RU226749U1 - Vacuum solar collector - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к гелиоэнергетике и может быть использована в солнечных установках для преобразования энергии солнечного излучения в тепловую энергию. Вакуумный солнечный коллектор является односекционным и не имеет вакуумных трубок. Коллектор работает следующим образом: вакуумный солнечный коллектор является герметичным и не содержит вакуумных трубок, а состоит из тепловоспринимающей поверхности, к которой припаяна медная трубка с теплоносителем. Коллектор сверху накрыт прозрачным стеклом. Прочность стекла и удержание им вакуума обеспечивается подпорками, которые опираются на тепловоспринимающую поверхность и на которые опирается верхнее прозрачное стекло. Снизу проложен слой теплоизоляции. Подпорки выполнены виде гиперболоидов вращения. Форма гиперболоида вращения обеспечивает большую прочность коллектору, так как конструкция гиперболоида работает не на изгиб, а на сжатие. Подпорки в форме гиперболоида расположены на тепловоспринимающей поверхности сотами. Расположение подпорок в виде сот обеспечивает дополнительную прочность конструкции. Техническим результатом является повышение прочности вакуумного солнечного коллектора. 2 ил. The utility model relates to solar energy and can be used in solar installations to convert solar radiation energy into thermal energy. The vacuum solar collector is single-section and has no vacuum tubes. The collector works as follows: the vacuum solar collector is sealed and does not contain vacuum tubes, but consists of a heat-receiving surface to which a copper tube with coolant is soldered. The collector is covered with transparent glass on top. The strength of the glass and its retention of vacuum is ensured by supports that rest on the heat-receiving surface and on which the upper transparent glass rests. A layer of thermal insulation is laid underneath. The supports are made in the form of hyperboloids of rotation. The shape of the hyperboloid of rotation provides greater strength to the collector, since the design of the hyperboloid works not for bending, but for compression. Supports in the shape of a hyperboloid are located on the heat-receiving surface in honeycombs. The arrangement of supports in the form of a honeycomb provides additional structural strength. The technical result is to increase the strength of the vacuum solar collector. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к гелиоэнергетике и может быть использована в солнечных установках для преобразования энергии солнечного излучения в тепловую энергию.The utility model relates to solar energy and can be used in solar installations to convert solar radiation energy into thermal energy.

Известно устройство (RU 165800U1, МПК F24J 2/05, F24J 2/20, F24J 2/48, владелец патента: Хворостяный Андрей Дмитриевич, начало действия: 2015.09.24; публикация: 2016.11.10): плоский вакуумный солнечный коллектор, содержащий герметичный корпус, внешнюю прозрачную панель, заднюю панель, абсорбер, теплоноситель, и в котором между панелями создан вакуум. Между внешней прозрачной панелью и задней панелью которого установлена внутренняя прозрачная панель. Как абсорбер использован окрашенный в темный цвет теплоноситель, который находится между внутренней прозрачной панелью и задней панелью, вакуум создан в пространстве между внешней и внутренней прозрачными панелями, где содержится разреженный до 0,2-0,5 атм воздух, и между этими панелями установлены упоры, при этом в коллекторе установлены с возможностью перемещения через них теплоносителя при его нагревании впускной и выпускной патрубки. Имеющийся недостаток такой конструкции: в указанном устройстве не полный вакуум, что значительно увеличивает тепловые потери и, следовательно, снижает эффективность.A known device (RU 165800U1, MPK F24J 2/05, F24J 2/20, F24J 2/48, patent owner: Andrey Dmitrievich Khvorostyany, effective date: 2015.09.24; publication: 2016.11.10): a flat vacuum solar collector containing a sealed housing, external transparent panel, rear panel, absorber, coolant, and in which a vacuum is created between the panels. Between the outer transparent panel and the rear panel of which there is an inner transparent panel. A dark-colored coolant is used as an absorber, which is located between the inner transparent panel and the rear panel, a vacuum is created in the space between the outer and inner transparent panels, which contains air rarefied to 0.2-0.5 atm, and stops are installed between these panels , while the inlet and outlet pipes are installed in the manifold so that the coolant can move through them when it is heated. The existing drawback of this design is that this device does not have a complete vacuum, which significantly increases heat losses and, therefore, reduces efficiency.

Кроме того, известно устройство энергоснабжения (Патент в РФ №2464670; H01L31/058; F24J2/24, автор: Бири Мартин; патентообладатель: Панотрон А. Г., подача заявки: 2009-02-15; публикация патента: 20.10.2012), содержащее несколько выполненных в виде кровельной черепицы энергетических панелей, которые покрывают часть здания, и каждая из которых содержит служащий для поглощения солнечной энергии энергетический модуль, соединенный с линией электроснабжения. На одной из наружных сторон здания предусмотрен по меньшей мере один металлический трубопровод, на котором установлены энергетические панели, которые механически и термически соединены с трубопроводом, в котором предусмотрены служащий для размещения линии электроснабжения кабельный канал и по меньшей мере один канал для прохождения жидкой теплопередающей среды, с помощью которой тепловая энергия передается от энергетической панели к потребителю тепловой энергии. Имеющийся недостаток такой конструкции: в указанном устройстве нет вакуума, что уменьшает эффективность солнечного водонагревательного коллектора.In addition, a power supply device is known (Patent in the Russian Federation No. 2464670; H01L31/058; F24J2/24, author: Biry Martin; patent holder: Panotron A. G., application filing: 2009-02-15; publication of the patent: 10/20/2012) , containing several energy panels made in the form of roofing tiles, which cover part of the building, and each of which contains an energy module for absorbing solar energy, connected to a power supply line. On one of the outer sides of the building there is at least one metal pipeline on which energy panels are installed, which are mechanically and thermally connected to the pipeline, in which a cable channel is provided for housing the power supply line and at least one channel for the passage of a liquid heat transfer medium, with the help of which thermal energy is transferred from the energy panel to the thermal energy consumer. There is a drawback of this design: there is no vacuum in this device, which reduces the efficiency of the solar water heating collector.

Известен солнечный тепловой коллектор для отвода тепла от солнечной фотовольтаической панели (патент в РФ №210191, опубликован 31.03.2022, владелец патента: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна"; автор: Моржухин Артем Маркович; начало действия: 2020.12.28; публикация: 2022.03.31; подача: 2020.12.28), содержащий параллельные каналы для прохода теплоносителя, вход и выход теплоносителя. Корпус коллектора выполнен из теплоизоляционного материала, при этом роль крышки корпуса коллектора выполняет горячая поверхность электрической солнечной панели, прилегающая к параллельным каналам с теплоносителем. Имеющийся недостаток такой конструкции: также нет вакуума, что уменьшает эффективность солнечного водонагревательного коллектора.A solar thermal collector is known for removing heat from a solar photovoltaic panel (patent in the Russian Federation No. 210191, published on March 31, 2022, patent owner: State budgetary educational institution of higher education of the Moscow region "Dubna University"; author: Morzhukhin Artem Markovich; effective date: 2020.12 .28; publication: 2022.03.31; submission: 2020.12.28), containing parallel channels for the passage of coolant, the inlet and outlet of the coolant. parallel channels with coolant. There is a drawback of this design: there is also no vacuum, which reduces the efficiency of the solar water heating collector.

Техническим результатом является повышение прочности вакуумного солнечного коллектора.The technical result is to increase the strength of the vacuum solar collector.

Поставленная задача достигается тем, что в солнечном коллекторе создается вакуум. Вакуумный солнечный коллектор содержит одну секцию и не имеет вакуумных трубок. Состоит из тепловоспринимающей поверхности, к которой припаяна медная трубка с теплоносителем. Коллектор сверху накрыт прозрачным стеклом. Прочность стекла и удержание им вакуума обеспечивается подпорками, которые опираются на тепловоспринимающую поверхность и на которые опирается верхнее прозрачное стекло. Снизу проложен слой теплоизоляции. Подпорки выполнены в виде гиперболоидов вращения. Форма гиперболоида вращения обеспечивает большую прочность коллектора, так как в конструкции гиперболоида работает не на изгиб, а на сжатие. Подпорки в форме гиперболоида на тепловоспринимающей поверхности расположены сотами. Расположение подпорок в виде сот обеспечивает дополнительную прочность коллектору. The goal is achieved by creating a vacuum in the solar collector. The vacuum solar collector contains one section and does not have vacuum tubes. It consists of a heat-receiving surface to which a copper tube with coolant is soldered. The collector is covered with transparent glass on top. The strength of the glass and its retention of vacuum is ensured by supports that rest on the heat-receiving surface and on which the upper transparent glass rests. A layer of thermal insulation is laid underneath. The supports are made in the form of hyperboloids of rotation. The shape of the hyperboloid of rotation ensures greater strength of the collector, since in the design of the hyperboloid it works not for bending, but for compression. Supports in the shape of a hyperboloid on the heat-receiving surface are arranged in honeycombs. The arrangement of supports in the form of a honeycomb provides additional strength to the collector.

На фиг. 1 - общий вид предлагаемого вакуумного солнечного коллектора, In fig. 1 - general view of the proposed vacuum solar collector,

на фиг. 2 - выполнение гиперболоида не сплошным, а состоящим из отдельных прямолинейных элементов.in fig. 2 - making the hyperboloid not continuous, but consisting of individual rectilinear elements.

Предлагаемый вакуумный солнечный коллектор (фиг. 1) содержит одну секцию и не имеет вакуумных трубок.The proposed vacuum solar collector (Fig. 1) contains one section and does not have vacuum tubes.

Вакуумный солнечный коллектор работает следующим образом: The vacuum solar collector works as follows:

солнечный коллектор является односекционной герметичной вакуумной конструкцией, но не содержит вакуумных трубок, а состоит из тепловоспринимающей поверхности (1), к которой припаяна медная трубка с теплоносителем (2). Конструкция сверху накрыта прозрачным стеклом (3). Прочность стекла и удержание им вакуума обеспечивается подпорками (4), которые опираются на тепловоспринимающую поверхность и на которые опирается верхнее прозрачное стекло. Снизу проложен слой теплоизоляции (5). Подпорки выполнены виде гиперболоидов вращения. Форма гиперболоида вращения обеспечивает большую прочность установки, так как конструкция гиперболоида работает не на изгиб, а на сжатие. Подпорки в форме гиперболоида расположены на тепловоспринимающей поверхности сотами (фиг. 1). Расположение подпорок в виде сот обеспечивает дополнительную прочность конструкции. Гиперболоид может быть несплошным, то есть, состоящим из отдельных прямолинейных элементов (фиг. 2), это уменьшает вес и стоимость коллектора. Описанная технология уменьшает теплопроводность от нагреваемой тепловоспринимающей поверхности к стеклу, следовательно, снижает теплопотери и увеличивает КПД.The solar collector is a single-section sealed vacuum structure, but does not contain vacuum tubes, but consists of a heat-receiving surface (1), to which a copper tube with coolant (2) is soldered. The structure is covered with transparent glass on top (3). The strength of the glass and its retention of vacuum is ensured by supports (4), which rest on the heat-receiving surface and on which the upper transparent glass rests. A layer of thermal insulation (5) is laid underneath. The supports are made in the form of hyperboloids of rotation. The shape of the hyperboloid of rotation ensures greater strength of the installation, since the design of the hyperboloid works not for bending, but for compression. Supports in the shape of a hyperboloid are located on the heat-receiving surface in honeycombs (Fig. 1). The arrangement of supports in the form of a honeycomb provides additional strength to the structure. The hyperboloid can be non-continuous, that is, consisting of individual rectilinear elements (Fig. 2), this reduces the weight and cost of the collector. The described technology reduces thermal conductivity from the heated heat-receiving surface to the glass, therefore, reduces heat loss and increases efficiency.

Техническим результатом является повышение прочности вакуумного солнечного коллектора. The technical result is to increase the strength of the vacuum solar collector.

Claims (1)

Вакуумный солнечный коллектор, содержащий одну секцию и не имеющий вакуумных трубок, отличающийся тем, что состоит из тепловоспринимающей поверхности, к которой припаяна медная трубка с теплоносителем, конструкция сверху накрыта прозрачным стеклом, прочность стекла и удержание им вакуума обеспечивается подпорками, которые опираются на тепловоспринимающую поверхность, на которые опирается верхнее прозрачное стекло, снизу проложен слой теплоизоляции, подпорки выполнены в виде гиперболоидов вращения, форма гиперболоида вращения обеспечивает большую прочность, так как конструкция гиперболоида работает не на изгиб, а на сжатие, подпорки в форме гиперболоида на тепловоспринимающей поверхности расположены сотами, расположение подпорок в виде сот обеспечивает дополнительную прочность. A vacuum solar collector containing one section and without vacuum tubes, characterized in that it consists of a heat-receiving surface to which a copper tube with coolant is soldered, the structure is covered on top with transparent glass, the strength of the glass and its vacuum retention is ensured by supports that rest on the heat-receiving surface , on which the upper transparent glass rests, a layer of thermal insulation is laid below, the supports are made in the form of hyperboloids of rotation, the shape of the hyperboloid of rotation provides greater strength, since the design of the hyperboloid works not for bending, but for compression, the supports in the form of a hyperboloid on the heat-receiving surface are arranged in honeycombs, The honeycomb arrangement of the supports provides additional strength.