СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих лучистую энергию Солнца в тепловую энергию для нагрева рабочей среды теплоносителя.
Известны солнечные коллекторы, содержащие корпус в виде рамной конструкции, в верхней части которого установлено светопропускающее ограждение в виде плоского стекла. За стеклом установлена плоская теплоприемная панель с оптическим покрытием, преобразующая солнечное излучение в тепло (см., например Sanit+Hezungstechnik, 1977, v.62, 1, pp.46, 48, 80).
Недостатком известных солнечных коллекторов является низкая эффективность их работы в вечерние и утренние часы, когда теплоприемная панель частично затеняется непрозрачным каркасом боковых стенок рамной конструкции, а коэффициент отражения солнечных лучей плоского стекла значительно увеличивается при больших углах падения в соответствии с формулой отражения Френеля.
Известен также солнечный коллектор, содержащий замкнутую оболочку из прозрачного однослойного или многослойного материала, состоящую из центральной поверхности, сопряженных с ней на ее крайних кромках двух боковых цилиндрических поверхностей и плоскости, касательной к боковым цилиндрическим поверхностям, две торцевые крышки, установленные на торцах оболочки, и размещенное в оболочке теплоприемное устройство для передачи тепла теплоносителю, на внешнюю поверхность которого нанесено селективное покрытие (см., например, Солнечный коллектор, патент РФ 2177119 C1, 20.12.2001 г.).
Основным недостатком известного солнечного коллектора является то, что форма его оболочки и форма теплоприемного устройства не оптимизированы с точки зрения получения максимальной эффективности работы солнечного коллектора при обеспечении его минимальной материалоем кости и себестоимости для различных типов солнечных коллекторов. Например, для коллектора с установленной внутри оболочки емкостью, служащей для нагрева и аккумулирования жидкого теплоносителя, или для коллектора с установленным внутри оболочки герметичным коробом с каналами для нагрева и пропускания газообразного теплоносителя, или для коллектора с плоской теплоприемной панелью, имеющей каналы для пропускания жидкого теплоносителя.
Задачей настоящей полезной модели является создание конструкции солнечного коллектора, обладающей эффективностью при минимальной себестоимости, позволяющей в рамках единого унифицированного технологического цикла производить солнечные коллекторы различного назначения.
Для достижения технического результата при решении поставленной задачи солнечный коллектор представляет собой профилированную металлическую поверхность, выполненную из листового материала и служащую в качестве кровли сооружения, и гибкий гофрированный трубопровод, заполненный рабочей среды в виде газа или жидкости и выполненный из полимерного материала, при этом трубопровод расположен под кровлей с внутренней стороны профилированной металлической поверхности в ее желобах с возможностью поглощения рабочей средой тепловой энергии от нагреваемой из вне кровли.
Предпочтительно выполнение профилированной металлической поверхности в виде волнистых листов из оцинкованной стали или листового алюминия с волнообразным или трапециевидным профилем с возможностью укладки внахлест непосредственно по брусчатой обрешетке или по слою пергамина и/или рубероида с помощью кровельных гвоздей.
Более подробно полезная модель представлена на фиг.1
Согласно полезной модели солнечный коллектор 1 представляет собой профилированную металлическую поверхность 2, выполненную из листового материала и служащую в качестве кровли сооружения или здания, и гибкий гофрированный трубопровод 3, заполненный теплоносителем - рабочей средой 4 в виде газа или жидкости. В качестве материала для трубопровода 3 используют теплостойкий полимерного материала. Трубопровод 3 расположен под кровлей с внутренней стороны профилированной металлической поверхности 2 в ее желобах 5 с возможностью поглощения рабочей средой тепловой энергии от нагреваемой из вне кровли.
Предпочтительно выполнение профилированной металлической поверхности в виде волнистых листов из оцинкованной стали или листового алюминия с волнообразным или трапециевидным профилем (см. фиг.1) с возможностью укладки внахлест непосредственно по брусчатой обрешетке или по слою пергамина и/или рубероида с помощью кровельных гвоздей.
Солнечный коллектор работает следующим образом.
Тепловые лучи от солнца всегда нагревают всю профилированную металлическую поверхность 2, которая передает всей своей площадью тепловую энергию в подкровельное пространство, нагревая тем самым трубопровод 3 с рабочей средой 4. Теплоизоляция в виде пергамина и/или рубероида, расположенная между металлической поверхностью 2 и обрешеткой, позволяют максимально снизить тепловые потери с внутренней стороны. Расположение гофрированного трубопровода 3 в желобах 5 позволяет существенно снизить габариты используя структуру кровли в качестве конструктивных элементов солнечного коллектора, снижая тем самым себестоимость последнего.
Предложенная конструкция солнечного коллектора обеспечивает достижение технического результата, а именно возможность эксплуатации надежного солнечного коллектора, позволяющего нагревать теплоноситель до высоких температур порядка 100°С, с максимальной затратами на установку и производство коллектора.