ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ГЕЛИОУСТАНОВКА

Полезная модель относится к водонагревательным гелиоустановкам и может быть использована в хозяйственных блоках летнего типа, содержащих душ и место для мойки посуды.
Известна водонагревательная гелиоустановка, содержащая расположенный горизонтально на основании выше уровня потребителя бак-аккумулятор в форме параллелепипеда с нанесенным на его верхнюю плавающую стенку поглощающим покрытием (черной краской), прозрачный кожух, охватывающий бак-аккумулятор и имеющий каркас, на который крепится прозрачное покрытие, сливной патрубок с вентилем, соединенный с дном бака-аккумулятора, и устройство контроля уровня воды в баке-аккумуляторе, представляющее собой рейку с делениями, прикрепленную к верхней стенке, и метку краской, нанесенную на оболочку (см. SU 1716975 A3, МПК F24J 2/34, 1992).
Однако нагрев воды в горизонтально расположенном баке-аккумуляторе известной гелиоустановки за счет верхней плавающей стенки с поглощающим покрытием (черной краской) ограничивает возможности использования солнечной энергии, так как приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность очень сильно зависит от положения Солнца. При больших зенитных углах эффективная площадь, на которую попадают солнечные лучи, становится значительно меньше фактической площади. Наличие бортов у стенки еще больше усугубляет ситуацию. Если нагрев воды осуществляется только сверху, то конвекция в объеме воды не возникает и прогрев воды осуществляется только за счет ее теплопроводности, имеющей невысокое значение. Тот факт, что наиболее нагретая вода находится в прямом контакте с тепловоспринимающей поверхностью верхней стенки, будет приводить к увеличенным потерям тепла с этой поверхности. В результате в течение дня вода будет получать меньше тепла, чем, если бы в баке вода перемешивалась. При этом каркасная конструкция кожуха в виде «домика» вокруг бака, состоящая из отдельных элементов прозрачного ограждения, уязвима для внешних воздействий, создает дополнительные тени на нагреваемой поверхности, ее монтаж и демонтаж создают дополнительные трудности для потребителя. Транспортировка такого сооружения в готовом виде представляет значительные трудности и неудобства для потребителя. Кроме того, контроль уровня воды в баке-аккумуляторе при его наполнении по совмещению метки и делений на рейке недостаточно надежен. Это совмещение будет разным в зависимости от роста наблюдающего, стоящего на земле, и расстояния наблюдающего от установки. Чем ближе будет стоять наблюдатель и чем ниже его рост, тем больше будет разница в показаниях наблюдаемых высоким человеком, находящимся на большем расстоянии.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение эффективности и надежности работы водонагревательной гелиоустановки.
Поставленная задача решается тем, что в водонагревательной гелиоустановке, содержащей расположенный на основании выше уровня потребителя бак-аккумулятор с нанесенным на его верхнюю стенку поглощающим покрытием, прозрачный кожух, охватывающий бак-аккумулятор, сливной патрубок с вентилем, соединенный с дном бака-аккумулятора, и устройство контроля уровня воды в баке-аккумуляторе, согласно полезной модели бак-аккумулятор выполнен цилиндрической формы и расположен на основании вертикально, на боковую цилиндрическую стенку бака-аккумулятора дополнительно нанесено поглощающее покрытие, прозрачный кожух выполнен из двухслойного ячеистого поликарбоната цилиндрической формы с верхней крышкой, сливной патрубок снабжен тройником с подсоединенным к нему дополнительным патрубком, имеющим вентиль, а устройство контроля уровня воды выполнено в виде трубки, соединенной с баком-аккумулятором в его верхней части.
Поставленная задача решается также тем, что гелиоустановка может быть снабжена солнечным коллектором, установленным ниже уровня бака-аккумулятора и сообщенным с его дном при помощи патрубков подвода и отвода теплоносителя.
Поставленная задача решается также тем, что гелиоустановка может быть дополнительно снабжена электроводонагревателем, встроенным в бак-аккумулятор.
На чертеже представлена предлагаемая водонагревательная гелиоустановка.
Предлагаемая водонагревательная гелиоустановка содержит расположенный на основании 1 выше уровня потребителя бак-аккумулятор 2 с нанесенным на его верхнюю 3 и боковую цилиндрическую 4 стенки поглощающим покрытием (черной краской или селективным покрытием, уменьшающим потери тепла за счет излучения), прозрачный кожух 5, охватывающий бак-аккумулятор 2, сливной патрубок 6 с вентилем 7, соединенный с дном 8 бака-аккумулятора 2, и устройство контроля уровня воды в баке-аккумуляторе 2. Бак-аккумулятор 2 выполнен цилиндрической формы и расположен на основании 1 вертикально, что позволяет использовать в летнее время прямое и диффузное излучение солнца с его восхода и до заката. Прозрачный кожух 5 выполнен из двухслойного ячеистого поликарбоната цилиндрической формы с верхней крышкой 9. Такой материал кожуха 5 имеет высокий коэффициент пропускания солнечной радиации в видимой и ближней инфракрасной области спектра и низкий коэффициент пропускания в области спектра соответствующего температурам, до которых может нагреться бак-аккумулятор 2 в течение солнечного дня. В силу этого потери тепла с его поверхности за счет излучения в окружающую среду значительно уменьшаются. Кроме того, этот материал обладает высоким термическим сопротивлением, не требует применения каркаса, является легким и механически прочным (примерно в 20 раз прочнее стекла), легко монтируется и демонтируется, может транспортироваться в готовом виде. В дополнение к этому кожух 5 защищает бак-аккумулятор 2 от конвективных потерь особенно сильных при обдувании его ветром. Сливной патрубок 6 снабжен тройником 10 с подсоединенным к нему дополнительным патрубком 11, имеющим вентиль 12, через который патрубок 11 соединен с краном 13 для раковины. Патрубок 6 соединен через вентиль 7 с душевой насадкой 14. Под основанием 1 в виде настила образована душевая кабина 15, состоящая из четырех стоек 16, выполненных из труб, которые сверху соединяются с квадратной рамой из уголков. На уголках устанавливается настил основания 1. Устройство контроля уровня воды выполнено в виде трубки 17, соединенной с баком-аккумулятором 2 в его верхней части.
Гелиоустановка может быть снабжена солнечным коллектором 18, установленным ниже уровня бака-аккумулятора 2 и сообщенным с его дном 8 при помощи патрубков 19, 20 подвода и отвода теплоносителя, что повышает ее эффективность. Гелиоустановка может быть также снабжена электроводонагревателем 21, встроенным в бак-аккумулятор 2, что позволяет в периоды отсутствия прямой солнечной радиации или ее недостаточности пользоваться водой комфортной температуры. Кроме того, электроводонагреватель 21 позволяет периодически доводить температуру воды в баке-аккумуляторе 2 до 60-70°С, при которой погибают болезнетворные бактерии.
Предлагаемая водонагревательная гелиоустановка работает следующим образом.
Заполнение бака-аккумулятора 2 осуществляется от водопровода или с помощью садового шланга одеваемого на кран 13. Вода через вентиль 12, патрубок 11, тройник 10, патрубок 6 и дно 8 поступает в бак-аккумулятор 2. По мере заполнения бака-аккумулятора 2 вода будет вытеснять воздух из него через трубку 17. Как только уровень воды поднимется до верхней части бака-аккумулятора 2, где с ним соединена трубка 17, она начнет сливаться через трубку 17, что будет служить индикатором того, что бак-аккумулятор 2 водой заполнен. В течение светового дня солнечные лучи, проходя через прозрачный кожух 5, попадают на поглощающее покрытие, нанесенное на всю поверхность бака-аккумулятора 2, и нагревают в нем воду. Из нижней части бака-аккумулятора 2 нагретая вода через дно 8, патрубок 6, тройник 10, и вентиль 7 может направляться в душевую насадку 14 или через патрубок 11 и вентиль 12 в кран 13. При использовании солнечного коллектора 18 солнечные лучи нагревают находящуюся в нем воду и подогретая вода поступает в бак-аккумулятор 2 по патрубку 20. В свою очередь по патрубку 19 вода из бака-аккумулятора 2 поступает в коллектор 18. Одновременное использование солнечного коллектора 18 позволит ускорить процесс нагрева воды и увеличить производительность гелиоустановки. В периоды отсутствия прямой солнечной радиации или ее недостаточности для получения подогретой воды можно воспользоваться электроводонагревателем 21, встроенным в бак-аккумулятор 2.