БАК-АККУМУЛЯТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Баки-аккумуляторы солнечных энергетических установок применяются в гелиотехнике в составе систем солнечного горячего водоснабжения для накопления поступающей из солнечных коллекторов установки нагретой солнцем воды и сохранения ее высокой температуры.
Известны баки-аккумуляторы солнечных энергетических установок с металлическими резервуарами прямоугольной формы и тепловой изоляцией в виде слоя теплозащитного материала, охватывающего резервуар со всех сторон (см., например, Н.В.Харченко «Индивидуальные солнечные установки». М. Энергоатомиздат, 1991, рис.20, стр.46).
Данная конструкция содержит прямоугольный металлический резервуар для воды и тепловую изоляцию в виде слоя теплозащитного материала, охватывающего резервуар со всех сторон, совпадает таким образом с заявляемой моделью по основной признаку и поэтому принимается за прототип.
Бак-аккумулятор наряду с накоплением горячей воды и сохранением ее высокой температуры должен обеспечить следующий технический результат:
- максимально способствовать достижению высокой тепловой эффективности солнечной энергетической установки;
- надежно противостоять атмосферным воздействиям окружающей среды;
- иметь удовлетворительную технологичность и стоимость.
Получению в достаточной мере от прототипа требуемых технических характеристик препятствуют следующие обстоятельства:
- в качестве теплозащитного материала в прототипе используются стекловолокно, минеральная вата или другие, аналогичные им светонепроницаемые теплоизоляционные материалы, которые исключают прямое облучение резервуара солнечными лучами с целью использования их энергии для дополнительного нагрева воды через стенки резервуара, ограничивая тем самым тепловую эффективность солнечной энергетической установки (величину тепловой мощности, снимаемой с площади, занимаемой установкой);
- указанные материалы гигроскопичны и, по мере впитывания атмосферной влаги, теряют свои теплоизоляционные свойства, кроме того, они подвержены механическим повреждениям (осыпанию, задирам, расслоению, изменению формы и др.), поэтому для их защиты необходимо наличие герметичной металлической оболочки, которая, находясь на открытом воздухе, сама требует дорогостоящих антикоррозионных покрытий;
- все это, вместе взятое, усложняет конструкцию бака-аккумулятора, снижает технологичность и повышает его стоимость.
Заявляемая модель обеспечивает получение требуемого технического результата, сущность заявляемой модели определяется следующей совокупностью признаков:
- тепловая изоляция модели представляет собой кожух, изготовленный из пластин твердой, светопрозрачной. устойчивой к атмосферным воздействиям теплоизолирующей пластмассы, например, прозрачного сотового поликарбонатного пластика, прозрачность пластика обеспечивает прямое облучение резервуара солнечными лучами, энергия которых дополнительно нагревает воду через облучаемые стенки резервуара;
- между верхней и боковыми поверхностями резервуара и кожуха имеется воздушный зазор, например, шириной 4 мм, что повышает интенсивность нагрева воды в резервуаре;
- наружные и боковые поверхности резервуара окрашены в черный цвет, что способствует более интенсивному поглощению поступающей через прозрачные стенки кожуха солнечной энергии и повышает степень нагрева воды в резервуаре;
- теплозащитные свойства пластмассы обеспечивают сохранение высокой температуры воды в резервуаре;
- твердость и устойчивость используемой пластмассы к атмосферным воздействиям не требуют каких-либо защитных устройств (оболочек), что упрощает конструкцию заявляемой модели, делает ее более технологичной и снижает ее стоимость.
Проведенные испытания и исследования солнечных энергетических установок с заявляемыми баками-аккумуляторами показали, что они уверенно обеспечивают получение требуемого технического результата.
На чертеже, иллюстрирующем описание полезной модели изображены:
прямоугольный металлический резервуар 1, верхняя и боковые стенки которого окрашены в черный цвет. Резервуар заполнен горячей водой 2, поступающей из солнечных коллекторов установки, тепловая изоляция 3 в виде кожуха, изготовленного из пластин твердой светопрозрачной, устойчивой к атмосферным воздействиям теплоизолирующей пластмассы. Между верхней и боковыми поверхностями резервуара и кожуха имеются воздушные зазоры 4. Прозрачные стенки кожуха легко пропускают коротковолновое солнечное излучение, которое нагревает резервуар, но практически не пропускают длинноволновое тепловое излучение нагретого резервуара, таким образом в зазоре возникает парниковый эффект, который в сочетании с черным цветом облучаемых поверхностей резервуара существенно повышает интенсивность нагрева воды и теплотехнические характеристики солнечной энергетической установки.
Практическое осуществление заявляемой модели достигается обычными методами гибки и сварки листового металла, механической обработки листов пластмассы и их слесарной сборки при помощи винтовых пар.