СОЛНЕЧНАЯ АБСОРБЦИОННАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к гелиоэнергетике и может быть использована в солнечных установках для преобразования солнечной энергии в тепловую. Наиболее близким к заявленной полезной модели является солнечный коллектор, который содержит многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных вакуумных трубок, расположенных в одной плоскости. Во внутренней полости внутренней трубки установлена металлическая тепловая трубка, заполненная теплоносителем, концы которой гидравлически связаны с подводящим и отводящим нагретый теплоноситель коллекторами (RU, U1, №171104, 2017; RU, U1, №189382, 2019). Недостатком известных решений является низкая эффективность теплопередачи.
Заявленная полезная модель направлена на повышение эффективности теплопередачи. Указанный технический результат достигается тем, что в солнечном коллекторе, содержащем многосекционные теплообменники, выполненные в виде коаксиальных стеклянных трубок, в межтрубном пространстве которых создан вакуум, при этом во внутренней полости внутренней трубки размещена тепловая трубка из нержавеющей стали, выполненная в виде спирали, витки которой пересекаются между собой во взаимно перпендикулярных плоскостях с закрепленными на ней с внутренней стороны четырьмя адсорберами, выполненными в форме гофрированных пластин.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема секции коллектора. Во внутренней полости внутренней трубки 4 размещена металлическая тепловая трубка 5, выполненная в виде спирали, витки которой пересекаются между собой во взаимно перпендикулярных плоскостях с закрепленными на ней с внутренней стороны четырьмя адсорберами 6, выполненными в форме гофрированных пластин.
Один конец трубки 5 гидравлически связан с подводящим коллектором 7, подводящим теплоноситель, а второй с отводящим коллектором 8. В корпусе 1 солнечного коллектора установлены секции 2 в виде коаксиальных трубок из сверхпрочного боросиликатного стекла, покрытого изнутри специальным селективным покрытием, которое обеспечивает поглощение тепла облучения с минимальным отражением, при этом в межтрубном пространстве секции 2 создан вакуум.
Секции 2 в корпусе 1 коллектора могут быть установлены в одной плоскости и расположены на расстоянии около 1,5 диаметра внешней трубы 3. Это расстояние обусловлено тем, что солнце меняет углы наклона падающих лучей и в зависимости от времени суток, и в зависимости от сезона. Зазор между трубками 3 в коллекторе позволяет снизить эффект затенения солнечных лучей соседними трубками 3 в течение дня. Секции 2 в корпусе 1 коллектора могут быть установлены круговом корпусе 1, образуя таким образом цилиндрическую конструкцию.
Во внутренней полости внутренней трубки 4 размещена U-образная тепловая трубка 5 из нержавеющей стали, один конец которой гидравлически связан с подводящим коллектором 6, подающим теплоноситель, а второй конец тепловой трубки 5 - с отводящим коллектором 7. К внешней поверхности U-образной тепловой трубки закреплена гофрированная полоса абсорбера N. Вакуумная коаксиальная труба солнечного коллектора сводит до минимума потери тепла за счет глубокого вакуума между стенками труб 3 и 4, что позволяет использовать солнечный коллектор даже в зимнее время. Внутреннее селективное покрытие коаксиальной вакуумной трубки 3 обеспечивает поглощение солнечной энергии и концентрирует тепловую энергию во внутреннем канале.
Площадь поверхности тепловой спиральной трубки 5 за счет закрепленной на ней гофрированной полосы абсорбера
и спирали, витки которой пересекаются между собой во взаимно перпендикулярных плоскостях, превышает площадь поверхности внутреннего канала трубки 4, что увеличивает коэффициент полезного действия теплопередачи.
При разрушении вакуумной трубки не требуется отключение солнечного коллектора от системы отопления и горячего водоснабжения, а также слива теплоносителя. Достаточно просто заменить вакуумную трубку, надев на тепловую спиральную трубку новую коаксиальную вакуумную трубу, что повышает ремонтопригодность. Двойная спиральная тепловая трубка 5 теплообменника навита на центральный стержень (на схеме не показан) и представляет собой устойчивую систему, что позволяет легко проводить сборочные и регламентные операции при надевании вакуумной пары труб 3 и 4 на тепловую трубку 5.
Вакуумные трубки солнечного коллектора, расположенные в плоскости, размещаются на склоне крыш или на специальных рамах при установке на плоских крышах под углом по направлению к солнцу.
Секции коллектора могут быть установлены по кругу, образуя цилиндрические солнечные коллекторы.
На поверхности цилиндрических коллекторов, секции которых расположены вертикально, не задерживается снег.
Цилиндрические коллекторы имеют малую парусность и могут быть легко установлены на поверхности крыш с любым углом наклона и ориентацией по отношению к солнцу, либо непосредственно на крышу, либо на кронштейн.
Цилиндрические вакуумные трубчатые коллекторы максимально используют всю энергию солнечной радиации вне зависимости от ориентации на солнце в течение всего времени суток и времени года.