GR1009236B - Air-vacuum solar geyser - Google Patents

Abstract

Novelty: an air-vacuum solar geyser is disclosed. Constitution: a unified construction composed of the collector 2, the boiler 1 and the subsidiary connecting accessories. The closed circuit of the system fills with liquid at a rate up to 75%, the remaining space being void of air. Due to the air vacuum and sun aid, the liquid evaporates at a temperature lower than 100 deg. Celcius, habitually at 60 deg. Celcius. The thermal energy is conveyed to the boiler 1 via the vapor which will be, in the sequel, condensed in the interior of the boiler, yielding the heat to the water of the boiler before returning to the bottom of the collector 2 in the form of liquid. This cycle is continuous. Advantages: simple, unified, low-in-height and ready-to-use construction demanding no specialized knowledge for its installation.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ: ΗΛΙΑΚΟΣ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΑΣ ΚΕΝΟΥ - ΑΕΡΟΣ DESCRIPTION: SOLAR VACUUM HEATER - AIR

Η εφεύρεση αυτή αναφέρεται σε ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος φυσικής κυκλοφορίας οι οποίοι χρησιμοποιούνται γα την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης με τη δημιουργία κενού - αέρα. This invention refers to natural circulation closed circuit solar water heaters which are used for the production of hot water for use by creating a vacuum - air.

0   ηλιακός θερμοσίφωνας κενού-αέρος είναι μια ενιαία κατασκευή που αποτελείται από το συλλέκτη, το μπόιλερ και τα επιμέρους εξαρτήματα σύνδεσής τους. Το μπόιλερ τοποθετείται πίσω και σε χαμηλότερο σημείο από το άνω μέρος του συλλέκτη . Το κλειστό κύκλωμα του συστήματος πληρώνεται με το υγρό σε ποσοστό μέχρι και 75% (3/4 του συνόλου). Εν συνεχεία με αντλία κενού δημιουργείται κενό στον υπόλοιπο χώρο μέχρι 400 mbar. Το υγρό αυτό του κλειστού κυκλώματος μέσα στο συλλέκτη θερμαίνεται με τη βοήθεια του ήλιου και λόγω του κενού εξατμίζεται σε θερμοκρασία χαμηλότερη των 100 °C συνήθως στους 60 °C, (εξαρτάταί από το εύρος του κενού). Η θερμική ενέργεια από τον συλλέκτη μεταφέρεταί στο μπόιλερ με φυσικό τρόπο μέσω του ατμού. Στη συνέχεια ο ατμός στον εσωτερικό εναλλάκτη του μπόιλερ συμπυκνώνεται αποδίδοντας την θερμότητα στο νερό του μπόιλερ και επιστρέφει στο κάτω μέρος του συλλέκτη ως υγρό. Ο κύκλος αυτός είναι συνεχείς. 0   solar vacuum-air water heater is a single construction consisting of the collector, the boiler and their individual connection parts. The boiler is placed behind and at a lower point than the upper part of the collector. The closed circuit of the system is filled with liquid up to 75% (3/4 of the total). Afterwards, a vacuum is created in the remaining space with a vacuum pump up to 400 mbar. This liquid of the closed circuit inside the collector is heated with the help of the sun and due to the vacuum evaporates at a lower temperature than 100 °C usually at 60 °C, (depends on the vacuum range). The thermal energy from the collector is transferred to the boiler in a natural way through steam. The steam in the boiler's internal exchanger is then condensed giving off the heat to the boiler water and returns to the bottom of the collector as a liquid. This cycle is continuous.

Η πιο συνηθισμένη μορφή ηλιακού θερμοσίφωνα κλειστού κυκλώματος αποτελείταί από το μπόιλερ, τον ή τους συλλέκτες και τη βάση στήριξης ως ξεχωριστές μονάδες που συνδέονται και συναρμολογούνται μεταξύ τους στον τόπο εγκατάστασης (πχ. κατοικία) έτσι ώστε να αποτελούν ένα ενιαίο σύνολο. Το υγρό του κλειστού κυκλώματος ρέει μέσα στο συλλέκτη, στη συνέχεια λόγω της θέρμανσής του από την ήλιο μεταφέρεταί με φυσικό τρόπο στο μπόιλερ που βρίσκεται σε ψηλότερη θέση από τον συλλέκτη και ωθεί το υγρό του κλειστού κυκλώματος που έχει κρυώσει να επ ιατρέψει στον συλλέκτη ώστε να αναθερμανθεί. The most common form of closed circuit solar water heater consists of the boiler, the collector(s) and the support base as separate units which are connected and assembled together at the installation site (e.g. residence) so that they form a single unit. The closed circuit liquid flows into the collector, then due to its heating by the sun it is naturally transferred to the boiler located higher than the collector and pushes the cooled closed circuit liquid to allow the collector to reheated.

Ο τρόπος αυτός παρουσιάζει τα εξής μειονεκτήματα: πολυπλοκότητα κατασκευής και συναρμολόγησης της εγκατάστασης καθώς ξεχωριστές μονάδες πρέπει να συνδεθούν κατάλληλα ώστε να αποτελέσουν ένα ενιαίο λειτουργικό σύνολο, ειδικές γνώσεις του εγκαταστάτη που θα τοποθετήσει τον ηλιακό θερμοσίφωνα και μεγάλο ύψος της κατασκευής (ένας ηλιακός θερμοσίφωνας μπορεί να φτάσει τα 200cm). This method presents the following disadvantages: complexity of construction and assembly of the installation as separate units must be properly connected to form a single functional set, special knowledge of the installer who will install the solar water heater and high construction height (a solar water heater can reach 200cm).

Η παρούσα εφεύρεση αντιμετωπίζει την άρση των ανωτέρω μειονεκτημάτων . The present invention addresses the removal of the above disadvantages.

Στην εφεύρεση αυτή, ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι ένα ενιαίο σύνολο συναρμολογούμενο στο εργοστάσιο παραγωγής. In this invention, the solar water heater is a single assembly assembled at the manufacturing plant.

Το μπόιλερ με τον εσωτερικό εναλλάκτη (βλ. αριθμό αίτησης χορήγησης διπλώματος ευρεσιτεχνίας από ΣΟΔΕ ΑΒΕΕ 20160100507) βρίσκεται πίσω και σε χαμηλότερο σημείο απ' ότι το άνω μέρος του συλλέκτη και γίνεται ένα σώμα με το συλλέκτη δημιουργώντας μια ενιαία κατασκευή. Επιπλέον, εξαιτίας του ενιαίου σώματος της κατασκευής δε χρειάζεται υδραυλική εγκατάσταση μεταξύ του συλλέκτη και του μπόιλερ (η οποία πολλές φορές μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα δυσλειτουργίας). Το μόνο που χρειάζεται είναι παροχή κρύου νερού και επιτυγχάνεται εξαγωγή ζεστού νερού χρήσης κατευθείαν στην οLκία. Έτσι, δεν απαιτούνται εξείδίκευμένες γνώσεις από πλευράς του εγκαταστάτη. Μπορεί να το τοποθετήσει και εγκαταστήσει οποιοσδήποτε, ακόμα και ο ιδιοκτήτης της κατοικίας. Επιπλέον, το ύψος της κατασκευής δεν υπερβαίνει τα 60-70 cm βελτιώνοντας έτσι κατά πολύ την αισθητική όψη του ηλιακού θερμοσίφωνα. The boiler with the internal exchanger (see patent application number from SODE ABEE 20160100507) is located behind and at a lower point than the upper part of the collector and becomes one body with the collector creating a single construction. In addition, due to the single body of the construction, there is no need for a hydraulic installation between the collector and the boiler (which can often create malfunction problems). All that is needed is a supply of cold water and the export of hot water for use directly to the house is achieved. Thus, no specialist knowledge is required on the part of the installer. It can be installed and installed by anyone, even the home owner. In addition, the height of the structure does not exceed 60-70 cm, thus greatly improving the aesthetic appearance of the solar water heater.

Η εφεύρεση παρίσταται σχηματικά στα σχήματα 1,2, 3Α & 3Β . Τα σχήματα δείχνουν: The invention is shown schematically in Figures 1, 2, 3A & 3B. The figures show:

Σχ. 1: Εμπρόσθια όψη του ηλιακού θερμοσίφωνα κενού - αέρος στο οποίο φαίνεται ο χάλκινος υδροσκελετός του απορροφητή (2) , ενώ με διακεκομμένη γραμμή δίακρίνεται το περίγραμμα του μπόιλερ (1), Fig. 1: Front view of the vacuum-air solar water heater showing the copper hydroskeleton of the absorber (2), while the outline of the boiler (1) can be seen with a dotted line,

Σχ. 2: Τομή της πίσω πλευράς του ηλιακού θερμοσίφωνα κενού - αέρος στην οποία διακρίνονται : το μπόιλερ (1),ο εσωτερικός εναλλάκτης θερμότητας εντός του μπόιλερ (7), ο χάλκινος σωλήνας σύνδεσης με τον ηλιακό συλλέκτη (3), η είσοδος κρύου νερού (4), η έξοδος ζεστού νερού (5), το εξωτερικό κέλυφος (6), ο απορροφητής του συλλέκτη κα L ο χάλκινος υδροσκελετός του με διακεκομμένες γραμμές(2). Fig. 2: Section of the back side of the vacuum-air solar water heater showing: the boiler (1), the internal heat exchanger inside the boiler (7), the copper pipe connecting to the solar collector (3), the cold inlet water (4), the hot water outlet (5), the outer shell (6), the absorber of the collector and L its copper hydroskeleton with dotted lines (2).

Σχ. 3 Α: Πλάγια δεξιά τομή του ηλιακού θερμοσίφωνα κενού -αέρος στην οποία δίακρίνονται το μπόιλερ (1) με την περιμετρική μόνωση (8),ο ηλιακός συλλέκτης (2), η δοκός στήριξης του ηλιακού θερμοσίφωνα (9), η είσοδος κρύου νερού στο μπόιλερ (4) ο σωλήνας σύνδεσης του εσωτερικού εναλλάκτη του μπόιλερ με τον υδροσκελετό του συλλέκτη (3) κα L το εξωτερικό κέλυφος (6). Fig. 3 A: Side right section of the vacuum-air solar water heater in which the boiler (1) with the perimeter insulation (8), the solar collector (2), the support beam of the solar water heater (9), the cold inlet can be distinguished of water in the boiler (4) the connecting pipe of the internal exchanger of the boiler with the hydroskeleton of the collector (3) and L the outer shell (6).

Τα βέλη υποδεικνύουν τον τρόπο ροής του υγρού του κλειστού κυκλώματος προς τον χάλκινο υδροσκελετό του συλλέκτη. The arrows indicate the flow of the closed circuit liquid to the copper hydroskeleton of the collector.

Σχ. 3 Β: Πλάγια αριστερή τομή του ηλιακού θερμοσίφωνα κενού - αέρος στην οποία δίακρίνονται το μπόιλερ (1) με την περιμετρική μόνωση (8), ο ηλιακός συλλέκτης (2), η έξοδος ζεστού νερού χρήσης από το μπόιλερ (5), η δοκός στήριξης του ηλιακού θερμοσίφωνα (9), το εξωτερικό κέλυφος (6)και ο σωλήνας σύνδεσης του εσωτερικού εναλλάκτη του μπόιλερ με τον υδροσκελετό του συλλέκτη (3). Fig. 3 B: Lateral left section of the vacuum-air solar water heater in which the boiler (1) with the perimeter insulation (8), the solar collector (2), the domestic hot water outlet from the boiler (5), the support beam of the solar water heater (9), the outer shell (6) and the connecting pipe of the internal exchanger of the boiler with the hydroskeleton of the collector (3).

Τα βέλη υποδεικνύουν τον τρόπο ροής του ατμού προς στον εναλλάκτη . The arrows indicate the flow of steam to the exchanger.

Claims (6)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ 1. Ηλιακός θερμοσίφωνας με επίπεδους συλλέκτες (2) κενού αέρος, κλειστού κυκλώματος όπου η μεταφορά θερμότητας από τους ηλιακούς συλλέκτες(2) στο μπόιλερ(1) γίνεται με ατμό.1. Solar water heater with flat collectors (2) vacuum, closed circuit where the heat transfer from the solar collectors (2) to the boiler (1) is done by steam. 2. Ηλιακός θερμοσίφωνας με κενό αέρος στον επίπεδο ηλιακό συλλέκτη (2), σύμφωνα με την αξίωση 1.2. Solar water heater with an air gap in the flat solar collector (2), according to claim 1. 3. Ηλιακός θερμοσίφωνας με μεταφορά ενέργειας από τον συλλέκτη(2) στο μπόιλερ(1) μέσω ατμού.3. Solar water heater with energy transfer from the collector (2) to the boiler (1) through steam. 4. Ηλιακός θερμοσίφωνας ως ενιαίο σύνολο από το εργοστάσιο κατασκευής του.4. Solar water heater as a single unit from its manufacturing plant. 5. Ηλιακός θερμοσίφωνας φυσικής κυκλοφορίας όπου το μπόιλερ (1)βρίσκέται πίσω από τον συλλέκτη (2).5. Natural circulation solar water heater where the boiler (1) is located behind the collector (2). 6. Ηλιακός θερμοσίφωνας φυσικής κυκλοφορίας μέγιστου ύψους 70 cm.6. Natural circulation solar water heater with a maximum height of 70 cm.