СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Полезная модель относится к гелиотехнике и может быть использовано для нагрева воды, необходимой в бытовых и технических целях и в системах горячего водоснабжения в домах, коттеджах, гостиницах, больницах, школах и т.д.
Сущность изобретения: упростить технологию изготовления, повысить надежность и КПД; коллектор содержит корпус с установленной внутри поглощающей панелью, по периметру которой под некоторым углом, величина которого связана с географической широтой местности, установлены зеркала. Поглощающая панель имеет шестиугольную форму каналов для теплоносителя, соединенных с входными и выходными штуцерами.
Шестиугольная форма каналов позволяет равномерно распределять теплоноситель по длине каналов, боковые плоскости и горизонтальная плоскость каналов воспринимают максимум солнечных лучей при утреннем, дневном и вечернем солнцестоянии.
Известен солнечный коллектор (Патент США №3395614. кл. F24j 3/02 1976 г.), содержащий корпус с прозрачной передней стенкой и поглощающей панелью и установленный в корпусе поглотитель в виде продольной пластины с отверстиями и размещенных под каждой из них камер, открытых со стороны пластины, причем в стенке каждой камеры выполнены в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к камере, а стенки последней выполнены в форме неполной сферы.
Этот коллектор конструктивно сложен, что требует длительного времени изготовления и специального технологического оборудования для двустенной вакуумированной трубки, что ведет к усложнению коллектора и повышению стоимости поглотителя, кроме того вакуумные трубки имеют низкую прочность к ударным нагрузкам, например, удары крупного града и др.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором отверстия для протекания теплоносителя расположены симметрично относительно продольной оси коллектора и сходятся в верхних и нижних частях, где установлены входной и выходной штуцера.
Существенным недостатком этого технического решения являются сложная технология изготовления, требующая длительного времени изготовления и специального технологического оборудования.
Не обеспечивается ламинарное движение теплоносителя по каналам без образования вихрей и пузырьков воздуха, что приводит к значительным тепловым потерям теплоносителя.
Целью полезной модели является упрощение конструкции, составляющих частей, повышение технологичности изготовления, упрощение сборки и повышение надежности и КПД.
Цель достигается тем, что в коллекторе содержащий корпус с прозрачной передней стенкой, поглощающей панелью, состоящей из двух частей с продольными шестигранными каналами и расположенными по бокам зеркалами, угол наклона которых обеспечивает оптимальное освещение поверхностей каналов поглощающей панели при различных углах солнцестояния, которые значительно повышают КПД, дополнительно направляя солнечные лучи на поглощающую панель. Для движения теплоносителя применен канал шестиугольного профиля, позволяющий повысить КПД и технологичность изготовления. Высота наклонных зеркал должны быть больше выступающей части каналов над поглощающей панелью, что обеспечивает направление солнечных лучей на наклонные боковые поверхности каналов. Предлагаемая шестиугольная форма каналов позволяет равномерно распределять теплоноситель по длине каналов, боковые плоскости и горизонтальная плоскость каналов воспринимают максимум солнечных лучей при утреннем, дневном и вечернем солнцестоянии.
Введение перечисленных элементов позволяет упростить конструкцию, повысить надежность работы коллектора при эксплуатации, снизить его стоимость и повысить КПД.
На фиг.1 изображен коллектор, общий вид; на фиг.2 показан разрез коллектора; на фиг.3 изображена часть теплопоглощающей панели с патрубком.
Коллектор включает корпус 1 с верхней рамкой 2, выполненного из Г образного профиля, прозрачную переднюю стенку 3 (стекло), поглощающую панель 4, боковые зеркала 5, установленные под углом 125-130° к плоскости солнечного коллектора, теплоизоляцию 6 и входные и выходные штуцера 7, вваренные в поглощающую панель. Поглощающая панель 4 состоит из двух отштампованных пластин из листовой коррозионностойкой стали марки 12ХН10Т толщиной 0,7-0,8 мм. с каналами шестиугольной формы и соединенных между собой контактной электросваркой.
При работе коллектора устанавливают, например, на крыше дома на специальной опоре с ориентацией на солнце под углом к горизонту, равным географической широте местности. К нему подсоединяются трубопроводы с системой подачи теплоносителя к входному и выходному штуцерам.
Солнечная энергия, падающая на теплопоглощающую панель 4, нагревает ее и передает энергию теплоносителю. Он нагревается и поступает через выходной штуцер 7 к потребителю.
2
Предлагаемый солнечный коллектор разработан и изготовлен. Он имеет следующие характеристики: поглощающая панель выполнена из листовой коррозионностойкой стали 12Х8Н10Т толщиной 0,7÷0,8 мм., с шестиугольной формой каналов, корпус выполнен из алюминиевого швеллерного профиля, заполненный теплоизолятором из пенополистирола, покрытого алюминиевой фольгой для уменьшения тепловых потерь в коллекторе; прозрачная передняя стенка - упрочненное стекло толщиной 4 мм. с малым содержанием железа, боковые зеркала установлены под углом 125-130° к плоскости поглощающей панели, величина этого угла рассчитана для северной широты 50-55°. Поглощающая панель выполнена с селективным покрытием, поглощательная способность которого 94÷96% степень черноты в диапазоне 0,08÷0,10. Коллектор рассчитан на рабочее давление 0,5 МПа. Один солнечный коллектор (S=1 м), например, на широте Москвы за теплый летний день производит около 80 литров воды с температурой более 60°С.
Габаритные размеры 1450×770×90 мм., масса коллектора 20÷25 кг., расчетный срок службы 20÷25 лет.
Введение боковых зеркал, штампованной поглощающей панели позволяет повысить КПД, технологичность изготовления и существенно снизить стоимость, повысить срок службы и надежность. Предлагаемый коллектор рекомендован к внедрению и серийному выпуску.