Система солнечного тепловодоснабжения

(5)5 Е 24 1 2/42 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ебителютребии л Ьаккунулято К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1386817, кл, Г 24 3 2/42, 1986,(54) СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОВОДОСНАБЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к области гелиотехники, Цель изобретения - расширениедиапазона использования солнечной энергии. В системе солнечного тепловодоснабжения каналы 2, 3 для воды и воздуха коллектора 1 соединены соответствующими трубопроводами 4-7 с аккумулятором 8 и потребителями нагретого воздуха и горячей воды, Аккумулятор 8 в )полнен с водяной камерой, расположенной внутри воздушной, и имеет ребра с внешней стороны, Солнечная радиация, проникая в коллектор 1, одновременно или последовательно подогревает воздух и воду, которые поступают к потребителям нагретого воздуха и горячей воды непосредственно или через аккумулятор 8. С помощью регулирующих клапанов осуществляется регулирование процесса использования солнечной энергии и создается возможность работы системы в нескольких режимах, 4 э. п, ф - лы, 4 ил.ми 6, 7, аккумулятор 8, потребитель 9 на,гретого воздуха и потребитель горячей воды 20 25 30 35 40 Изобретение относится к гелио. ехнике и может быть использовано в солнечных энергетических установках для сушки плодоовощной продукции и сена, обогрева помещения, приготовления технологической воды в культиоационных и других сельскохозяйственных сооружениях.Цель изобретения - расширение диапазона использования солнечной энергии,На фиг. 1 показана общая схема системы; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - аккумулятор; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг, 3,Система солнечного тепловодоснабкения содержит коллектор 1. имеющий каналы 2, 3 для воды и воздуха, соединенные соответственно с водяным подводящим и отводящим трубопроводами 4, 5 и воздушными подводящими и отводящими трубопровода(не показан) и регулирующие клапаны 10-18 для переключения системы на различные режимы потребления тепла, причем отводящий воздушный трубопровод 7 соединен с входом потребителя 9 воздуха, выход которого соединен с подводящим воздушным трубопроводом 6, Отводящий и подводящий воздушные трубопроводы 6, 7 соединены между собой рециркуляционным воздуховодом 19. Аккумулятор 8 выполнен в виде воздушной и водяной камер 20, 21, отводящий воздушный тэубопровод 6 дополнительно соединен с воздушной камерой 20 аккумулятора 8, которая соединена с входом потребителя 9 воздуха, выход последнего соединен дополнительно с воздушной камерой 20 аккумулятора, соединенной также с подводящим воздушным трубопрооодом 7, а отводящий и подводящий водяныетрубопроводы 4, 5 соединены с водяной камерой 21 аккумулятора 8, которая подключена к потребителю горячей воды. Водяная камера 21 аккумулятора 8 расположена внутри воздушной камеры 20, боковая ее стенка, обращенная к воздушной камере 20, снабжена ребрами 22, а внутри нее коаксиально размещены цилиндрические емкости 23, заполненные веществом, претерпевающим фазовые переходы,Воздушная камера 20 в верхней части снабжена вытяжной шахтой 24 с шибером 25,На входе потребителя 9 воздуха установлен теплообменник 26, сообщенный с водяной камерой 21 аккумулятора 8. При установке коллектора 1 на крыше здания система дополнительно содержит резервуар-накопитель 27 для сбора атмосферных осадков, сообщенный с водяной камерой 21 аккумулятора 8. 5 10 15 45 50 55 Система содержит также вентиляционные установки 28, 29 и насосы 30, 31, Между нижним и верхним отсеками камеры 20 установлены диафрагмы 32, Параллельно насосу 30 установлена задвижка 33,Система солнечного тепловодоснабжения работает следующим образом,Преобразование солнечной энергии в тепловую происходит в коллекторе 1, в котором одновременно или поочередно нагревается воздух или вода. В начале сезона эксплуатации или в начале светового дня, когда солнечный коллектор недостаточно прогрет, осуществляется его предварительный разогрев теплым воздухом, скорость нагрева которого выше, чем воды. Для этого клапаны 10 и 14 закрывают и одновременно с этим открывают клапаны 12 и 11. С помощью вентиляционной установки 28 осуществляется рециркуляция воздуха через подающий воздушный трубопровод 7, коллектор 1, отводящий воздушный трубопровод 6 и рециркуляционный воэдуховод 17, По достижении воздухом в коллекторе требуемых параметров производится подача горячего воздуха к потребителю 9 для подогрева внутреннего воздуха или сушки сельхозпродукции, например плодов, овощей, сена и др. Для этого клапан 11 закрывается, одновременно открываются клапаны 10 и 13 при закрытых клапанах 15, 16 в воздушной камере 20, при этом подогретый воздух поступает непосредственно из коллектора 1 к потребителю 9, от которого по подающему трубопроводу 7 проходит для повторного . подогрева в коллектор 1. Если потребителю 9 необходим воздух с определенными параметрами, например, для использования в теплицах или животноводческих помещениях, то его охлаждение и доувлажнение (сушка) осуществляются в теплообменнике 26, из которого в результате теплообмена подогретый жидкий теплоноситель (вода) может быть подан в аккумулятор 8 одновременно с использованием горячего воздуха по схеме коллектор - потребитель, Возможна зарядка аккумулятора 8 циркулирующей водой с помощью насоса 30 через каналы 2, установленные в коллекторе 1, с возвратом в аккумулятор 8 по отводящему трубопроводу 4.В случае, если потребность в горячем воздухе для технологического процесса или обогрева отпала, то зарядка аккумулятора 8 может осуществляться одновременно как эа счет циркулирующей воды, так и эа счет подогретого воздуха. В этом случае клапаны13, 17, 11 и шибер 25 закрыты, а клапаны 10.12, 14, 15, 16 открыты и подогретый воздух из коллектора 1 по отводящему воздушномутрубопроводу 6 с помощью вентиляционной установки 28 поступает в нижний отсек воздушной камеры 20 и через отверстия в диафрагме 32 - в верхний отсек этой камеры, где, совершая турбулентное движение вдоль ребер 22 аккумулятора 8, отдает тепло через стенку в камеру 21 с емкостями 23, заполненными теплоаккумулирующим веществом, Горячая вода, накопленная в аккумуляторе 8, может быть использована для обогрева помещений, для бытовых и технологических нужд по общеизвестным схемам с забором ее насосом 31.В ночном режиме или при погодных условиях, исключающих получение тепла непосредственно от Солнца, используется тепло, накопленное в аккумуляторе 8, путем циркуляции воздуха с помощью вентиляционной установки 29 от потребителя 9 через воздуховод 19, воздушную камеру 20 (здесь происходит теплообмен между воздухом и ребрами 22), При этом шиберные клапаны 10, 12, 17, 11 и шибер 25 закрыты, а клапаны 18, 14, 15, 16 открыты, Одновременно горячая вода из аккумулятора 8 подается в теплообменник 26 для дополнительного подогрева воздуха. При разрядке аккумулятора 8 ниже требуемых параметров теплоносителя вода в нем подогревается электронагревателем(не показан) во внепиковый период. Отбор тепла в этом случае осуществляется по описанной выше схеме или циркуляцией воздуха с помощью вентиляционной установки 29 от потребителя 9 при открытом шиберном клапане 17 через теплообменник 26, в который подается вода, подогретая в аккумуляторе 8 с помощью дублирующего электронагревателя.Зарядка аккумулятора 8 при необходимости может осуществляться в режиме пассивного использования солнечной энергии путем естественной циркуляции воды и воздуха, вызванной тепловым подпором и разностью высотных отметок коллектора 1 и аккумулятора 2. Для естественной циркуляции подогретого воздуха открывают клапаны 10, 12, 15, 16 и шибер 26, клапаны 18, 14, 17, 11 находятся в закрытом состоянии. При этом воздух, поступающий в коллектор 1 из подающего воздушного трубопровода 7, подогревается и поступает в верхнюю зону коллектора 1 - отводящий воздушный трубопровод 6, из которого эжектируется в отсеки воздушной камеры 20 и через вытяжную шахту 2 ч отводится в атмосферу, Для поступления воздуха в коллектор 1 через подающий воздушный трубопровод 7 в последнем следует предусматривать закрываемый проем или испольэовать вентиляционные проемы и установку потребителя 9, Если вкачестве потребителя 9 служит культивационное сооружение, то оно может быть использовано и в качестве дополнительного солнечного коллектора, в котором происходит предварительный нагрев воздуха за счет "парникового эффекта", который имеет место в таких сооружениях даже в ранневесенний и позднеосенний периоды, а в некоторых климатических зонах и зимой. Одновременно с зарядкой аккумулятора 8 с помощью воздушной системы осуществляют его зарядку с помощью естественной циркуляции воды. Для этого открывают задвижку 33, и более холодная вода из нижней зоны аккумулятора 8 поступает в каналы 2 коллектора 1, подогревается и через трубопровод 4 отводится а верхнюю зону аккумулятора 8,Коллектор 1 может дополнительно использоваться как сборник атмосферных осадков, которые собираются в резервуаре- накопителе 27, которым дополнительно оборудуется коллектор 1 и иэ которого вода с помощью трубопровода подается для подпитки аккумулятора 8 или на другие технологические и бытовые нужды.Система солнечного тепловодоснабжения для сельского хозяйства позволяетповысить эффективность и регулируемость процесса утилизации солнечной энергии, увеличить эффективность теплообмена и теплоаккумуляции, экономить электроэнергию, более рационально и универсально использовать природные ресурсы и может быть использована в различных отраслях сельского хозяйства. 1. Система солнечного тепловодоснабжения, содержащая коллектор, имеющий каналы для воды и воздуха, соединенные с соответствующими подводящими и отводящими трубопроводами, аккумулятор, потребители нагретого воздуха и горячей воды и регулирующие клапаны для переключения системы на различные режимы потребления тепла, причем отводящий воздушный трубопровод соединен с входом потребителя воздуха, выход которого соединен с подводящим воздушным трубопроводом, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона использования солнечной энергии, отводящий и подводящий воздушные трубопроводы соединены между собой рециркуляционным воздуховодом, аккумулятор выполнен в виде воздушной и водяной камер, отводящий воздушный трубопровод дополнительно соединен с воздушной камерой аккумулятора, которая соединена с вхо 40 45 50 55 дом потребителя воздуха, выход последнего 5 10 15 20 25 30 35 Формула изобретениясоединен дополнительно с воздушной каме, Система по и, 1, о т л и ч а ю ща ярой аккумулятора, соединенной также с с я тем, что воздушная камера в верхней подводящим воздушным трубопроводом, а части снабжена вытяжной шахтой с шибеотводящий и подводящий водяные тру- ром.бопроводы соединены с водяной камерой аккумулятора, которая подключена к . 4, Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а япотребителю горячей воды. с я тем. что на входе потребителя воздуха2, Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я- установлен теплообменник, сообщенный с с я тем, что водяная камера аккумулятора водяной камерой аккумулятора,расположена внутри воздушной, боковая ее 10 5. Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а ястенка, обращенная к воздушной камере, ся тем, что при установке коллектора на снабжена ребрами, а внутри нее коаксиаль- крыше здания она дополнительно содержит но размещены цилиндрические емкости, за- резервуар-накопитель для сбора атмосферполненные веществом, претерпевающим ных осадков, сообщенный с водяной камефазовые превращения. 15 рой аккумулятора,4-41645792б-ЮСоставитель Я.Смирнова Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал, Корректор В.Гирняк Заказ 1343 Тираж 4 Ц 1 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101