CS241307B1 - Fototermícký solárny systém - Google Patents

Abstract

Fototermícký solárny systém so suchým doškovým rovinným kolektorom s priestorovou absorpciou a odovzdávaním tepla, přepojeným cez vstupná vetvu a výstupná vetvu kolektore v primárnom teplonosnom okruhu s výmenníkom tepla. Riešeným problémem je zvýšenie teplotného spádu medzi vstupnou vetvou a výstupnou vetvou, čo sa dosahuje tým, že v primárnom teplonosnom okruhu sú před výmenníkom (2) tepla zařáděné za sebou vyrovnávač (9) tlaku a kompresor (10) a za výmenníkom (2) tepla škrtiaci orgán (11).

Description

Vynález sa týká fótotťřmického solárneho systému so suchým ďQfekoyýmjj rovinným kolektorem s priestorovou absorpciou a ódovzdávaním tepla, přepojeným' cez -vstupnú vetvu a výstupná vetvu kolektora v primárnom teplonosnom okruhu s výmenníkom tepla.

Solárně systémy s doškovými rovinnými fototermickými kolektormi sú podía známého stavu techniky takými zariadeniami, ktoré sú od okolitého prostredia tepelne odizolované. Takto sa zabráni stratám tepla, získaného* konverziou solárneho žiarenia. Do* výstupnej vetvy kolektora v primárnom teplonosnom okruhu bývá zaradený ventilátor, zatial čo vstupná vetva kolektora bývá volné priepustná. Za předpokladu konštantného prietoku teplonosného* média závisí množstvo využitelného solárneho tepla do* určitej miery aj od teploty média vstupujúceho do kolektora. Čím je táto teplota nižšia, tým váčšie množstvo tepla je schopný kolektor absorbovat a odovzdať. U známých solárnych systémoví s doškovým rovinným kolektorom s priestorovou absorpciou je teplota média na vstupe do kolektora obvykle vyššia, ako je teplota okolia, v optimálnom případe sa jej rovná, čo je na úkor tepelnej účinnosti solárneho* systému ako celku, ak do* sekundárného obvodu nie je zapojené tepelné čerpadlo. Do primárného okruhu nie je možné zapojit tepelné čerpadlo*, lebo* doškový rovinný kolektor s priestorovu absorpciou nie je schopný pracovat ako výparník, pretože nevydrží s tým spojené změny tlaku.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že v primárnom teplonosnom okruhu sú před výmenníkom tepla zaradené za sebou vyrovnávač tlaku a kompresor a za výmenníkom tepla škrtiaci orgán.

Výhody solárneho systému podía vynálezu vyplývajú z toho, že jeho primárný teplonosný okruh pracuje na sposob podobný tepelnému čerpadlu. To* znamená, že médium, vstupujúce do kolektora je pri svojej nižšej teplote schopné dokonalejšie odčerpat absorbovaná solárnu energiu a za priaznivých podmienok přijímat i teplo z okolitého prostredia. Přitom doškový rovinný kolektor s priestorovou absorpciou, zapojený ako výparník v chladiacom okruhu, nie je vystavený tlakovým změnám, ktoré by ohrozili jeho funkciu. Zvýšenie výrobnej náročnosti solárneho systému, vyvolané náhradou ventilátoru za kompresor, vyrovnávač tlaku a škrtiaci orgán je vyvážené tepelným ziskom a je teda ekonomické.

Ďalej je výhodné, keď výmenník tepla v* uvedenom primárnom teplonosnom okruhu pozostáva z aspoň dvoch za sebou zapojených výmenníkových dielcov, usporiadaných v ich vlastných zásobníkoch. Tým možno dosiahnúť odstupňovanie teplot sekundárného média v jednotlivých zásobníkoch podlá účelu použitia. Okrem toho je aj výhodné, keď vyrovnávač tlaku je vytvořený ako objemový kompenzátor, napr. v poďobe vrecá.jT^kýtp kompenzátor je konstrukčně jednoduchý a nákladovó nenáročný.

Příklad vyhotovenia fototermického solárneho systému podlla vynálezu je znázorněný na výkrese, na ktorom je schematické zapojené jednotlivých častí solárneho systému.

Solárny systém pozostáva zo suchého doškového rovinného kolektora 1 s priestorovou absorpciou a odovzdávaním tepla, ako aj z výmenníka 2 tepla, ktorý je s kolektorom 1 přepojený cez jeho výstupnú vetvu 3 a vstupnú vetvu 4 v primárnom teplonosnom okruhu, ktorého teplonosné médium je vzduch. Výmenník 2 tepla je uložený v spodnej časti zásohníka 5, ktorého vstup 6 a výstup 7 sú súčasťou sekundárného* teplonosného okruhu. Vnútorný priestor 8 zásobníka 5 tepla je vyplněný vodou.

Do výstupnej vetvy 3 kolektora 1 v primárnom teplonosnom okruhu sú zaradené za sebou vyrovnávač 9 tlaku média^-s atmosférickým tlakom a kompresor 10. Vyrovnávač 9 tlaku je vytvořený ako objemový kompenzátor v podobě vreca. Do vstupnej vetvy 4 kolektora 1 je zaradený škrtiaci ventil 11. V hornej časti zásohníka 5 tepla je vstávané elektrické ohrievacie teleso* 12, slúžiace ako doplňkový príhrev vody. V inom případe može byť výmenník 2 viacdielny, pričom každý z dielov može byť situovaný v inom zásobníku 5 tepla.

Činnost zariadenia ovládá regulátor 13, ktorého* prvý snímač 14 snímá teplotu média na výstupe z kolektora 1, druhý snímač 1S teplotu hornej časti zásohníka 5 a třetí snímač 16 teplotu v dolnej časti zásobníka 3. Určujúcimi parametrami pre ovládáme chodu kompresora 10 sú teplota v mieste prvého snímača 14 a teplota v mieste tretieho snímača 16. Druhý snímač 13 sa vzťahuje na elektrický príhrev. Určujúcim parametrom z hladiska množstva odovzdaného tepla je rozdiel teplot medzi vstupom a výstupom z kolektora 1. Pokial je teplonosnýrn médiom vzduch, nedochádza v primárnom teplonosnom okruhu, po přechode z beztlakovej do pretlakovej časti okruhu a naopak, k změnám skupenstva teplonosného média, ale len ku kompresii a expanzii v oblasti plynnej fázy. To však už postačuje na zvýšenie tepelného zisku pri konverzii solárneho žiarenia, pričom pri ustálenom chodě kompresora 1 dochádza jednak k posunu teplot na vstupe a výstupe z kolektora 1 smerom k nižším teplotám, a jednak k zvýšeniu teplotného rozdielu v* uvedených miestach. Vyrovnávač 9 tlaku musí byť dimenzovaný s ohladom na požiadavku, aby počas chodu kompresora 10, ako aj počas jeho prestojov bol v nízkotlakovej časti okruhu neustále udržiavaný tlak rovnajúci sa atmosférickému tlaku, alebo aspoň tlak k němu blízky. Tým sa zabráni deštrukcii kolektora 1 účinkom tlakových zmien. Oko241307 lie kolektora 1 v bezslnečných či nočných obdobiach je iba sekundárným zdrojom tepla, ktorý sa vzhladom na skutočnosť, že kolektor 1 je izolované teleso, využívá len čiastočne, a to nejma prestupom tepla eez transparentný kryt. No i takto sá ážitkové vlastnosti solárneho systému ako celku lepšie.

Claims (3)

1. PREDMET

   1. Fototermický solárny systém so suchým doškovým rovinným kolektorom s priestorovou absorpciou a odovzdávaním tepla, přepojeným cez vstupná vetvu a výstupná vetvu kolektora v primárnom teplonosnom okruhu s výmenníkom tepla, vyznačujáci sa tým, že v primárnom teplonosnom okruhu sá před výmenníkom (2) tepla zaradené za sebou vyrovnávač (9J tlaku a kompresor (10) a za výmenníkom (2j tepla škrtiaci orgán (lij.

   vynalezu
2. 2. Fototermický solárny systém podl’a bodu 1, vyznačujáci sa tým, že výmenník (,2J tepla v primárnom teplonosnom okruhu pozostáva z aspoň dvoch výmenníkových dielov, usporiadaných v ich vlastných zásobníkoch (5).
3. 3. Fototermický solárny systém podía bodu 1, vyznačujáci sa tým, že vyrovnávač (9) tlaku je vytvořený ako objemový kompenzátor, napr. v podobě vreca.

   1 list výkresov