaller cross sections.

Недостатком является снижение теплоаккумулирующих свойств воздушной наклонной щели при образовании на внутренней поверхности экрана в результате конденсации паров при эксплуатации в изменяющихся температурно влажностных параметрах окружающей среды пленки жидкости, которая значительно снижает интенсивность поглащения материала экрана.The disadvantage is the decrease in the heat-accumulating properties of the air inclined slit during the formation of a liquid film on the inner surface of the screen as a result of vapor condensation during operation in the changing temperature and humidity parameters of the environment, which significantly reduces the absorption rate of the screen material.

Техническая задача предполагаемого изобретения заключается в повышении теплотехнических свойств ограждающего элемента с солнечным коллектором за счет устранения пленки конденсата на внутренней поверхности экрана путем вибрационного разрушения ее ламинарного течения в пограничном слое.The technical task of the proposed invention is to improve the thermal properties of the enclosing element with a solar collector by eliminating the film of condensate on the inner surface of the screen by vibration destruction of its laminar flow in the boundary layer.

Технический результат по повышению теплотехнических свойств ограждающего элемента с солнечным коллектором достигают за счет преобразования пленочной конденсации в капельную, содержит несущий и внутренний слои, экран из светопроницаемого материала, например из силикатного стекла, связанный с несущим слоем, изоляционный слой, находящийся между несущим и внутренним слоями, размещенную в изолированным слое герметичную воздушную с переменным сечением наклонную щель по его высоте, восходящую от наружной к внутренней The technical result of improving the thermotechnical properties of the enclosing element with a solar collector is achieved by converting film condensation to droplet, contains a carrier and an inner layer, a screen of translucent material, for example of silicate glass, connected to the carrier layer, an insulating layer located between the carrier and the inner layer placed in an insulated layer sealed air with a variable cross section inclined slit along its height, ascending from the outer to the inner

поверхности элемента и имеющую на нижней и верхней поверхностях криволинейные винтообразные канавки, расположенные в зоне длины стыков, связывающих большие и меньшие поперечные сечения, при этом на внутренней поверхности экрана выполнена ячеистая сетка из биметалла.the surface of the element and having curved helical grooves on the lower and upper surfaces located in the area of the length of the joints connecting large and smaller cross sections, while on the inner surface of the screen is made of a bimetal wire mesh.

На фиг.1 изображена принципиальная схема ограждающего элемента с солнечным коллектором; на фиг.2 изображена внутренняя поверхность экрана (вид А-А) с выполненной биметаллической сеткой с квадратной ячейкой.Figure 1 shows a schematic diagram of a fencing element with a solar collector; figure 2 shows the inner surface of the screen (view aa) with a bimetallic mesh with a square cell.

Ограждающий элемент с солнечным коллектором, состоит из несущего 1 и внутреннего 2 слоев солнечного коллектора, экрана 3 из светопроницаемого материала, например силикатного стекла, связанного с несущим слоем 1, изоляционного слоя 4, находящегося между слоями 1 и 2, размещенной в изоляционном слое 4 герметичной воздушной наклонной щели 5, в которой нижняя вертикальная поверхность 6 соприкасается с внутренней поверхностью несущего слоя 1, обращенного к холодной среде, а верхняя вертикальная поверхность 7 щели 5 соприкасается с внутренней поверхностью слоя 2, обращенного к теплой среде, при этом на нижней 8 и на верхней 9 наклонных поверхностях герметичной воздушной щели 5, в зоне стыка с боковыми ее поверхностями выполнены криволинейные винтообразные канавки 10, кроме того, в наклонной герметичной воздушной щели 5 при теплообмене образуется циркуляционный с микрозавехрениями контур 11 с восходящим 12 и нисходящим 13 потоками. Экран 3 отделен от несущего слоя 1 воздушной прослойкой 14, при этом на внутренней поверхности экрана 3 выполнена биметаллическая сетка 15 с квадратной ячейкой.The enclosing element with a solar collector consists of a carrier 1 and inner 2 layers of a solar collector, a screen 3 of translucent material, for example silicate glass, bonded to the carrier layer 1, an insulating layer 4 located between layers 1 and 2, sealed in the insulating layer 4 air inclined slit 5, in which the lower vertical surface 6 is in contact with the inner surface of the carrier layer 1 facing the cold medium, and the upper vertical surface 7 of the slot 5 is in contact with the inner layer 2, facing the warm environment, while on the lower 8 and upper 9 inclined surfaces of the sealed air gap 5, in the area of the junction with its lateral surfaces, curved helical grooves 10 are made, in addition, in the inclined sealed air gap 5 during heat exchange Circulation with microwaving circuits 11 with ascending 12 and descending 13 flows. The screen 3 is separated from the carrier layer 1 by an air gap 14, while a bimetallic mesh 15 with a square cell is made on the inner surface of the screen 3.

Теплообмен при эксплуатации ограждающего элемента с солнечным коллектором осуществляется следующим образом.Heat transfer during operation of the enclosing element with a solar collector is as follows.

При общей продолжительности дней с осадками, а также относительной влажности около 100%, например, на Средне Русской возвышенности составляет 150-175 дней (см. стр.21 Справочник по климату СССР. Выпуск 28. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л.: 1963 - 256 с), в воздушной прослойке 14, находящейся между экраном 3 и несущим слоем 1 находится значительное количество паров жидкости, которые в изменяющихся температурно влажностных параметрах окружающей среды, конденсируются в виде пленки на внутренней поверхности экрана 3. Известно, что «для тепловых лучей жидкость практически не прозрачна и поглащение лучистой энергии, как правило, заканчивается на глубине 0,01 мм (стр.338 Лариков Н.Н. Общая теплотехника. М.: 1975 - 559 с.), что соответствует толщине пленки жидкости, образованной в результате конденсации паров на внутренней поверхности экрана 3, т.е. наличие пленки жидкости значительно снижает величину тепловой энергии, проходящей через экран 3. Для устранения данного явления на внутренней поверхности экрана 3 выполняется ячеистая сетка из биметалла 15. В этом случае при поступлении тепловой энергии на экран 3 ячеистая сетка из биметалла 15 начинает термовибрировать (см., например, Дмитриев А.Н. и др. Биметаллы. With a total duration of days with precipitation, as well as relative humidity of about 100%, for example, on the Middle Russian Upland it is 150-175 days (see page 21 of the USSR Climate Guide. Issue 28. Humidity, precipitation, snow cover. L .: 1963 - 256 s), in the air gap 14 located between the screen 3 and the carrier layer 1 there is a significant amount of liquid vapor, which in the changing temperature and humidity parameters of the environment condenses in the form of a film on the inner surface of the screen 3. It is known that " dl thermal rays, the liquid is practically not transparent and the absorption of radiant energy, as a rule, ends at a depth of 0.01 mm (p. 338 Larikov NN General heat engineering. M .: 1975 - 559 p.), which corresponds to the thickness of the liquid film formed as a result of vapor condensation on the inner surface of the screen 3, i.e. the presence of a liquid film significantly reduces the amount of thermal energy passing through the screen 3. To eliminate this phenomenon, a mesh of bimetal 15 is made on the inner surface of the screen 3. In this case, when the heat energy enters the screen 3, the mesh of bimetal 15 begins to vibrate (see , for example, Dmitriev A.N. et al. Bimetals.

Пермь. 1991 - 416 с.), что приводит к разрушению пленки жидкости, образованной в результате конденсации паров на внутренней поверхности экрана 3, т.е. пленочная конденсация преобразуется в капельную, вследствие чего теплообмен интенсифицируется в 15-20 раз (см. стр.398. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: 1980 - 469 с.).Permian. 1991 - 416 pp.), Which leads to the destruction of the liquid film formed as a result of vapor condensation on the inner surface of the screen 3, i.e. film condensation is converted to droplet, as a result of which heat transfer is intensified 15–20 times (see p. 398. VV Nashchokin. Technical thermodynamics and heat transfer. M .: 1980 - 469 p.).

При изменяющихся температурно влажностных параметрах окружающей среды и высокой солнечной радиации, проходящей через экран 3 и воздействующей на ячеистую сетку из биметалла 15 несущий слой 1 от солнечного тепла интенсивно нагревается вследствие преобразования под воздействием термовибрации пленочной конденсации в капельную. В результате нагревается часть воздуха наклонной герметичной воздушной щели 5, контактирующей с нижней вертикальной поверхностью 6 герметичной воздушной наклонной щели 5. Изменение плотности воздуха в герметичной воздушной наклонной щели 5 приводит к образованию конвективного теплообмена, где преимущественно тепло передается конвекцией, так как лучистый теплообмен между вертикальными поверхностями 6 и 7 незначителен вследствие их взаимного смещения в пространстве.With changing temperature and humidity parameters of the environment and high solar radiation passing through the screen 3 and acting on the wire mesh of bimetal 15, the carrier layer 1 from the solar heat is intensively heated due to the conversion of film condensation to drip due to thermal vibration. As a result, part of the air of the inclined airtight slit 5 in contact with the lower vertical surface 6 of the airtight inclined slit 5 is heated. The change in air density in the airtight inclined air slit 5 leads to the formation of convective heat transfer, where heat is mainly transferred by convection, since the radiant heat exchange between vertical surfaces 6 and 7 is negligible due to their mutual displacement in space.

Передача тепла конвекцией при прогреве воздуха, прилегающего к нижней вертикальной поверхности 6, наклонной герметичной воздушной щели 5 осуществляется за счет образования циркуляционного контура 11 с восходящим 12 и нисходящим 13 потоками. В результате обеспечивается энергосберегающий процесс передачи тепла через ограждающий элемент с солнечным коллектором.Heat transfer by convection during heating of the air adjacent to the lower vertical surface 6, inclined sealed air gap 5 is carried out due to the formation of the circulation circuit 11 with upward 12 and downward 13 flows. The result is an energy-efficient process of heat transfer through the enclosing element with a solar collector.

Оригинальность предложенной полезной модели по улучшению теплотехнических свойств ограждающего элемента с солнечным коллектором заключается в интенсификации процесса теплообмена путем увеличения количества тепла, проходящего через экран, при изменяющихся температурно-влажностных параметрах окружающей среды за счет капельную под воздействием термовибрации, получаемой в результате выполнения сетки из биметалла с квадратными ячейками на внутренней поверхности экрана.The originality of the proposed utility model for improving the thermotechnical properties of the enclosing element with a solar collector is to intensify the heat transfer process by increasing the amount of heat passing through the screen, with changing temperature and humidity of the environment due to drip under the influence of thermal vibration, resulting from the implementation of a grid of bimetal with square cells on the inside of the screen.

Claims

The enclosing element with a solar collector, consisting of a bearing and inner layers, a screen of translucent material associated with the bearing layer, an insulating layer located between the bearing and inner layers, located in the insulating layer, is airtight with a variable cross section of the inclined slit along its height, ascending from the outer to the inner surface of the element and having curved helical grooves located on the lower and upper surfaces located in the zone of the length of the joints connecting the larger and smaller cross sections, characterized in that on the inner screen surface of a light transmissive material made from bimetal grid with square mesh.