Кровля скатной крыши здания, состоящая из модулей, как устройство для нагрева воды с использованием солнечной энергии

Техническое решение относится к области использования солнечной энергии, в частности к устройствам преобразования энергии светового излучения в тепло, и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд, с помощью солнечного излучения.
Известна установка для подогрева сетевой воды с использованием теплового насоса, с внешним циркуляционным контуром охлаждающей среды с теплообменником, который омывается водой из цистерны дождевой воды или подобного источника и размещен с погружением в нее, охлажденная вода из цистерны направляется на крышу, нагревается там и может подаваться обратно в цистерну (RU 2310137 опубл. 10.11.2007 Бюл. №31).
Недостатком этого устройства является сложная технология изготовления и дополнительная установка фотогальванических панелей.
Известно устройство для нагрева воды патент (RU 2350853 опубл. 27.06.2008) «Бытовой солнечный водонагреватель», состоящий из бака-аккумулятора воды, выполненного в виде трехгранной призмы, в котором одна из граней является тепло приемной поверхностью.
Недостатком этого изобретения является маленькая поверхность нагрева к объему воды в баке-аккумуляторе.
Известен кровельный элемент и устройство для нагрева теплоносителя, каждый кровельный элемент содержит внутри себя полости, предназначенные для циркуляции теплоносителя, полости в кровельных элементах соединены с коллекторами и образуют единую систему. Вся крыша здания состоит из n количества кровельных элементов. (RU Полезная модель №112231 опубл. 10.01.2012 Бюл. №1)
Недостатком этого устройства является сложность конструкции, а учитывая северные регионы нашей страны (Архангельская область, и Республика Коми и т.д.) солнечная энергия просто не сможет нагреть теплоноситель до такой температуры, который сможет обогреть малоэтажное здание.
Известно изобретение «Солнечный коллектор для нагрева воды и способ использования его в строительстве в качестве листовых кровельных модулей при сооружении кровли любых размеров на скатных крышах зданий». (RU №112231 опубл. 10.01.2012 Бюл. №1) Кровельный модуль состоит из свариваемых металлических листов и приваренных к нижнему листу втулок для прокачивания воды.
Недостатком этого устройства является сложность и большой вес конструкции
Задачей данного технического решения является эффективное использование технических средств, при возведении кровли скатной крыши зданий позволяющее аккумулировать солнечную энергию для нагрева воды.
Решение поставленной задачи достигается тем, что кровля скатной крыши здания, состоящая из модулей, как устройство для нагрева воды солнечной энергией, выполнена в виде резервуара по форме и по размерам скатной крыши здания, состоит из кровельных модулей, изготовленных из стеклопластика, которые соединяются между собой при помощи соединительных элементов, содержит заправочный штуцер для закачки воды в собранный из кровельных модулей резервуар, в котором она распределяется по кровельным модулям, в высшей точке встроены сапуны для уравнивания давления и предотвращения перелива воды, находящейся внутри кровельного модуля, кроме того кровля выполнена с возможностью подачи воды к потребителю под действием собственного веса.
Отличительной особенностью предложенного технического решения являются кровельные модули, выполненные из стеклопластика. Кровельные модули из стеклопластика имеют высокий уровень прочности, так как стеклопластик на 40% состоит из стеклянных волокон пропитанных полиэфирами, а его рабочая температура варьируется от – 70 °С до +200°С.
Для более интенсивного нагрева стеклопластик должен быть темного цвета и не иметь отражающую поверхность или обеспечить ему темное покрытие.
С целью сохранения эстетической привлекательности крыши здания, ее можно покрыть ондулином, после монтажа кровельных модулей.
Свойства стеклопластика низкая теплопроводность, поэтому нагретая за день вода, находящаяся в кровельных модулях, долго сохраняет тепло.
Кровельный модуль, выполненный из стеклопластика, при небольшом весе имеет высокую устойчивость к механическим повреждениям, при заполнении его водой нагрузка на стропила не будет превышать снеговую нагрузку обыкновенной классической кровли.
Сущность техническое решение поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 – кровля скатной крыши здания, состоящая из модулей (схема), фиг. 2 - коньковый кровельный модуль, фиг. 3 - кровельный модуль.
На фиг. 1 схематично показана кровля скатной крыши, состоящая из кровельных модулей 1 и кровельных коньковых модулей 3. Кровельный модуль фиг. 2 представляет собой параллелепипед с высотой внутренней полости около 30 мм. С двух сторон кровельный модуль имеет соединительные штуцеры 2, с двух других сторон отверстия 7 для присоединения штуцеров другого кровельного модуля. Кровельный коньковый модуль 3, фиг. 3 монтируются в верхней части крыши. В одном из этих кровельных модулей 3 имеется заправочный штуцер 4, для закачки воды из скважины погружным насосом в собранный из кровельных модулей резервуар. Два сапуна 5 расположены в высшей точке кровли и предназначены для уравнивания давления и предотвращения перелива воды, находящейся внутри резервуара состоящего из кровельных модулей.
Монтаж кровельных модулей проводится непосредственно на месте строительства здания.
Применение заявленного технического решения позволит значительно экономить электрическую энергию для нагрева воды не только для хозяйственных нужд, но и для полива растений в условиях северо-запада России.
Срок службы такой кровли неограничен, а отслужившие модули могут быть подвергнуты утилизации - переработки в порошок и дальнейшего использования путем добавления в клеевые массы и строительные конструкции.