Устройство для нагрева воды за счет солнечной энергии
SOLAR POWER DEVICE FOR HEATING WATER

Изобретение относится солнечной энергетике, используемой для преобразования энергии солнечного излучения в тепловую энергию, в дальнейшем используемую для нагрева воды, при этом он может применяться в лабораторных работах для обучения студентов, изучающих дисциплину « Электротехнология».
Наиболее близким к предлагаемому устройству является «Солнечный коллектор для нагрева воды и способ использования его в строительстве в качестве листовых кровельных модулей при сооружении кровли любых размеров на скатных крышах зданий» (патент РФ на изобретение RU 2539936 С2), состоящая из двух свариваемых между собой металлических листов, верхнего и нижнего штампованного с гофрами либо с круглыми вмятинами для точечной сварки листов между собой, и четырех приваренных к нижнему листу резьбовых втулок, для нагрева воды.
Листы между собой свариваются по контуру и точечной сваркой по гофрам или круглым вмятинам, причем верхний лист по краям имеет волновые профили, что обеспечивает возможность использовать каждый коллектор, как кровельный модуль.
Недостатком известного устройства является применение в качестве нижнего листа - штампованный лист с гофрами, либо с круглыми вмятинами для точечной сварки листов между собой, которые в процессе эксплуатации в помещениях с агрессивной и влажной средой могут являться местами для скопления конденсата и в дальнейшем и образовании ржавчины. Тем более при предлагаемом автором способе соединения двух листов ухудшается естественная циркуляция воды в устройстве. А также отсутствие возможности использования и введения новых элементов.
Задачей изобретения является устранение названных недостатков.
Поставленная задача достигается тем, что солнечный коллектор для нагрева воды состоит из двух свариваемых между собой по контуру металлических листов верхнего штампованного в «виде П-образного профиля» и нижнего плоского с резьбовыми втулками для подачи и отвода воды, с селективным покрытием внешней стороны верхнего листа. Согласно изобретению, солнечный коллектор выполнен в виде группы независимых управляемых водонагревателей, соединенных с системой водоснабжения при помощи резьбовых втулок, которые встраиваются в каждый профильный элемент образованный верхним и нижним листом. Система подачи и отвода воды формируется с помощью резьбовых соединений трубопроводов, обеспечивающих требуемую конфигурацию комплекса нагрева воды из требуемого набора профильных элементов и солнечных коллекторов.
Таким образом, в солнечном коллекторе заменяем нижний штампованный лист с гофрами на плоский металлический лист для исключения появления конденсата в животноводческих помещениях и окисления металла (появления ржавчины), верхний лист заменяем штампованным в «виде П-образного профиля» листом и изменяем схему ввода воды. В данном случае мы предлагаем ввод воды выполнять для каждого П-образного металлического профиля (ребра) отдельно, что положительно сказывается на самой циркуляции. Каждое ребро верхнего листа является отдельным нагревательным устройством. За счет введения отдельного ввода воды на каждое ребро, выполненное резьбовым соединением и наличием термоклапана (его срабатывание позволяет регулировать количество используемых ребер). Возможна модернизация системы водонагрева, причем есть возможность применения ни каждого, а отдельного ребра. Также применение именно такой системы ввода позволяет нам увеличить или уменьшить скорость циркуляции и процесса нагрева воды.
Солнечный коллектор выполнен в виде группы независимых управляемых водонагревателей, соединенных с системой водоснабжения при помощи втулок, которые встраиваются в каждый профильный элемент (ребро), образованный верхним и нижним листом. Система подачи и отвода воды формируется с помощью резьбовых соединений трубопроводов, обеспечивающих требуемую конфигурацию комплекса нагрева воды из требуемого набора профильных элементов и солнечных коллекторов.
Достоинством данной установки является то, что каждое ребро выполнено в виде продольного замкнутого канала П-образной формы, что позволяет повысить эффективность улавливания солнечного излучения за счет боковых сторон, а это в свою очередь дает возможность нагреть большее количество воды, большей температуры.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг. 1 - представлен 3D вид солнечного водонагревателя
На фиг. 2 - вид сверху.
На фиг. 3 - представлен вид устройства с боку.
Солнечный коллектор нагревателя воды выполнен из металлического листа в виде профнастила, плоского металлического стального листа и резьбовых втулок для подачи воды в каждый профильный элемент и отвода воды из каждого профильного элемента.
Достоинством солнечного коллектора является то, что каждое ребро профиля является отдельным водонагревательным устройством, что в свою очередь дает возможность нагреть большее количество воды и большей температуры.
Предлагаемая конструкция солнечного коллектора- водонагревателя, как показано на фиг. 1 состоит из трех основных деталей: верхнего металлического (листа в виде профнастила) (1), нижнего плоского металлического листа (2) и труб разных диаметров для подвода воды (3).
Принцип работы
Вода из системы водоснабжения под собственным давлением подается в солнечный коллектор. Далее холодная вода поднимается по солнечному коллектору, расположенному под наклоном, в процессе чего она нагревается от теплоты стенок. В дальнейшем уже нагретая вода может непосредственно поступать к потребителям.
Солнечный коллектор дает возможность использовать его не только в качестве водонагревателя, но и конструкции крыши здания животноводческого комплекса для защиты от атмосферных осадков.
Данный солнечный коллектор - водонагреватель предлагается для применения в животноводческом комплексе, где существует проблема с нагревом воды.
В результате применения данного солнечного коллектора в животноводческом комплексе происходит сокращение потребления электрической энергии на нагрев воды.