Комбинированный гелиоколлектор

Номер инновационного патента: 27183

Опубликовано: 15.07.2013

Авторы: Низовкин Валентин Михайлович, Низовкин Александр Валентинович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области энергетики, в частности, к электроснабжению автономных объектов и может найти широкое применение в сельском хозяйстве, домостроительстве и на транспорте.
Комбинированный гелиоколлектор, состоящий из корпуса с плоским гелиоприемником и боковыми зеркальными отражателями, выполненным на горизонтальной и вертикальной осях поворота с системой слежения за Солнцем по азимуту и высоте дополнительно содержит плоский фотопреобразователь под которым установлен теплообменник с гибкими рукавами теплоносителя, перенос которого осуществляется циркуляционным насосом а система слежения за Солнцем выполнена из двух фотодатчиков и блока управления, автоматически управляющего насосом и электромеханизмами поворота корпуса гелиоконцентратора по азимуту и высоте Солнца, зеркальные стенки отражателя установлены под углом обеспечивающим отражение солнечного излучения на всю поверхность гелиоприемника, а отражатель выполнен с возможностью параллельного присоединения дополнительных гелиоколлекторов.
Комбинированный гелиоколлектор в качестве теплоносителя использует воду или воздух.
Комбинированный гелиоколлектор, фотопреобразователь которого через блок автоматического управления электрически соединен с электроаккумулятором а последний с инвертором, преобразующим постоянное напряжение в переменный ток промышленного напряжения и частоты идущий к потребителю. Комбинированный гелиоколлектор включает циркуляционный насос для переноса теплоносителя, электрически соединенный с блоком автоматического управления.
Технический результат был подтвержден экспериментально. Так при коэффициенте концентрации 3 дневная выработка электроэнергии по сравнению с обычным неподвижным фотопреобразователем возросла в 2 раза при этом обеспечивалось поступление полезного тепла составляющего 80% от потока поступающего излучения.

Текст

Смотреть все

(51) 24 2/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ зеркальные стенки отражателя установлены под углом обеспечивающим отражение солнечного излучения на всю поверхность гелиоприемника, а отражатель выполнен с возможностью параллельного присоединения дополнительных гелиоколлекторов. Комбинированный гелиоколлектор в качестве теплоносителя использует воду или воздух. Комбинированный гелиоколлектор,фотопреобразователь которого через блок автоматического управления электрически соединен с электроаккумулятором, а последний с инвертором,преобразующим постоянное напряжение в переменный ток промышленного напряжения и частоты идущий к потребителю. Комбинированный гелиоколлектор включает циркуляционный насос для переноса теплоносителя,электрически соединенный с блоком автоматического управления. Технический результат был подтвержден экспериментально. Так при коэффициенте концентрации 3 дневная выработка электроэнергии по сравнению с обычным неподвижным фотопреобразователем возросла в 2 раза при этом обеспечивалось поступление полезного тепла составляющего 80 от потока поступающего излучения.(76) Низовкин Валентин Михайлович Низовкин Александр Валентинович(57) Изобретение относится к области энергетики, в частности, к электроснабжению автономных объектов и может найти широкое применение в сельском хозяйстве, домостроительстве и на транспорте. Комбинированный гелиоколлектор, состоящий из корпуса с плоским гелиоприемником и боковыми зеркальными отражателями, выполненным на горизонтальной и вертикальной осях поворота с системой слежения за Солнцем по азимуту и высоте дополнительно содержит плоский фотопреобразователь под которым установлен теплообменник с гибкими рукавами теплоносителя,перенос которого осуществляется циркуляционным насосом, а система слежения за Солнцем выполнена из двух фотодатчиков и блока управления,автоматически управляющего насосом и электромеханизмами поворота корпуса гелиоконцентратора по азимуту и высоте Солнца, 27183 Изобретение относится к области энергетики, в частности, к электроснабжению автономных объектов и может найти широкое применение в сельском хозяйстве, домостроительстве и на транспорте. Известен плоский гелиоколлектор концентратор, состоящий из корпуса с плоским гелиоприемником и боковыми зеркальными отражателями, выполненными на горизонтальной оси поворота (Патент Германии 4338736 24 2/02, 1996 г.). Однако это устройство имеет низкий коэффициент использования солнечной энергии в течении светового дня, так как не использует механизм автоматического слежения за положением Солнца. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является гелиоконцентратор НЛБ, состоящий из корпуса с плоским гелиоприемником (абсорбером) и боковыми зеркальными отражателями, выполненными на горизонтальной оси поворота и дополнительно содержит вертикальную вилочную ось с балансиром и слежением за Солнцем в двух плоскостях(Предпатент РК 6902 24 2/02 1999 г.). Существенными недостатками этого устройства являются невозможность выработки электроэнергии и сложность системы слежения за Солнцем. Технический результат изобретения состоит в обеспечении выработки горячей воды (горячего воздуха) и электроэнергии при повышении коэффициента суточного полезного использования солнечной энергии и упрощении конструкции. Технический результат достигается тем, что комбинированный гелиоконцетратор состоящий из корпуса с плоским гелиоприемником и боковыми зеркальными отражателями, выполненным на горизонтальной и вертикальной осях поворота с системой слежения за Солнцем в двух плоскостях дополнительно содержит плоский фотопреобразователь под которым установлен теплообменник с гибкими рукавами теплоносителя,перенос которого осуществляется циркуляционным насосом а система слежения за Солнцем выполнена из двух фотодатчиков и блока управления,автоматически управляющего насосом и электромеханизмами поворота корпуса гелиоконцентратора по азимуту и высоте Солнца,зеркальные стенки отражателя установлены под углом обеспечивающим отражение солнечного излучения на всю поверхность гелиоприемника, а отражатель выполнен с возможностью параллельного присоединения дополнительных гелиоколлекторов(фиг.4),гелиоколлекторы выполняются с коэффициентом концентрации К 35 для воздушного теплоносителя и К 310 для жидкостного теплоносителя, фото датчик состоят из 2-х фотоэлементов,разделенных светонепроницаемой перегородкой. Выход фотопреобразователя электрически соединен с блоком управления, который, в свою очередь,соединен с электроаккумулятором и инвертором,преобразующий постоянное напряжение аккумулятора в переменный ток промышленного напряжения и частоты. Повышение эффективности настоящего устройства осуществляется путем совмещения двух функций фотопреобразователя выработки электроэнергии (10) и выработки тепла (90) за счет его охлаждения. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид гелиоколлектора, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - устройство датчика слежения, на фиг.4 - панель с дополнительными гелиоколлекторами, фиг.5 - электрическая схема. Комбинированный гелиоколлектор(фиг.1) состоит из плоского фотопреобразователя 1 с вмонтированным под ним теплообменником 2,установленных в корпусе 3 со слоем теплоизоляции 4 (фиг.2). К корпусу 3 прикреплен зеркальный отражатель 5 со стенками наклоненными к нормали фотопреобразователя 1 под углом обеспечивающим отражение солнечного излучения на всю поверхность последнего,снизу установлена поворотная система 6,выполненная с горизонтальной и вертикальной осями поворота оборудованными электроприводами. На зеркальном отражателе 5 установлены фотодатчики вертикального 7 и горизонтального 8 поворота со светонепроницаемыми перегородками 9. На корпусе 3 закреплены гибкие трубопроводы 10, 11 подачи циркуляционным насосом 12 горячего теплоносителя из теплообменника гелиоконцентратора 2 на теплообменник потребителя 13, а также электрический кабель 14 соединяющий фотопреобразователь 1, фото датчики 7, 8 и электроприводы поворотной системы 6 с блоком автоматического управления 15 который, в свою очередь, через кабель 16 соединяется с элетроаккумулятором 17 и инвертором 18. Для повышения устойчивости установки при сильных ветрах ее опора 19 закрепляется анкерными болтами 20. Каждый фотодатчик 7,8 (фиг.3) состоит из светонепроницаемой перегородки 9, у основания которой в корпусе 24 установлены два фотоэлемента, соединенные через кабель 14 с блоком автоматического управления 15. Электрическая часть комбинированного гелиоколлектора(фиг.5) выполнена из фотопреобразователя 1 подающего преобразованную солнечную энергию в виде постоянного электрического напряжения по многожильному кабелю 14 на блок автоматического управления 15, который по кабелю 16 передает ток зарядки поступающий на электроаккумулятор 17. Постоянное напряжение из электроаккумулятора 17 снимается инвертором 18,преобразующего постоянное напряжение в переменный ток промышленного напряжения и частоты идущий к потребителю 23. Блок автоматического управления 15 по кабелю 14 осуществляет управление циркуляционным насосом 12, а также вертикальным 21 и горизонтальным 22 электроприводами поворотной 2 системы 6, обрабатывая информацию поступающую от фото датчиков 7,8. Работа комбинированного гелиоколлектора осуществляется следующим образом. При падении солнечного излучения интенсивностью 0,1-1,5 кВт/м 2 на гелиоколлектор, блок автоматического управления 1 5 обрабатывая информацию поступающую от фотодатчиков 7,8 об интенсивности солнечного излучения и его расположении на небосклоне выдает команды на электроприводы 21, 22 поворотной системы 6 для ориентирования гелиоколлектора таким образом, чтобы солнечные лучи падали перпендикулярно поверхности фотопреобразователя 1. Солнечное излучение, падая перпендикулярно поверхности фотопреобразователя 1 и отраженное стенками зеркального отражателя 5, преобразуется фотопреобразователем 1 в постоянный электрический ток поступающий на зарядку электроаккумулятора 17 откуда снимается инвертором 18, преобразующим постоянное напряжение в переменный ток промышленного напряжения и частоты идущий к потребителю 23. Падающее солнечное излучение также при помощи теплообменника 2 преобразуется в тепловую энергию, поступающую по гибкому трубопроводу 1 1 через циркуляционный насос 12 на теплообменник потребителя 13. Теплоносителями тепловой энергии могут служить как жидкость, так и воздух - в зависимости от условий применения комбинированного гелиоколлектора. Блок автоматического управления 15, кроме функции слежения за солнечным излучением,осуществляет контроль работы циркуляционного насоса 12 и контроль заряда электроаккумулятора 17. Применение данного комбинированного гелиоконцентратора обеспечивает качественное снабжение потребителя электроэнергией и теплом в любое время года. Технический результат был подтвержден экспериментально. Так при коэффициенте концентрации 3 дневная выработка электроэнергии по сравнению с обычным неподвижным фотопреобразователем возросла в 2 раза при этом обеспечивалось поступление полезного тепла составляющего 80 от потока поступающего излучения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Комбинированный гелиоколлектор, состоящий из корпуса с плоским гелиоприемником и боковыми зеркальными отражателями, выполненным и на горизонтальной и вертикальной осях поворота с системой слежения за Солнцем по азимуту и высоте,отличающийся тем, что дополнительно содержит плоский фотопреобразователь под которым установлен теплообменник с гибкими рукавами теплоносителя, перенос которого осуществляется циркуляционным насосом, а система слежения за Солнцем выполнена из двух фотодатчиков и блока управления, автоматически управляющего насосом и электромеханизмами поворота корпуса гелиоконцентратора по азимуту и высоте Солнца,зеркальные стенки отражателя установлены под углом обеспечивающим отражение солнечного излучения на всю поверхность гелиоприемника, а отражатель выполнен с возможностью параллельного присоединения дополнительных гелиоколлекторов. 2. Комбинированный гелиоколлектор по п.1,отличающийся тем, что в качестве теплоносителя использует воду или воздух. 3. Комбинированный гелиоколлектор по п.1,отличающийся тем, что фотопреобразователь через блок автоматического управления электрически соединен с электроаккумулятором, а последний с инвертором,преобразующим постоянное напряжение в переменный ток промышленного напряжения и частоты идущий к потребителю. 4. Комбинированный гелиоколлектор по п.1,отличающийся тем, что включает циркуляционный насос для переноса теплоносителя, электрически соединенный с блоком автоматического управления.

МПК / Метки

МПК: F24J 2/02

Метки: комбинированный, гелиоколлектор

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/5-ip27183-kombinirovannyjj-geliokollektor.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Комбинированный гелиоколлектор</a>

Похожие патенты