СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Солнечный коллектор относится к теплотехнике в системах горячего водоснабжения и отопления, а также для обогрева других объектов, в том числе для регулирования температуры воды в бассейнах.
Наиболее близким техническим решением является солнечный коллектор, содержащий систему двухфазных термосифонов с трубчатым корпусом у каждого, имеющим зоны испарения и конденсации, в последней из которых установлен теплообменник, при этом корпуса двухфазных термосифонов расположены с параллельными осями, лежащими в одной плоскости (Н.В. Харченко. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат. 1991, с. 56-58, рис. 26).
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность ввиду того, что тепловой поток в зоне конденсации проходит через прижатые к корпусу пружинами ребра, а последние торцевыми кромками соединены с кромкой тепловоспринимающего листа теплообменника, что вдет к повышенному термическому сопротивлению и, как результат, - к низкой эффективности солнечного коллектора.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности солнечного коллектора.
Задача решается за счет того, что по крайней мере часть корпусов двухфазных термосифонов выполнена с продольной полкой на стенке, полка выполнена с плоской наружной поверхностью, перпендикулярной пересекающей ее диаметральной плоскости внутренней поверхности корпуса, при этом минимальный угол Ф между плоскостью осей корпусов и плоскостью наружной поверхности полки заключен в интервале 0≤Ф≤60°.
Теплообменник может быть выполнен в виде по крайней мере одной трубы для протекания нагреваемой жидкости, соединенной с зонами конденсации корпусов двухфазных термосифонов. Труба для протекания нагреваемой жидкости может быть соединена с зонами конденсации корпусов двухфазных термосифонов посредством по крайней мере одного ложемента, имеющего сопряженные с ними поверхности и выполненного из высокотеплопроводного металла. Труба для протекания нагреваемой жидкости может быть выполнена U-образной формы. Кроме того, смежные корпуса двухфазных термосифонов могут быть установлены с зазором между полками, а с противоположной полкам стороны корпусов расположен по крайней мере один отражатель солнечного излучения. На участке зазора между полками отражатель солнечного излучения может быть выполнен с выступом в сторону полок. Со стороны полок с зазором относительно них расположена светопрозрачная пластина. Со стороны корпусов, противоположной полкам, может быть установлена теплоизоляция, а со стороны отражателя солнечного излучения, противоположной полкам, также может быть установлена теплоизоляция.
Технический эффект, обеспечиваемый солнечным коллектором, заключается в том, что каждая полка является частью корпуса и термическое сопротивление между ней и остальной частью корпуса в зоне конденсации сведено к нулю. Ложементы также обеспечивают минимальное термическое сопротивление, т.к. имеют сопряженные поверхности контактов между корпусами двухфазных термосифонов и трубой для протекания нагреваемой жидкости. Зазоры между полками и установленные в них отражатели солнечного излучения ведут также к повышению экономичности солнечного коллектора.
На фиг. 1 показан солнечный коллектор, на фиг. 2 - фрагмент сечения корпусов двухфазных термосифонов с полками, повернутыми на угол Ф, на фиг. 3 - вид по стрелке В фиг. 1, на фиг. 4 - фрагмент сечения по АА фиг. 3, на фиг. 5 - фрагмент поперечного сечения абсорбера солнечного коллектора фиг. 1.
Солнечный коллектор содержит систему двухфазных термосифонов 1, образующих своими трубчатыми корпусами 2 абсорбер 3. Корпуса 2 имеют зоны 4 испарения и зоны 5 конденсации, в которых установлен теплообменник 6, состоящий из U-образной трубы 7 для протекания нагреваемой жидкости и ложементов 8 (Фиг. 1, 3). Оси корпусов 2 двухфазных термосифонов 1 параллельны и лежат в одной плоскости. Корпуса 2 выполнены с продольной полкой 9, имеющей плоскую наружную поверхность, при этом минимальный угол Ф между плоскостью осей корпусов 2 и плоскостью наружной поверхности полки 9 заключен в интервале 0≤Ф≤60°. При угле Ф, отличном от нуля, на участках контакта с ложементами 8 полки 9 удаляют. Смежные корпуса 2 установлены с зазором 10 между полками 9 (Фиг. 5). Со стороны корпусов 2, противоположной полкам 9, расположен отражатель 11 солнечного излучения, который на участке зазора 10 имеет выступ 12. Со стороны полок 9 и с зазором 13 относительно них расположена светопрозрачная пластина 14, имеющая также теплоизоляционные свойства. Со стороны корпусов 2 двухфазных термосифонов 1, противоположной полкам 9, и с той же стороны отражателя 11 солнечного излучения установлена теплоизоляция 15. Абсорбер 3 закреплен на опорной раме 16.
Солнечный коллектор работает следующим образом. Поток солнечного излучения проходит через светопрозрачную пластину 14 и попадает на корпуса 2 двухфазных термосифонов, зачерненные по всей поверхности. Поглощенный тепловой поток из зон 4 испарения проходит в зоны 5 конденсации корпусов 2 двухфазных термосифонов 1 и далее через ложементы 8 предается потоку нагреваемой жидкости, текущей по U-образной трубе 7, из которой горячая жидкость (вода) поступает потребителю для горячего водоснабжения, отопления и прочих нужд. Температура нагреваемой жидкости в средней полосе России может достигать 70°C, а в южных районах до 90°C. Благодаря тому, что корпуса 2 двухфазных термосифонов 1 выполнены с профилем в виде цилиндра с полкой 9, изготовленных из алюминиевого сплава, а также, дополнительно благодаря тому, что ложементы 8 выполнены с сопряженными с трубой 7 и полками 9 контактными поверхностями, достигается максимальная эффективность солнечного коллектора. Установка полок 9 с зазорами 10 позволяет повысить экономичность солнечного коллектора, т.к. при той же ширине абсорбера 3, благодаря отражателю 11 солнечного излучения, потребуется меньшее количество двухфазных термосифонов 1.
Таким образом, в данном техническом решении существенно повышается эффективность солнечного коллектора, а также возрастает его экономичность.