Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения.

Номер документа 2420150050

РУБРИКА:
15. Использование нетрадиционных источников энергии

РУБРИКА ГРНТИ:
67.53.19. Системы водоснабжения

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Жилищно-коммунальная
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы: Водоснабжение

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2319910
Автор (принявший орган): Красноярский государственный аграрный университет 660049, г.Красноярск, пр.Мира 90 Тел: (391) 227-36-09, info@kgau.ru, Бастрон А.В., Судаев Е.М.
Дата: 29.10.2015
Регион: Красноярский край
Источник информации: http://www.freepatent.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

На поверхность отдельных солнечных коллекторов 4, выполненных в виде сегментов сферы 12, как и на поверхность отдельных сегментов фотоэлектрических батарей 15 солнечная радиация поступает неравномерно, в зависимости от положения солнца над горизонтом. Предположим, что солнце над горизонтом расположено так, что левый солнечный коллектор 4 (как показано на фиг.1) освещается солнцем полностью, средний коллектор 4 освещен частично, а правый коллектор 4 находится в тени. Аналогично будут освещены солнечные фотоэлектрические батареи 15.

Под действием солнечной прямой и рассеянной радиации, поступающей сквозь прозрачную изоляцию 5 на поверхность поглощающей панели 6, происходит нагрев поглощающей панели 6 и нагрев жидкости (например, воды или антифриза) в левом солнечном коллекторе 4. Аналогично под действием солнечной радиации левый сегмент 16 фотоэлектрических батарей 15 вырабатывает постоянный ток, который подается на электродвигатель 14 (например, двигатель постоянного тока независимого возбуждения), который вращает насос 13. Жидкость циркулирует по замкнутому контуру 19 через левый коллектор 4, отдавая через теплообменник 18 тепловую энергию жидкости, помещенной в баке-аккумуляторе 1. Необходимость использования в принципиальной схеме двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения насосов 13 связано с тем, что бак-аккумулятор 1 расположен по отношению к солнечным коллекторам 4 так, что естественная циркуляция в контуре не возникает. Поскольку на средний солнечный коллектор 4 поступает меньше солнечной радиации, чем на левый, требуется меньшая скорость циркуляции жидкости в контуре 19, чтобы температура теплоносителя из среднего коллектора 4 была равна температуре теплоносителя из левого коллектора 4, что достигается меньшей величиной выходного напряжения среднего сегмента 16 фотоэлектрических батарей 15.

Если интенсивность рассеянной солнечной радиации, поступающей на правый сегмент 16 фотоэлектрических батарей 15, не достаточна для выработки напряжения (прямой радиации нет, т.к. правый сегмент 16 находится в тени), необходимого для вращения двигателя 14 насоса 13 правого коллектора 4, то нет и циркуляции жидкости в контуре 19 через правый коллектор 4.

Таким образом, скорость циркуляции жидкости в контуре 19 по каждому солнечному коллектору 4 пропорциональна интенсивности солнечной радиации, а температура на выходе из отдельных коллекторов примерно одинакова, тем самым обеспечивается наивысший потенциал температуры в контуре 19 и теплообменник 18 нагревает воду в баке-аккумуляторе 1 на большую температуру. По мере расхода горячей воды из бака-аккумулятора 1 через патрубок 3 она восполняется холодной из патрубка 2.

Выполнение солнечных коллекторов 4 в виде сегментов сферы повышает эффективность использования солнечной энергии, т.к. солнечные лучи всегда перпендикулярны поверхности сферы и фокусируются за счет сферической прозрачной изоляции 5 на поверхности поглощающей панели 6.

Предлагаемая двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения может быть технически реализована, например, в системах горячего водоснабжения коттеджей.

Солнечные коллекторы выполнены с образованием части сферической поверхности, освещаемой Солнцем в течение года на географической широте установки солнечного коллектора.

На фиг.1 приведена принципиальная схема двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения.

На фиг.2 представлен разрез системы солнечного горячего водоснабжения.

На фиг.3 показаны солнечные коллекторы в виде сегментов сферы.

На фиг.4 показаны солнечные фотоэлектрические батареи с образованием отдельных сегментов сферы