RU2526675C2 - Нагреватель, работающий на солнечной энергии, и способ нагрева с использованием солнечной энергии - Google Patents

Нагреватель, работающий на солнечной энергии, и способ нагрева с использованием солнечной энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2526675C2
RU2526675C2 RU2011135758/12A RU2011135758A RU2526675C2 RU 2526675 C2 RU2526675 C2 RU 2526675C2 RU 2011135758/12 A RU2011135758/12 A RU 2011135758/12A RU 2011135758 A RU2011135758 A RU 2011135758A RU 2526675 C2 RU2526675 C2 RU 2526675C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
air
collector
collector panel
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2011135758/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011135758A (ru
Inventor
Дэвид Пол ДЖОУНС
Реджиналд Герайнт БРАУН
Original Assignee
ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД filed Critical ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД
Publication of RU2011135758A publication Critical patent/RU2011135758A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2526675C2 publication Critical patent/RU2526675C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0257—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system
    • F24D11/0264—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/006—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system
    • F24D11/007—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/006—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system
    • F24D11/009—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system with recuperation of waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0257—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system
    • F24D11/0278—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system with recuperation of waste energy
    • F24D11/0285—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system with recuperation of waste energy contained in exhausted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D5/00—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems
    • F24D5/005—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D5/00—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems
    • F24D5/12—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/14—Solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/13—Hot air central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нагревателю, содержащему солнечный коллектор. Нагреватель содержит солнечный коллектор, который передает полученную солнечную энергию в наружный воздух, проходящий через солнечный коллектор, средство для нагрева, предназначенное для использования тепла воздуха, идущего от солнечного коллектора, тепловой насос, теплообменник, соединенный с тепловым насосом, и средство аккумулирования тепла, где тепловой насос соединен со средством аккумулирования тепла. При этом солнечный коллектор содержит первую коллекторную панель и вторую коллекторную панель, причем воздух, идущий от первой коллекторной панели, подается через выпускной воздуховод в средство для нагрева, а воздух, идущий от второй коллекторной панели, подается через выпускной воздуховод в теплообменник, соединенный с тепловым насосом, причем тепловой насос передает тепло в средство аккумулирования энергии. При этом предусмотрены: дополнительный теплообменник, расположенный в выпускном воздуховоде, соединенном с первой коллекторной панелью; и средство управления для соединения и разъединения дополнительного теплообменника и средства аккумулирования тепла, причем средство управления и дополнительный теплообменник выполнены таким образом, чтобы добавлять тепло в воздух, идущий от первой коллекторной панели, или отбирать у него тепло. Таким образом можно достичь снижения затрат на другие средства отопления в течение всего дня. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к нагревателю, содержащему солнечный коллектор, где солнечный коллектор передает полученную солнечную энергию в наружный воздух, проходящий через солнечный коллектор, а также к средству для использования тепла от воздуха, выходящего из солнечного коллектора, для нагрева.
Такой солнечный коллектор известен в данной области техники (см., например, US 4934338) и обычно используется для выработки нагретого воздуха для отопления помещений или другой деятельности внутри помещений, связанной с нагревом, например, для сушки. В любых зданиях данные коллекторные панели могут быть встроены в фасад или в крышу таким образом, чтобы для сбора и передачи солнечной энергии были доступны большие площади. Воздуховыпускной канал солнечного коллектора соединен с внутренней частью здания, чтобы подавать в здание нагретый воздух. Таким образом можно достичь снижения затрат на другие средства отопления. Однако основная часть энергии для охлаждения внутренней части помещения требуется по утрам, когда солнечная энергия отсутствует или ее количество ограничено. Этот фактор является ограничивающим для использования данных коллекторных панелей.
Задачей настоящего изобретения является создание нагревателя, использующего тепло воздуха, выходящего из солнечного коллектора, для нагрева в течение всего дня.
Другой задачей настоящего изобретения является создание простого в изготовлении и недорогого нагревателя, использующего тепло воздуха, выходящего из солнечного коллектора, с целью нагрева.
Также задачей настоящего изобретения является создание нагревателя, снабженного солнечным коллектором и средством аккумулирования тепла, имеющего простую и надежную конструкцию.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание нагревателя, в котором тепло, накопленное в средстве аккумулирования тепла, подается в воздух, используемый для нагрева, если температура этого воздуха ниже заданной.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание нагревателя, в котором тепло забирается из воздуха, используемого для нагрева, если температура этого воздуха выше заданной, и накапливается в средстве аккумулирования тепла.
Согласно первому аспекту изобретения одна или более из вышеупомянутых задач выполнены созданием нагревателя, содержащего солнечный коллектор, который передает полученную солнечную энергию в наружный воздух, проходящий через солнечный коллектор, средство использования тепла воздуха, идущего от солнечного коллектора, для нагрева, тепловой насос, теплообменник, присоединенный к тепловому насосу, и средство аккумулирования тепла, при этом солнечный коллектор содержит по меньшей мере одну первую коллекторную панель и по меньшей мере одну вторую коллекторную панель, причем воздух, идущий от упомянутой по меньшей мере одной первой коллекторной панели, подают в средство для нагрева, а воздух, идущий от упомянутой по меньшей мере одной второй коллекторной панели, подают в теплообменник, соединенный с тепловым насосом, при этом тепловой насос передает тепло, извлеченное из воздуха, в средство аккумулирования тепла.
Термины «первая коллекторная панель» и «вторая коллекторная панель» могут означать как одну коллекторную панель, так и множество коллекторных панелей.
Первая коллекторная панель, используемая для нагрева воздуха для нагревателя, имеет определенные размеры, которые в значительной степени определяются необходимым количеством тепловой энергии и количеством энергии, которое можно получить в дневные часы. Увеличение размеров коллекторной панели больше заданного максимума существенно не увеличит временной промежуток, в течение которого можно обеспечить достаточно тепла для нужд, связанных с нагревом, поскольку возможная пиковая мощность будет значительно превышать максимальное потребление тепла. Следовательно, существует определенный оптимальный размер для такой коллекторной панели, что приводит к наличию ограниченного периода времени, в течение которого мощность будет достаточной, и этот период слишком короток, чтобы обеспечить необходимое количество тепла в течение всех суток. Согласно изобретению обеспечена отдельная вторая коллекторная панель, при этом тепло от воздуха, проходящего через данную вторую коллекторную панель, извлекается посредством теплообменника и теплового насоса и аккумулируется в средстве аккумулирования тепла. Забранное и аккумулированное тепло используют в то время суток, когда воздух, проходящий через первую коллекторную панель, нагревается недостаточно, чтобы обеспечить потребность в энергии, необходимой для нагрева.
С помощью теплового насоса и средства аккумулирования тепла можно забирать и хранить тепло в течение всего дневного времени, лишь с тем ограничением, что температура воздуха не должна быть ниже определенного критического значения, приближенного к температуре замерзания воды. Следовательно, для второй коллекторной панели не существует ограничений по размерам, как для первых коллекторных панелей.
Нагреватель по изобретению, в котором использовано сочетание первой и второй коллекторных панелей, теплового насоса и средства аккумулирования тепла, может полностью обеспечить потребность в обогреве или обеспечить значительную ее часть.
Коллекторная панель, используемая в нагревателе по изобретению, образует по меньшей мере частично замкнутое пространство и имеет одну или более сторон для поглощения солнечной энергии, впускные отверстия для воздуха, соединяющие наружный воздух с упомянутым по меньшей мере частично замкнутым пространством, и выпускной воздуховод, соединенный с упомянутым по меньшей мере частично замкнутым пространством. Согласно еще одному варианту осуществления впускные отверстия для воздуха соединены с одним или более воздухопроводами внутри коллекторной панели, чтобы направлять воздух по забирающей солнечную энергию стороне панели и управлять потоком воздуха внутри панели. Данные коллекторные панели могут быть прикреплены к боковой стене, или наклонной стороне здания, или к крыше здания или могут быть встроены в любую из данных сторон здания.
Хотя поток воздуха возникает в коллекторной панели благодаря теплопередаче, в большинстве случаев этого недостаточно для обеспечения достаточного потока воздуха к средству для нагрева, которое соединяет выпускной воздуховод с первой коллекторной панелью. В выпускном воздуховоде второй коллекторной панели поток должен быть достаточным, чтобы воздух проходил через теплообменник по меньшей мере с определенной минимальной скоростью. Согласно еще одному аспекту изобретения обеспечено средство всасывания воздуха для создания достаточного потока воздуха в выпускном воздуховоде коллекторной панели. С помощью данного средства всасывания воздуха можно установить непрерывный поток воздуха через выпускной воздуховод и отрегулировать его для достижения максимальной эффективности.
После прохождения воздуха, поступающего из второй коллекторной панели, через теплообменник температура воздуха в большинстве случаев будет слишком низкой, чтобы использовать его для любых целей, связанных с нагревом, таких как отопление помещений. Следовательно, обеспечено дополнительное средство направления воздуха, поступающего от второй коллекторной панели, после прохождения теплообменника, во внешнюю среду. Если теплообменник расположен вблизи места соединения выпускного воздуховода со второй коллекторной панелью, которая, например, может располагаться на крыше здания, данное дополнительное средство может состоять просто из дополнительного выпускного воздуховода, ведущего наружу.
Основная потребность в тепле для обогрева бывает в утренние часы. Первая коллекторная панель выделяет достаточно тепла для обогрева в середине дня, а в большинстве случаев - и во второй половине дня. Для подачи достаточного количества тепла в остальное время используют тепло, извлеченное из воздуха, поступающего от второй коллекторной панели после прохождения теплообменника, и сохраненное в средстве аккумулирования тепла.
Согласно еще одному аспекту изобретения дополнительный теплообменник расположен в выпускном воздухопроводе, соединенном с первой коллекторной панелью. Посредством соединения дополнительного теплообменника со средством аккумулирования тепла накопленное тепло добавляют в воздух, поступающий от первой коллекторной панели, а затем дополнительно нагретый воздух поступает в средство для нагрева.
Чтобы получить возможность соединить дополнительный теплообменник со средством аккумулирования тепла в те периоды времени, когда требуется дополнительное тепло, обеспечено средство управления для соединения и разъединения упомянутого дополнительного теплообменника и средства аккумулирования тепла.
В середине дня воздух, поступающий от первой коллекторной панели, может быть нагрет значительно выше температуры, требуемой для нагрева. Согласно изобретению обеспечено, чтобы во время данного периода времени дополнительный теплообменник был присоединен с помощью средства управления к средству аккумулирования тепла таким образом, чтобы «вычесть» тепло из нагретого воздуха, поступающего от первой коллекторной панели, и аккумулировать его в средстве аккумулирования тепла. В конце упомянутого периода времени дополнительный теплообменник отсоединяют от средства аккумулирования тепла. Позднее в тот же день, когда потребуется дополнительное тепло, теплообменник снова подсоединяют к средству аккумулирования тепла, но таким образом, чтобы тепло из средства аккумулирования тепла поступило в воздух, проходящий через теплообменник.
Если температура воздуха, поступающего от первой коллекторной панели, выше необходимой для нагрева, но недостаточно высока для хранения «вычтенного» тепла в средстве аккумулирования тепла, можно также использовать тепловой насос, который, однако, потребует дополнительного средства управления, а возможно и дополнительного теплообменника. В большинстве случаев такие дополнительные вложения оказываются неэкономичными, так как вторая коллекторная панель и тепловой насос обеспечивают циркуляцию достаточного количества дополнительного тепла, которое можно забрать и накопить.
Согласно еще одному аспекту изобретения обеспечено средство управления потоком воздуха в выпускном воздуховоде, соединенном со второй коллекторной панелью, предназначенное для того, чтобы добавлять дополнительный поток воздуха в выпускной воздуховод, соединенный со второй коллекторной панелью, выше по ходу от теплообменника. Согласно предпочтительному варианту осуществления средство управления потоком воздуха предназначено для добавления отработанного воздуха, выходящего из средства нагрева, в выпускной воздухопровод, соединенный со второй коллекторной панелью. Температура отработанного воздуха, получаемого в процессе нагрева, например, при отоплении помещения, все еще относительно высока, и его можно использовать для смешивания с воздухом, идущим от второй коллекторной панели, перед подачей его в теплообменник, для повышения температуры данного воздуха. Поднятие температуры воздуха улучшает эффективность теплового насоса. В зависимости от разновидности процесса нагревания средство управления потоком воздуха также может быть выполнено таким образом, чтобы в течение определенного периода времени через выпускной воздуховод сзади по ходу от средства управления потоком воздуха подавался только отработанный воздух.
Согласно еще одному аспекту изобретения обеспечен способ нагрева с использованием наружного воздуха, проходящего через солнечный коллектор, причем способ включает этапы, при которых:
- пропускают воздух, идущий от упомянутой по меньшей мере одной первой коллекторной панели солнечного коллектора к средству для нагрева,
- извлекают тепло посредством теплового насоса из воздуха, идущего от упомянутой по меньшей мере одной второй коллекторной панели солнечного коллектора, и
- передают извлеченное тепло в средство аккумулирования тепла.
Способ предпочтительно включает дополнительные этапы, при которых:
- добавляют тепло в воздух, поступающий от первой коллекторной панели в средство нагрева, или забирают из него тепло посредством теплообменника, размещенного в потоке воздуха, поступающего от первой коллекторной панели, причем теплообменник присоединяют к тепловому насосу и/или средству аккумулирования тепла.
Кроме того, отработанный воздух, поступающий от средства для нагрева, добавляют к воздуху, идущему от второй коллекторной панели, выше по ходу относительно места, где тепло извлекают посредством теплового насоса.
Далее изобретение будет разъяснено при помощи рассматриваемого примера, представленного на чертеже, на котором схематично показана система, в которой первая коллекторная панель подсоединена к системе отопления, а вторая коллекторная панель с теплообменником подсоединена к тепловому насосу и средству аккумулирования тепла.
На чертеже первая коллекторная панель 1 показана размещенной на строительной конструкции, при этом строительная конструкция схематично показана пунктирной линией. Коллекторная панель 1 представляет собой, например, металлическую коллекторную панель с перфорациями в качестве впускных отверстий для воздуха. В зависимости от области применения коллекторной панели также можно использовать коллекторную панель с другими отверстиями, отличающимися от перфорации, в качестве впускных отверстий для воздуха. Коллекторная панель 1 также может быть отдельной панелью, прикрепленной к стороне строительной конструкции, или может быть встроена в строительную конструкцию и ориентирована таким образом, чтобы получать как можно больше солнечной энергии.
Выпускной воздуховод 2 присоединен к верхней части первой коллекторной панели 1 и пропускает нагретый воздух из первой коллекторной панели 1 в систему отопления помещения. Вентилятор 4 размещен в выпускном воздуховоде 2, чтобы создавать в выпускном канале 2 для воздуха достаточный поток воздуха для подачи воздуха в систему отопления 5.
Вторая коллекторная панель 11 снабжена выпускным воздуховодом 12, соединенным с верхней частью второй коллекторной панели 11 и подающим воздух в теплообменник. Теплообменник 13 соединен посредством трубы 16 с тепловым насосом 17, а тепловой насос 17 соединен со средством 18 аккумулирования тепла. Впереди по ходу от теплообменника 13 в выпускном воздуховоде 15 расположен вентилятор 14 для обеспечения достаточного потока воздуха через теплообменник 13. После того как воздух пропущен через теплообменник 13, его подают в окружающую среду через выпускной воздуховод 15.
Использование теплового насоса 17 обеспечивает возможность извлечения энергии из воздуха, который пропускают через теплообменник 13, с диапазоном температур, который начинается с температуры, значительно меньшей, чем температура нагретого воздуха, который подходит для применений с прямым нагревом. В этом отношении термин «нагретый воздух» следует интерпретировать соответствующим образом.
Средство 18 аккумулирования тепла может, например, содержать изолированную емкость, в которой жидкая среда, такая как вода, может храниться при повышенной температуре в течение периода времени, достаточного для того, чтобы использовать ее при необходимости. Если аккумулированная энергия подлежит использованию для отопления помещений, она должна быть доступна по меньшей мере в утренние часы, когда потребление тепла во многих случаях максимально, а нагрев с помощью непосредственно нагретого воздуха еще недоступен. Затем, в конце дня и вечера, в большинстве случаев снова возникает необходимость использовать аккумулированное тепло. Количество аккумулированного тепла также должно быть достаточно для заполнения данного промежутка, что легко реализовать с помощью средств получения, извлечения и аккумулирования энергии.
Система также содержит теплообменник 3, который непосредственно соединен со средством 18 аккумулирования энергии посредством труб 6, и регулирующий клапан 20, такой, что при необходимости тепло, аккумулированное в средстве 18 аккумулирования тепла, можно добавить в воздух, идущий в здание через систему отопления 5. Если температура воздуха, поступающего от первой коллекторной панели 1, выше необходимой для работы системы отопления 5, тепло может быть «вычтено» из воздуха посредством теплообменника 3 и аккумулировано в средстве 18 аккумулирования тепла 18.
В выпускном воздуховоде 12, присоединенном ко второй коллекторной панели 1, предусмотрено средство 19 управления потоком воздуха, которое используется для подачи отработанного воздуха из внутренней среды, показанной стрелкой 21, в поток воздуха, пропускаемый через теплообменник 13, который соединен с тепловым насосом 17. Это делается только в том случае, если температура нагретого воздуха, идущего от коллекторной панели 11, меньше температуры отработанного воздуха.
Средство 9 управления потоком воздуха, обеспеченное в выпускном воздуховоде 2 для воздуха, идущего от первой коллекторной панели 1 к теплообменнику 3, используют для подачи наружного воздуха, показанного стрелкой 7, в выпускной воздуховод 2, если температуру нагретого воздуха, идущего из первой коллекторной панели 1, следует понизить для управления отоплением помещения и для подачи в здание достаточного количества свежего наружного воздуха.

Claims (10)

1. Нагреватель, содержащий солнечный коллектор (1, 11), который передает полученную солнечную энергию в наружный воздух, проходящий через солнечный коллектор (1, 11), средство (5) для нагрева, предназначенное для использования тепла воздуха, идущего от солнечного коллектора (1, 11), тепловой насос (17), теплообменник (13), соединенный с тепловым насосом (17), и средство (18) аккумулирования тепла, где тепловой насос (17) соединен со средством (18) аккумулирования тепла,
при этом солнечный коллектор (1, 11) содержит по меньшей мере одну первую коллекторную панель (1) и по меньшей мере одну вторую коллекторную панель (11), причем воздух, идущий от упомянутой по меньшей мере одной первой коллекторной панели (1), подается через выпускной воздуховод (2) в средство (5) для нагрева, а воздух, идущий от упомянутой по меньшей мере одной второй коллекторной панели (11), подается через выпускной воздуховод (12) в теплообменник (13), соединенный с тепловым насосом (17), причем тепловой насос (17) передает тепло, извлеченное из воздуха, в средство (18) аккумулирования энергии,
при этом также предусмотрены: дополнительный теплообменник (3), расположенный в выпускном воздуховоде (2), соединенном с первой коллекторной панелью (1); и средство (20) управления для соединения и разъединения упомянутого дополнительного теплообменника (3) и средства (18) аккумулирования тепла,
причем средство управления (20) и дополнительный теплообменник (3) выполнены таким образом, чтобы добавлять тепло в воздух, идущий от первой коллекторной панели (1), или отбирать у него тепло.
2. Нагреватель по п.1, в котором коллекторная панель (1, 11) образует по меньшей мере частично замкнутое пространство и имеет одну или более сторон для поглощения солнечной энергии, впускные отверстия для воздуха, соединяющие наружный воздух с упомянутым по меньшей мере частично замкнутым пространством, и выпускной воздуховод (2, 12), соединенный с упомянутым по меньшей мере частично замкнутым пространством.
3. Нагреватель по п.2, в котором впускные отверстия для воздуха соединены с одним или более воздухопроводами внутри коллекторной панели.
4. Нагреватель по п.2 или 3, в котором предусмотрено средство (4, 14) всасывания воздуха для создания потока воздуха по меньшей мере в одном из выпускных воздуховодов (2, 12).
5. Нагреватель по п.4, в котором теплообменник теплового насоса расположен в воздухопроводе, соединенном со второй коллекторной панелью (11).
6. Нагреватель по п.5, в котором предусмотрено средство (15) направления воздуха, поступающего от второй коллекторной панели (11) после прохождения теплообменника (13), во внешнюю среду.
7. Нагреватель по п.1, в котором в выпускном воздуховоде (12), соединенном со второй коллекторной панелью (11), предусмотрено средство (19) управления потоком воздуха, предназначенное для того, чтобы добавлять дополнительный поток воздуха в выпускной воздуховод (12), соединенный со второй коллекторной панелью (11), выше по ходу от теплообменника (13).
8. Нагреватель по п.7, в котором средство (19) управления потоком воздуха выполнено с возможностью добавления отработанного воздуха (21), выходящего из средства (5) для нагрева, в выпускной воздуховод (12), соединенный со второй коллекторной панелью (11).
9. Способ нагрева с использованием наружного воздуха, проходящего через солнечный коллектор, причем способ включает этапы, при которых:
- пропускают воздух, идущий от по меньшей мере одной первой коллекторной панели (1) солнечного коллектора (1, 11) к средству (5) для нагрева;
- извлекают тепло посредством теплового насоса (17) из воздуха, идущего от по меньшей мере одной второй коллекторной панели (11) солнечного коллектора (1, 11);
- передают извлеченное тепло в средство (18) аккумулирования тепла; и
- добавляют тепло в воздух, поступающий от первой коллекторной панели (1) в средство нагрева (5), или забирают из него тепло, посредством теплообменника (3), размещенного в потоке воздуха, поступающем от первой коллекторной панели (1), причем теплообменник (3) присоединяют к тепловому насосу (17) и/или средству (18) аккумулирования тепла.
10. Способ по п.9, в котором отработанный воздух, поступающий от средства (5) для нагрева, добавляют к воздуху, идущему от второй коллекторной панели (11), выше по ходу относительно того места, где тепло извлекают посредством теплового насоса (17).
RU2011135758/12A 2009-01-29 2010-01-25 Нагреватель, работающий на солнечной энергии, и способ нагрева с использованием солнечной энергии RU2526675C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09001201.4 2009-01-29
EP09001201 2009-01-29
PCT/EP2010/000410 WO2010086126A1 (en) 2009-01-29 2010-01-25 Heating apparatus using solar energy and method of heating using solar energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011135758A RU2011135758A (ru) 2013-03-10
RU2526675C2 true RU2526675C2 (ru) 2014-08-27

Family

ID=41120094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011135758/12A RU2526675C2 (ru) 2009-01-29 2010-01-25 Нагреватель, работающий на солнечной энергии, и способ нагрева с использованием солнечной энергии

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8844516B2 (ru)
EP (1) EP2391852B1 (ru)
AU (1) AU2010209966B2 (ru)
CA (1) CA2750261C (ru)
DK (1) DK2391852T3 (ru)
ES (1) ES2581677T3 (ru)
PL (1) PL2391852T3 (ru)
RU (1) RU2526675C2 (ru)
WO (1) WO2010086126A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107289493A (zh) * 2017-07-13 2017-10-24 天津中德应用技术大学 太阳能地板辐射采暖***及其工作方法、热量计算方法
CN107990399B (zh) * 2017-12-27 2023-12-26 科希曼电器有限公司 一种分时分段升温的蓄热式采暖***
US11205896B2 (en) 2018-11-21 2021-12-21 Black & Decker Inc. Solar power system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2053454A (en) * 1978-07-24 1981-02-04 Solar Holding Sa Environment conditioning system
FR2476806A1 (fr) * 1980-02-25 1981-08-28 Studelec Etu Installa Gles Ind Maison solaire a captage et chauffage d'ambiance a air
RU2155301C2 (ru) * 1994-11-08 2000-08-27 ЭРИ ЭНЕРГИ-РЕССУРСЕН ИНСТИТУТ ФОРШУНГС-УНД ЭНТВИКЛУНГС-ГмбХ Установка для снабжения потребителей тепловой энергией, распределительное устройство, коллекторное устройство, устройство для управления снабжением потребителей тепла
DE102005029465A1 (de) * 2005-06-24 2006-12-28 Thomas Habel Vorrichtung und Verfahren zur Wärmeenergieversorgung eines Gebäudes
UA31378U (ru) * 2007-10-26 2008-04-10 Национальный Научный Центр "Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства" Украинской Академии Аграрных Наук Система теплоснабжения домов

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4029080A (en) * 1975-01-27 1977-06-14 Westinghouse Electric Corporation Thermal collector of solar energy adapted for high temperature operation
US3981445A (en) * 1975-05-23 1976-09-21 Custer Warren L Variable volume air wall
US4143815A (en) * 1975-10-22 1979-03-13 Energietechnik Gmbh Heating apparatus
CA1084789A (en) * 1976-01-23 1980-09-02 Richard L. Hummel Solar energy collection system
US4054124A (en) * 1976-04-06 1977-10-18 Knoeoes Stellan Solar radiation collection system
US4062346A (en) * 1976-07-26 1977-12-13 Diy-Sol, Inc. Solar collector unit
US4147300A (en) * 1976-12-08 1979-04-03 Thomas W. O'Rourke Method and structure for solar heating
US4441484A (en) 1977-10-17 1984-04-10 Leonard Greiner Chemical heat pump
US4197830A (en) * 1977-10-27 1980-04-15 Wilson William J Solar heaters
US4203424A (en) * 1978-01-03 1980-05-20 Jordan College Solar heat air system
SE7803706L (sv) 1978-04-03 1979-10-04 Euroc Development Ab Vermeanleggning
US4273102A (en) * 1979-05-29 1981-06-16 Anthony Myron L Solar energy system
US4295518A (en) * 1979-06-01 1981-10-20 United Technologies Corporation Combined air cycle heat pump and refrigeration system
US4343296A (en) * 1979-10-15 1982-08-10 Karl Wojcik Solar heating system
US4291833A (en) * 1979-10-15 1981-09-29 Karl Wojcik Heating system with focused solar panels and heat pump assist
US4281639A (en) * 1980-01-31 1981-08-04 Kuronen Seppo K Solar heating system
US4373573A (en) * 1980-05-02 1983-02-15 Albert Madwed Long term storage and use of solar energy
FR2554562A1 (fr) * 1983-11-03 1985-05-10 Lavigne Pierre Installation electroclimatique de chauffage a hautes performances
US4899728A (en) 1989-01-27 1990-02-13 Solarwall International Limited Method and apparatus for preheating ventilation air for a building
ATE278915T1 (de) 1995-02-13 2004-10-15 Kollectaire Technology Ltd Luftheizung und belüftungssystem mit wärmerückgewinnung mit sonnenkollektoren
JP3690602B2 (ja) * 2002-06-19 2005-08-31 株式会社オーエムソーラー協会 空気式ソーラーシステム
US20050103327A1 (en) * 2003-11-18 2005-05-19 Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research Passive energy saving system for a building
SE0502512L (sv) 2005-11-16 2006-12-27 Request West Ab Värmepumpssystem
US8733429B2 (en) * 2006-02-13 2014-05-27 The H.L. Turner Group, Inc. Hybrid heating and/or cooling system
US7677243B2 (en) * 2007-01-22 2010-03-16 Wal-Mart Stores, Inc. Solar heating system and architectural structure with a solar heating system
US20080203866A1 (en) * 2007-01-26 2008-08-28 Chamberlain Cliff S Rooftop modular fan coil unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2053454A (en) * 1978-07-24 1981-02-04 Solar Holding Sa Environment conditioning system
FR2476806A1 (fr) * 1980-02-25 1981-08-28 Studelec Etu Installa Gles Ind Maison solaire a captage et chauffage d'ambiance a air
RU2155301C2 (ru) * 1994-11-08 2000-08-27 ЭРИ ЭНЕРГИ-РЕССУРСЕН ИНСТИТУТ ФОРШУНГС-УНД ЭНТВИКЛУНГС-ГмбХ Установка для снабжения потребителей тепловой энергией, распределительное устройство, коллекторное устройство, устройство для управления снабжением потребителей тепла
DE102005029465A1 (de) * 2005-06-24 2006-12-28 Thomas Habel Vorrichtung und Verfahren zur Wärmeenergieversorgung eines Gebäudes
UA31378U (ru) * 2007-10-26 2008-04-10 Национальный Научный Центр "Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства" Украинской Академии Аграрных Наук Система теплоснабжения домов

Also Published As

Publication number Publication date
PL2391852T3 (pl) 2016-10-31
DK2391852T3 (en) 2016-07-25
CA2750261A1 (en) 2010-08-05
RU2011135758A (ru) 2013-03-10
ES2581677T3 (es) 2016-09-06
AU2010209966A1 (en) 2011-08-25
AU2010209966B2 (en) 2014-03-13
US8844516B2 (en) 2014-09-30
EP2391852B1 (en) 2016-04-13
CA2750261C (en) 2014-11-18
EP2391852A1 (en) 2011-12-07
US20110277745A1 (en) 2011-11-17
WO2010086126A1 (en) 2010-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5067730B2 (ja) アース・ソーラーシステム
KR101942203B1 (ko) 열펌프를 갖춘 온수난방공조 시스템
CN106091198A (zh) 辐射板冷暖一体化空气调节***
FI125078B (fi) Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen
RU2526675C2 (ru) Нагреватель, работающий на солнечной энергии, и способ нагрева с использованием солнечной энергии
JP6670004B2 (ja) 潜在的エネルギー伝達によって冷却するシステム及び方法
CN102221270B (zh) 一种热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置
EP2450641B1 (en) An installation for heat recovery from exhaust air using a heat pump, and a building comprising said installation
CN202209813U (zh) 一种热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置
RU135091U1 (ru) Система гелиотеплохладоснабжения
ITMI20130157A1 (it) Impianto termico integrato multisorgente
RU148737U1 (ru) Устройство вентиляции электропривода и регенерации отходящего тепла
WO2015094102A1 (en) Construction comprising a building structure and a ground-based heat storage
CN101598361A (zh) 太阳能热水器与壁挂炉相结合供暖***
US20100197215A1 (en) Air flow in enclosed spaces
CN207515127U (zh) 结合太阳能烟囱与蒸发冷却冷风塔的供冷***
CN112361472A (zh) 土壤源热泵多功能中央空调***及其控制方法
CN112344457A (zh) 一种毛细管空调***
RU2622449C1 (ru) Система гелиотеплохладоснабжения
RU75015U1 (ru) Установка для теплоснабжения, охлаждения и вентиляции помещений
CN102162292B (zh) 一种热管-外墙干挂饰面一体化多功能隔热***
CN207369750U (zh) 电热式自动空气调温设备
RU2008114525A (ru) Установка для теплоснабжения, охлаждения и вентиляции помещений
CN207815482U (zh) 一种节能暖通供暖装置
RU135344U1 (ru) Энергоэффективный дом

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190126