Солнечный водонагреватель

Полезная модель относится к области солнечной энергетики и может быть использована в бытовых целях, а так же в местах отдыха людей (в парках, на пляжах), где разведение костров и открытого огня запрещено.
Известны установки бытового назначения для нагрева воды солнцем, например, бак с водой с зачерненной наружной поверхностью или трубные панели с циркулирующей по трубам водой (http://www.znaj.ru/html/35331.html стр. 4). Недостатком этих установок является невозможность нагрева воды до температуры кипения ввиду низкого потенциала рассеянной солнечной энергии.
Известна, принятая в качестве прототипа, установка - фотоэлектрический модуль, включающий концентраторы солнечной энергии в виде линзы Френеля и оптических линз, а так же приемник сконцентрированной солнечной энергии (патент RU № 2436192, МПК H01L 31/052).
К недостаткам прототипа относятся сложность изготовления и монтажа приемника сконцентрированной солнечной энергии, а так же потери солнечной энергии, воспринимаемой приемником, за счет отражения от последнего и ограничивающих поверхностей.
Целью предложенной полезной модели является снижение потерь сконцентрированной солнечной энергии в результате отражения, что позволит нагревать воду до температуры кипения 100°С для бытовых целей, например для приготовления чая или кофе в местах отдыха, и для других целей.
Поставленная цель достигается в конструкции солнечного нагревателя воды, включающей концентраторы солнечной энергии и приемник сконцентрированной солнечной энергии, отличающейся тем, что последний выполнен в виде заполненной водой емкости, которая снабжена крышкой, выполненной в виде эллипсоида с входным для солнечной энергии отверстием, лежащем в плоскости, проходящей через фокус эллипсоида и перпендикулярной большой оси эллипсоида.
Предложенная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция солнечного водонагревателя, на фиг. 2 - приемник сконцентрированной солнечной энергии, на фиг. 3 - крышка приемника (фиг. 1 и 2).
Солнечный водонагреватель состоит из первичного концентратора солнечной энергии - линзы Френеля 1, вторичного концентратора солнечной энергии - набора оптических линз 2, приемника сконцентрированной солнечной энергии 3 с крышкой 4, выполненной в виде эллипсоида 5 с входным для солнечной энергии отверстием 6.
Солнечный водонагреватель работает следующим образом. Вода заливается в приемник 3, который закрывается снабженной резьбой крышкой 4, после чего приемник 3 устанавливается на штативе водонагревателя (фиг. 1) с обеспечением фокусировки солнечного излучения на отверстии 6 крышки 4 приемника 3. Солнечное излучение концентрируется при прохождении через первичный концентратор - линзу Френеля 1, примерно, в 25 раз и при прохождении через вторичный концентратор солнечной энергии - набор оптических линз - еще, примерно, в 20 раз. Сконцентрированное солнечное излучение после прохождения через первичный и вторичный концентраторы 1 и 2 через отверстие 6 крышки 4 попадает на внутреннюю поверхность эллипсоида 5, где происходит его полное поглощение материалом стенок эллипсоида 5, хорошо проводящим тепло, например латунью, Полное поглощение солнечной энергии обеспечивается свойствами эллипсоида как абсолютно черного тела. При этом энергия сконцентрированного солнечного излучения преобразуется в тепловую энергию нагретой стенки эллипсоида 5. Тепловая энергия нагретых стенок эллипсоида 5 путем теплопроводности передается воде, контактирующей с наружной поверхностью стенки эллипсоида 5, нагревая воду до температуры кипения 100°С. Нагрев воды до 100°С фиксируется по интенсивности парообразования и характерному шуму. Предложенная конструкция солнечного водонагревателя позволяет в местах отдыха людей (парках и пляжах) отказаться от разведения костров и использования открытого огня, что позволяет улучшить экологическую обстановку в местах отдыха.