УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ ЖИДКОСТИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИЕЙ
DEVICE FOR HEATING LIQUID WITH SOLAR ENERGY

Изобретение относится к области энергетики.
Известно устройство да нагревания жидкости солнечной энергией, содержащее станину, протяженную линзу, имеющую овальное поперечное сечение, теплопоглощающие элементы, трубопроводы, сообщающиеся с системой подачи и удаления жидкости [1]. Такое устройство отличается громоздкостью и недостаточной эффективностью вследствие невозможности регулирования положения протяженной линзы по отношению к источнику солнечной энергии.
Задачей изобретения является повышение компактности и эффективности устройства для нагревания жидкости солнечной энергией.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для нагревания жидкости солнечной энергией, содержащем станину, протяженную линзу, имеющую овальное поперечное сечение, теплопоглощающий элемент, трубопроводы, сообщающиеся с системой подачи и удаления жидкости, линза и теплопоглощающий элемент свернуты в спираль и закреплены на поворотной штанге с опорой на станину. Штанга снабжена противовесом и механизмом ее отклонения, обеспечивающим положение линзы по направлению к источнику солнечной энергии. Теплопоглощающий элемент выполнен в виде тонкостенной круглого сечения трубы с вогнутой частью.
На фиг.1 изображено устройство для нагревания жидкости солнечной энергией, вид сбоку; на фиг.2 - вид на фиг.1 сверху; на фиг.3 показано поперечное сечение теплопоглощающего элемента.
Устройство для нагревания жидкости солнечной энергией содержит станину 1 с поворотной штангой 2, установленной в шаровом шарнире 3, имеющем три степени свободы. Сверху на штанге держателями 4 неподвижно закреплены свернутые в спираль протяженная линза 5 и теплопоглощающий элемент 6, установленный по отношению к линзе в фокальной плоскости 7. Линза может быть изготовлена из кварца, светотехнического или оптического стекла с последующими операциями шлифовки поверхностей. Теплопоглощающий элемент выполнен в виде тонкостенной круглого сечения трубы 8 с вогнутой частью 9. С боков и снизу теплопоглощающий элемент окружен слоем 10 теплоизоляции, уложенным на поддон 11. К концам теплопоглощающего элемента (трубы) прикреплены штуцеры 12 и 13 соответственно для присоединения через гибкие шланги к трубопроводам системы (систем) подачи холодной и удаления нагретой жидкости (не показаны). Протяженная линза и теплопоглощающий элемент имеют наружное ограждение 14. На штанге выше шарового шарнира может быть установлен запирающий шарнир 15, позволяющий фиксировать требуемый наклон ее верхней части. Снизу штанга снабжена противовесом 16 и механизмом 17 ее отклонения, обеспечивающим положение линзы по направлению к источнику солнечной энергии. Механизм отклонения штанги может быть выполнен, например, в виде прикрепленного к станине обруча 18 с пневмоцилиндрами 19, сообщающимися с пневмораспределителем 20 системы (не показана) автоматического слежения за положением источника солнечной энергии.
Устройство для нагревания жидкости солнечной энергией, выполненное в виде подвешенной на станине 1 штанги 2 с возможностью ее поворота на шаровом шарнире 3, работает следующим образом. Солнечная энергия, приходящая на свернутую в спираль протяженную линзу 5, закрепленную держателями 4, воспринимается свернутым в спираль теплопоглощающим элементом 6, выполненным в виде тонкостенной трубы 8 с вогнутой частью 9, лежащей в фокальной плоскости 7. Холодная жидкость, например вода, подается в свернутый в спираль теплопоглощающий элемент (трубу) через штуцер 12 и нагретой отводится из него через штуцер 13 в систему трубопроводов (не показаны) для последующего использования потребителем. При этом уложенный на поддон 11 слой 10 теплоизоляции уменьшает потери тепла. Наружное ограждение 14 уменьшает потери тепла из воздушного пространства между линзой и фокальной плоскостью. Эффективная работа устройства для нагревания жидкости солнечной энергией обеспечивается при условии постоянной направленности линзы к источнику солнечной энергии. Это обеспечивается наклоном штанги с помощью запирающего шарнира 15 и механизма 17, кинематически связанного с системой автоматического слежения за положением источника солнечной энергии. Противовес 16 уравновешивает массы всех деталей, закрепленных на штанге выше шарового шарнира (линзы, ее держателей, заполненного жидкостью теплопоглощающего элемента, ограждения и др.). Наклон линзы в направлении источника солнечной энергии происходит при отклонении штанги, по меньшей мере, тремя пневмоцилиндрами 19, прикрепленными к неподвижному обручу 18, при подаче в любой из них воздуха из них воздуха из пневмораспределителя 20.
Устройство для нагревания жидкости солнечной энергией отличается оригинальностью, компактностью и повышенной эффективностью.
Источники информации
1. Патент US №3991741, 1976.