СОЛНЕЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к гелиотехнике и предназначена для нагрева воды, может быть использована для нагрева воды в технологических процессах.
Известен электрический водонагреватель [А.с. №1268899 СССР, МПК F24J 2/08. Гелиоустановка / Авенесов В.Б., Агаев Д.К., Самедов Р.С.; Проектное конструкторско-технологическое бюро Главбакстроя. Ин-т связи. - №3907593/24-06; заявл. 05.06.1985; опубликовано 07.11.1986. Бюл. №41, 4 стр. 5 ил.], содержащий приемник сферической формы концентрированного излучения, концентрично ему расположенный прозрачный теплоизолирующий кожух и охватывающую их прозрачную оболочку, состоящую из блоков правильной шестиугольной формы. Кожух образуют емкость, заполненную теплоносителем и подключенную в контур холодного теплоносителя, связывающий с потребителем тепла. Утилизирующий в емкости тепло холодильный теплоноситель с помощью насоса подается из емкости в полость, где нагревается до рабочей температуры и контуром подается в потребитель тепла. Емкость одновременно служит жидкостной линзой. Посредством линзы солнечное излучение концентрируется на блоки. Блоки выполнены с вакуумированным зазором и герметично скреплены между собой C-бразными планками, взаимодействующими с их замковыми буртами.
Недостатком аналога является недостаточная эффективность водонагревания из-за низкой светопоглощающей способности электрического водонагревателя.
Наиболее близким техническим решением является двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения [патент №2319910 Российская Федерация, МПК F24J 2/34. Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения / Бастрон А.В., Судаев Е.М., Лемясов П.П.; Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет. Ин-т связи. - №2006134804/06; заявл. 02.10.2006; опубликовано 20.03.2008. Бюл. №8, 6 стр. 4 ил.], содержащий бак-аккумулятор с патрубками холодной и горячей воды, жидкостных солнечных коллекторов, каждый с прозрачной изоляцией и поглощающей панелью, с подводящим нижним и отводящим верхним патрубками для теплоносителя. Бак-аккумулятор выполнен в виде шара, на сферической поверхности которого уложена термоизоляция, на которой установлены указанные солнечные коллекторы, выполненные в виде сегментов сферы, причем подводящие патрубки солнечных коллекторов снабжены насосами с электродвигателями и соединены с нижней частью бака-аккумулятора, а отводящие патрубки соединены с верхней частью бака-аккумулятора. Система солнечного горячего водоснабжения дополнительно содержит солнечные фотоэлектрические батареи, которые также образуют отдельные сегменты поверхности второй сферы. Выходы фотоэлектрических солнечных батарей соединены с питанием электродвигателей приводов насосов. Двухконтурная система солнечного горячего водоснабжения может быть устроена так, что солнечные коллекторы покрывают только часть сферической поверхности, освещаемой солнцем в течение года на географической широте установки солнечных коллекторов. Нижние и верхние патрубки солнечных коллекторов соединены в полости бака-аккумулятора с теплообменником, образуя замкнутый контур.
Недостатком прототипа является недостаточная эффективность водонагревания из-за низкой светопоглощающей способности системы.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности водонагревания за счет увеличения светопоглощения.
Указанный технический результат достигается тем, что в солнечном водонагревателе, содержащем корпус бака-аккумулятора с вводным, расположенным в верхней части бака-аккумулятора и соединенным с дном корпуса бака-аккумулятора, и выводным, расположенным в верхней части бака-аккумулятора, патрубками, согласно полезной модели, корпус бака-аккумулятора выполнен в форме усеченного конуса из прозрачного светопроводящего материала с ребристой поверхностью, дно корпуса бака-аккумулятора выполнено из черного термоаккумулирующего материала, выше уровня корпуса бака-аккумулятора размещен резервуар для хранения жидкости, при этом резервуар для хранения жидкости соединен с вводным патрубком.
По сравнению с прототипом предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность водонагревания за счет улучшения светопоглощающей способности солнечного водонагревателя с помощью выполнения поверхности корпуса бака-аккумулятора в виде усеченного конуса с ребристой поверхностью, выполненного из светопроводящего материала, позволяющей проходить солнечной энергии перпендикулярно поглощающей поверхности большей площади и не отражаться в пространство. Кроме этого улучшение светопоглощающей способности солнечного водонагревателя происходит за счет изготовления дна корпуса бака-аккумулятора из черного термоаккумулирующего материала. Резервуар с жидкостью, размещенный выше уровня корпуса бака-аккумулятора позволяет производить забор нагретой жидкости самотеком без использования электронасоса, что также повышает эффективность водонагревания.
На фигуре 1 представлен общий вид солнечного водонагревателя.
Солнечный водонагреватель состоит из корпуса бака-аккумулятора 1, выполненного в форме усеченного конуса с ребристой поверхностью 2 из прозрачного светопроводящего материала, дна 3 корпуса бака-аккумулятора 1, выполненного из черного термоаккумулирующего материала и установленого на подставке 4. Резервуар для подачи жидкости 5 размещен выше уровня корпуса бака-аккумулятора 1 и соединен с помощью вводного патрубка 6 для подачи жидкости с дном 3 корпуса бака-аккумулятора 1, выполненным из черного термоаккумулирующего материала, выводной патрубок 7 расположен в верхней части бака-аккумулятора 1, вводный и выводной патрубки снабжены запорными вентилями 8 и 9.
Устройство работает следующим образом. При открытии вентиля 8 вода из резервуара для подачи жидкости 5, установленного выше уровня корпуса бака-аккумулятора, по вводному патрубку 6 поступает самотеком в корпус бака-аккумулятора 1, заполняя его полностью. Солнечные лучи, падая перпендикулярно поглощающей поверхности и попадая на ребристую поверхность 2 корпуса бака-аккумулятора 1, не отражаясь, максимально проникают сквозь стенки корпуса бака-аккумулятора 1, инфракрасная часть спектра выделяет тепловую энергию в жидкость. Лучи, поглощаясь поверхностью дна 3 корпуса бака-аккумулятора 1, выполненного из черного термоаккумулирующего материала, преобразуются в тепловую энергию. При открытии запорного вентиля 9 нагретая жидкость выходит к потребителю по выводному патрубку 7 самотеком.