Солнечный пруд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ы 17725 и)5 Р3 2/3 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ С 0 Л ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использование: аккумулирование солнечной энергии в пресном водоеме. Сущ ность изобретения: с целью повышения эффективности аккумулирования тепла солнечньй пруд содержит две расположенные друг над другом зоны, выполненные из мембран 2, 3, составленных из пленочных капсул. Капсулы 7 верхней изолирующей эоны выполнены прозрачными, заполнены жидкой и газообразной средами и пригружены, Капсулы 6 нижней теплоаккумулирующей зоны размещены в шахматном порядке, заполнены веществом с фазовым переходом и пригружены, Теплообменник 4 выполнен в виде трубопровода, огибающего капсулы 6.2 з.п,ф-лы, 1 ил,Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к гелиопрудам, преобразующим солнечное излучение в тепловую энергию и осуществляющим ее аккумулирование,Известен солнечный пруд, содеркащий мембраны, покрывающие поверхность пруда и придонную теплоаккумулирующую зону с теплобменником 1).Недостатком известного солнечного пруда является невозможность создания на его основе экологически чистого гелиопруда, путем, например, использования пресной воды, Существование теплоаккумулирующей зоны в данном техническом решении возможно .только при наличии градиента концентрации Соли, возрастающей по глубине пруда,Известен также солнечный пруд, включающий верхнюю изолирующую и связанную с потребителем нижнюю теплоаккумулирующую зоны и размещенную в изолирующей зоне мембрану, выполненную из прилегающих друг к другу прозрачных пленочных капсул, заполненных жидкой и газообразной средами, разделенными прослойками для подавления конвекции 2).Основной недостаток этого пруда. - относительно невысокая эффективность аккумулирования тепла.Цель изобретения - повышение эффективности аккумулирования тепла,Поставленная цепь достиг ется тем, что солнечный пруд, содержаш, й верхнюю изолирующую и связанную с потребителем нижнюю теплоаккумулирующую зоны и размещенную в изолирующей зоне мембрану, выполненную из прилегающих друг к другу прозрачных пленочных капсул, заполненных жидкой и газообразной средами, разделенными прослойкой для подавления кон зекции, дополнительно содержит размещенную в теплоаккумупирующей зоне мембрану, выполненную в виде прилегающих друг к другу черных пленочных капсул, заполненных веществом с фазовым переходом, при этом капсулы изолирующей л теплоаккумулирующей зон снабжены грузами и расположены относительно друг друга в шахматном порядке, Прослойка для подавления конвекции выполнена в виде ма:,." ляной пленки. Потребитель связан с теплоаккумулирующей зоной через теплообменник, выполненный в виде трубопровода, огибающего черные капсулы,Солнечный пруд позволяет эффективно аккумулировать тепло на дне пруда в теплоаккумулирующей зоне в капсулах, заполненных веществом с фазовым переходом, с достаточно эффективной теплоизоляцией этой эоны от окрукающей среды.На чертеже представлена схема солнечного пруда (поперечный разрез).Солнечный пруд имеет облицовку 1, заполнен пресной водой и содержит два яруса объемных мембран верхняя 2 и нижняя 3),Нижняя мембрана 3 расположена в придонной теплоаккумулирующей зоне пруда, где установлен теплообменник 4. Мембрана 3составлена из заполненных веществом с фазовым переходом и пригруженных грузом 5 капсул 6 из черной полимерной пленки, Грузы 5 расположены внутри капсул 6. Капсулы 6 мембраны 3 плотно размещены в придонной теплоаккумулирующей зоне и огибают 15 ся теплообменником 4, выполненным в виде трубопровода, Такое одноярусное взаимо 20 25 30 35 40 45 50 55 расположение капсул б и образует мембрану 3; На мембране 3 расположен изолирующий ярус из частично заполненных водой и пригруженных грузом 5 капсул 7 из прозрачной полимерной пленки, Капсулы 7 ориентированы относительно капсул 6 в шахматном порядке. Поверхность воды внутри капсул 7 покрыта противоиспарительной пленкой 8, например масляной, Уровень воды в солнечном пруде поддерживается несколько ниже уровня воды в капсуле 7 (на чертеже не показано), Плотное расположение капсул 7 на верхнем ярусе бразует мембрану 2, Незаполненный водой воздушный обьем 9 капсул 7 образует теплоизолирующее покрытие солнечного пруда,Солнечный пруд функционирует следующим образом.Падающее на поверхность, солнечного пруда излучение проникает через верхнюю прозрачную мембра у 2 и преимущественно нагревает вещество с фаэовым переходом, заключенным в капсулы б нижней мембраны 3, а также воду, заключенную между стенками капсул 6. и 7 в самих капсулах 7. В процессе нагрева неизбежно внутри каждой капсулы 6 и 7 и вне их между стенками происходит образование конвективных токов. Однако локализация этих токов внутри и между стенками капсул препятствует образованию конвективных течений по всему обьему пруда, тем самым поддерживается стратификация температуры по высоте пруда, Воздушный обьем 9 в капсулах 7 верхней мембраны 2 препятствует теплоотдаче от пруда в атмосферу, Масляная пленка 8 не дает испаряться жидкости внутри капсул 7 верхнего яруса, Шахматное расположение пригруженных капсул 7 веохнего яруса относительно капсул 6 нижнего яруса при плотной их компановке обеспечивает локализацию обьема воды в пруду между тенками капсул. Разность в уровнях1772541 Составитель М.РахмановТехред М.Моргентал Корректор Н.Король Редактор Заказ 3833 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина. 101 воды внугри капсул 7 верхнего яруса и общего уровня воды в пруду способствует распиранию капсул 7 до контакта с соседней стенкой. При этом сами капсулы 7 принимают.такую форму, при которой до предела уменьшается открытая поверхность воды в пруду, Наличие грузов 5 в каждой капсуле 6 и 7 дает возможность формировать путем затапливания мембраны 3 и 2, Вес каждого груза 5 достаточен для удержания капсул 6 и 7 на месте их установки при действии ветра и в процессе нагрева солнечного пруда, когда возникают дополнительные Архимедовы силы за счет уменьшения плотности. Использование в капсулах 6 в качестве наполнителей веществ с фазовым переходом (например, парафина) позволяет более эффективно аккумулировать тепло солнечного излучения благодаря увеличению отношения времени разрядки к времени зарядки за счет процесса фазового перехода без увеличения глубины теплоаккумулирующей зоны пруда при постоянной площади поверхности приема солнечного излучения,Теплосьем для потребителя из теплоаккумулирующей зоны осуществляется по-. средством теплобменника 4, выполненного в виде трубопровода, огиба 1 ощего черные капсулы 6, что . озволяет проводить данный процесс долее эффективно,Ф ор мул а и зоб р ете н и я 1, Солнечный пруд, содержащий верхнюю изолирующую и связанную с потребителем нижнюю теплоаккумулирующую зоны 5 и размещенную в изолирующей зоне мембрану, выполненную из прилегающих одна к другой прозрачных пленочных капсул, заполненных жидкой и газообразной средами, разделенными прослойкой для 10 подавления конвекции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности аккумулирования тепла, пруд дополнительно содержит размещенный в теплоаккумулирующей зоне мембрану, вы полненную в виде прилегающих одна к другой черных пленочных капсул, заполненных веществом с фазовым переходом, при этом капсулы из изолирующей и теплоаккумулирующей зон снабжены грузами и распложе ны относительно друг друга в шахматномпорядке. 2. Пруд по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что прослойка для подавления конвекции25 выполнена в виде масляной пленки. 3, Прудп п,1,отличающийся тем,что потребитель связан с теплоаккумулирующей зоной через теплообменник, выпол ненный в виде трубопровода, огибающегочерные капсулы.