СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Полезная модель относится к гелиотехнике, в частности к устройствам для отбора тепла из солнечного потока и отвода его в тепловой аккумулятор.
Известен жидкостный солнечный коллектор, содержащий теплоизоляцию, лучепоглощающую панель и теплообменник с жидким энергоносителем между ними. Теплообменник выполнен из двух частей, одна из которых выполнена в виде углублений в теплоизоляции, а другая расположена на внутренней поверхности лучепоглощающей панели, при этом панель и теплоизоляция соединены между собой герметично между углублениями (см. патент на изобретение РФ №.2134846, МПК F 24 J 2/04).
Однако такой коллектор сложен в изготовлении.
Известен солнечный коллектор, содержащий корпус с теплоизолированными днищем и боковыми стенками и установленный в корпусе тепловоспринимающий элемент, причем в стенках корпуса выполнены полости в виде заполненных жидкостью проточных каналов, объединенных в один или два замкнутых по периметру корпуса контура, снабженных отверстиями для входа и выхода жидкости, при этом при объединении каналов в два контура каналы одного из контуров расположены выше теплопоглощающего элемента, а другого - ниже (см. патент на изобретение РФ №.2053459, МПК F 24 J 2/04).
Недостатком является возможность разгерметизации, а также большой расход материала на изготовление теплопоглощающего элемента.
Известен солнечный абсорбер, содержащий, по меньшей мере, одну жидкостную трубу, оба конца которой соединены с коллекторными трубами, по крайней мере одну теплоприемную панель и одну дополнительную панель, перекрывающую зазор между коллекторной трубой и торцем теплоприемной панели. Каждая жидкостная труба выполнена из теплопроводящего материала зацело с теплоприемной панелью, а каждая коллекторная труба снабжена плоской наклонной площадкой, выполненной зацело с коллекторной трубой из теплопроводящего материала по всей длине коллекторной трубы для крепления дополнительной панели, см. патент на изобретение РФ №.2197687, МПК F 24 J 2/04)
Конструкция является достаточно герметичной, однако сложной в изготовлении, что увеличивает себестоимость изделия.
Наиболее близким к предлагаемому решению является солнечный коллектор KSC фирмы APAREL, Польша, содержащий корпус с теплоизолированным днищем и
верхней прозрачной изоляцией, теплопоглощающий элемент внутри корпуса в виде труб для жидкого теплоносителя, с металлическими ребрами, каждое из которых состоит из верхнего и нижнего элементов, соединенных между собой, с входным и выходным патрубками. Верхний и нижний элементы имеют разный профиль. Верхний элемент выполнен протяженным в виде металлической пластины с углублением в центре для охвата трубы сверху, а нижний элемент имеет ответное углубление для охвата трубы снизу и выполнен значительно короче верхнего. Элементы жестко соединены между собой. Элементы соседних труб расположены с зазором (см. рекламный проспект фирмы APAREL «Kolektory stoneczue» Wydanie/2002, http://www.aparel.com.pl).
Устройство недостаточно эффективно, т.к. разрыва между ребрами уменьшает площадь теплопоглощающего элемента, разная конструкция верхнего и нижнего элемента оребрения усложняет изготовление, т.к требует изготовления двух штампов.
Задачей решения является повышение эффективности работы за счет увеличения площади теплопоглощающего элемента при упрощении конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в солнечном коллекторе, содержащем корпус с теплоизолированным днищем и верхней прозрачной изоляцией, теплопоглощающий элемент внутри корпуса в виде труб для жидкого теплоносителя, с металлическими ребрами, каждое из которых состоит из верхнего и нижнего элементов, жестко соединенных между собой, с входным и выходным патрубками, согласно решению, верхний и нижний элементы для центральных труб выполнены одинаковыми, имеют по два углубления для охвата двух соседних труб, а верхний и нижний элементы для крайних труб представляют собой половину элемента для центральных труб.
Теплопоглощающий элемент выполнен из меди с нанесенным на его внешнюю поверхность селективным покрытием.
Решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан солнечный коллектор в разрезе, на фиг.2 теплопоглощающий элемент, где
1. верхняя прозрачная изоляция (стекло);
2. элемент крепления прозрачной изоляции;
3. резиновое уплотнение;
4. теплопоглощающий элемент;
5. корпус;
6. днище корпуса;
7. теплоизоляция;
8. теплоизоляция;
9. трубы теплопоглощающего элемента;
10. верхний и нижний элементы для центральных труб;
11. верхний и нижний элементы для крайних труб.
Предлагаемое устройство состоит из корпуса 5, который выполнен из прессованного алюминиевого профиля и имеет защитное покрытие порошковой эмалью.
На корпусе сверху закреплена с помощью элемента крепления 2 прозрачная изоляция 1 из листового стекла. Корпус закрыт снизу днищем 6. Коллектор имеет нижнюю теплоизоляцию 7 из экструдированного пенополистирола и 8 - из минеральной ваты и боковую теплоизоляцию 8. Внутри корпуса расположен теплопоглощающий элемент 4, содержащий ряд медных труб 9 для жидкого теплоносителя, например антифриза. Трубы имеют оребрение, состоящее для центральных труб из верхнего и нижнего элементов 10, а для крайних труб - из элементов 11. Верхний и нижний элементы 10 выполнены одинаковыми и изготовлены в виде профилированной медной пластины с двумя углублениями для охвата двух соседних труб. Элементы 11 представляют собой половину элемента 10. Элементы жестко соединены между собой, например, точечной сваркой. Трубы соединены с входным и выходным патрубками (на чертеже не показаны). Теплопоглощающий элемент может иметь селективное покрытие для увеличения коэффициента поглощения тепла.
Солнечные лучи, попадая на теплопоглощающий элемент 4, нагревают его и протекающий внутри жидкий теплоноситель. Далее нагретый теплоноситель поступает в систему отбора тепла (конструктивно зависит от типа установки, в которой применяется солнечный коллектор), где отдает полученную от солнца тепловую энергию. Тепловая изоляция коллектора предотвращает рассеивание тепла в окружающую среду. Герметично закрепленная прозрачная изоляция и герметизация всего коллектора в целом позволяет исключить попадание атмосферных осадков и проникновение пыли внутрь.
Предлагаемая конструкция позволяет увеличить площадь теплопоглощающего элемента, вследствие чего увеличивается его эффективность. Кроме того, повышается его конструктивная жесткость, что важно при транспортировке. Выполнение ребер из идентичных элементов упрощает процесс изготовления. Для изготовления требуется меньше технологической оснастки, что снижает себестоимость изделия.