RU217059U1

RU217059U1 - Flat plate solar collector

Info

Publication number: RU217059U1
Application number: RU2021134866U
Authority: RU
Inventors: Магомед Гаджимагомедович Дибиров; Алибек Басирович Алхасов; Маржанат Магомедовна Дибирова
Original assignee: Магомед Гаджимагомедович Дибиров
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к солнечным тепловым установкам. Плоский солнечный коллектор состоит из корпуса, в котором размещена теплоприемная панель, над ней прозрачное теплоизолирующее покрытие, бока и нижняя сторона теплоприемной панели защищена теплоизоляцией. Теплоприемная панель состоит из двух элементов: светопоглощающий и теплоотводящий. Светопоглощающий элемент изготовлен из металлического листа и имеет гнезда прямоугольного сечения для прямоугольных труб теплоотводящего элемента, теплоотводящий элемент изготовлен из труб прямоугольного сечения. Соединение обоих элементов друг к другу производится прессованием труб в гнезда с использованием теплопроводной пасты. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления коллектора и повышении его тепловой эффективности за счет увеличения площади теплопередачи от светопоглощающего элемента к теплоотводящему элементу.

The utility model relates to thermal power engineering, in particular to solar thermal installations. A flat solar collector consists of a housing in which a heat-receiving panel is placed, above it is a transparent heat-insulating coating, the sides and bottom of the heat-receiving panel are protected by thermal insulation. The heat-receiving panel consists of two elements: light-absorbing and heat-removing. The light-absorbing element is made of a metal sheet and has rectangular slots for rectangular tubes of the heat-removing element, the heat-removing element is made of rectangular tubes. Both elements are connected to each other by pressing pipes into sockets using heat-conducting paste. The technical result consists in simplifying the manufacturing technology of the collector and increasing its thermal efficiency by increasing the heat transfer area from the light-absorbing element to the heat-removing element.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в устройствах для преобразования солнечной энергии в тепловую энергию.The proposed utility model relates to heat engineering and can be used in devices for converting solar energy into thermal energy.

Известен плоский солнечный коллектор, содержащий корпус, в котором размещены теплоприемная панель, над которой на некотором расстоянии от него установлена прозрачная теплоизоляция, под и по бокам теплоприемной панели расположен слой теплоизоляционного материала. Теплоприемная панель имеет конструкцию «труба в листе» [1, 2, 3] и состоит из светопоглощающего элемента (абсорбер), который поглощает и преобразует солнечную энергию в тепловую, и теплоотводящего элемента, который принимает тепло от абсорбера и передает теплоносителю. Светопоглощающий элемент изготовлен из зачерненного теплопроводного листового металла, имеет гнезда (или выемки) полукруглого сечения для труб теплоотводящего элемента. Теплоотводящий элемент изготовлен из труб круглого сечения, которые устанавливаются в гнезда светопоглощающего элемента и закрепляются с помощью сварки, пайки или клея.A flat solar collector is known, comprising a housing in which a heat-receiving panel is placed, above which a transparent thermal insulation is installed at a certain distance from it, a layer of heat-insulating material is located under and on the sides of the heat-receiving panel. The heat-receiving panel has a “pipe in a sheet” design [1, 2, 3] and consists of a light-absorbing element (absorber), which absorbs and converts solar energy into thermal energy, and a heat-removing element, which receives heat from the absorber and transfers it to the heat carrier. The light-absorbing element is made of blackened heat-conducting sheet metal, has nests (or recesses) of semicircular cross-section for tubes of the heat-removing element. The heat-removing element is made of round pipes, which are installed in the sockets of the light-absorbing element and fixed by welding, soldering or glue.

Недостатки коллектора такой конструкции заключаются в следующем:The disadvantages of a collector of this design are as follows:

трубы теплоотводящего элемента соприкасаются с полукруглыми гнездами светопоглощающего элемента не более чем на половину периметра труб, т.е. коэффициент обхвата труб теплоотводящего элемента светопоглощающим элементом составляет не более 0,5, The tubes of the heat-removing element are in contact with the semicircular nests of the light-absorbing element for no more than half of the perimeter of the pipes, i.e. the coefficient of circumference of pipes of the heat-removing element by the light-absorbing element is no more than 0.5,

на круглые трубы теплоотводящего элемента действуют силы, стремящие вытолкнуть их из гнезд светопоглощающего элемента, что приводит к необходимости использования пайки, сварки, или клея для закрепления труб в гнездах светопоглощающего элемента. the round tubes of the heat sink are subjected to forces tending to push them out of the sockets of the light absorbing element, which necessitates the use of soldering, welding, or glue to secure the pipes in the sockets of the light absorbing element.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение технологии изготовления плоского солнечного коллектора. The purpose of the proposed utility model is to simplify the manufacturing technology of a flat solar collector.

Поставленная цель достигается за счет того, что в заявляемый плоский солнечный коллектор, содержащий корпус, в котором размещена теплоприемная панель, состоящая из светопоглощающего элемента из металлического листа и теплоотводящего элемента из металлических труб, прозрачной теплоизоляции над теплоприемной панелью, теплоизоляции нижней и боковых поверхностей светопоглощающего элемента, отличается тем, что светопоглощающий элемент из листового металла содержит гнезда прямоугольного сечения, а теплоотводящий элемент выполнен из труб прямоугольного сечения, при этом соединение теплоотводящих труб к светопоглощающему элементу выполнено прессованием труб в гнезда [4] с использованием теплопроводной пасты.This goal is achieved due to the fact that in the inventive flat solar collector containing a housing in which a heat-receiving panel is placed, consisting of a light-absorbing element made of a metal sheet and a heat-removing element made of metal pipes, transparent thermal insulation over the heat-receiving panel, thermal insulation of the lower and side surfaces of the light-absorbing element , differs in that the light-absorbing sheet metal element contains sockets of rectangular cross section, and the heat-removing element is made of pipes of rectangular cross-section, while the connection of heat-removing pipes to the light-absorbing element is made by pressing the pipes into sockets [4] using heat-conducting paste.

Сущность предлагаемой полезной модели показана на чертеже (фиг. 1), где показан поперечный разрез предлагаемого солнечного коллектора. Предлагаемый солнечный коллектор состоит из: корпуса 1, в котором размещена теплоприемная панель, состоящая из светопоглощающего элемента 2 и теплоотводящего элемента 3, прозрачной теплоизоляции 5 над теплоприемной панелью, теплоизоляции 6 нижней и боковых поверхностей светопоглощающего элемента. Светопоглощающий элемент 2 из металлического листа имеет гнезда 4 прямоугольного сечения для прямоугольных труб теплоотводящего элемента, а теплоотводящий элемент 3 изготовлен из труб прямоугольного сечения, при этом соединение труб теплоотводящего элемента к светопоглощающему элементу производится прессованием труб в гнезда с использованием теплопроводной пасты 7. The essence of the proposed utility model is shown in the drawing (Fig. 1), which shows a cross section of the proposed solar collector. The proposed solar collector consists of: housing 1, which houses a heat-absorbing panel, consisting of a light-absorbing element 2 and a heat-removing element 3, a transparent thermal insulation 5 above the heat-receiving panel, thermal insulation 6 of the lower and side surfaces of the light-absorbing element. The light-absorbing element 2 made of metal sheet has sockets 4 of rectangular section for rectangular pipes of the heat-removing element, and the heat-removing element 3 is made of pipes of rectangular cross-section, while the pipes of the heat-removing element are connected to the light-absorbing element by pressing the pipes into sockets using heat-conducting paste 7.

Внутренние размеры гнезд в светопоглощающем элементе равны, наружным размерам прямоугольных труб теплоотводящего элемента, поэтому трубы входят в гнезда плотно и удерживаются в них за счет трения. Тепловой контакт между светопоглощающим элементом и трубами теплоотводящего элемента обеспечивается за счет механического прижатия поверхности гнезд к поверхности труб. Для улучшения теплопередачи от теплопоглощающей панели к трубам используется теплопроводная паста, которая наносится на внутреннюю поверхность гнезд.The inner dimensions of the nests in the light-absorbing element are equal to the outer dimensions of the rectangular pipes of the heat-removing element, so the pipes enter the nests tightly and are held in them due to friction. Thermal contact between the light-absorbing element and the tubes of the heat-removing element is ensured by mechanically pressing the surface of the sockets against the surface of the tubes. To improve heat transfer from the heat-absorbing panel to the pipes, a heat-conducting paste is used, which is applied to the inner surface of the sockets.

Трубы теплоотводящего элемента расположены параллельно друг другу и в одной плоскости. Торцы труб теплоотводящего элемента соединены к коллекторным трубам, предназначенным для подачи и отвода теплоносителя.The pipes of the heat-removing element are arranged parallel to each other and in the same plane. The ends of the tubes of the heat-removing element are connected to the collector tubes intended for the supply and removal of the heat carrier.

Поставленная цель - упрощение технологии изготовления коллектора, достигается вследствие того, что теплоотводящие трубы в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, гнезда (пазы) светопоголощающего элемента имеют прямоугольную форму в поперечном сечении, а соединение светопоглощающего элемента выполнено посадкой труб в прямоугольные гнезда с использованием теплопроводной пасты. The set goal - simplification of the collector manufacturing technology, is achieved due to the fact that the heat-removing pipes are rectangular in cross-section, the sockets (slots) of the light-absorbing element are rectangular in cross-section, and the light-absorbing element is connected by fitting pipes into rectangular sockets using heat-conducting paste.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенным отличительным признаком, является:The technical result provided by the given distinguishing feature is:

упрощение технологии изготовления теплоприемной панели коллектора, simplification of the manufacturing technology of the heat-receiving panel of the collector,

повышение тепловой эффективности коллектора. В результате использования прямоугольных труб для теплоотводящего элемента заявляемого плоского солнечного коллектора увеличивается площадь теплового контакта между светопоглощающим элементом и теплоотводящим элементом, что повышает эффективность теплоприемной панели и, соответственно, коллектора. Например, коэффициент обхвата труб составляет 0,75 при использовании квадратных труб и 0,83 при использовании прямоугольных труб с соотношением сторон 1/2, в то время как в случае использования круглых труб коэффициент обхвата составляет не более 0,5.increasing the thermal efficiency of the collector. As a result of the use of rectangular tubes for the heat-removing element of the inventive flat solar collector, the area of thermal contact between the light-absorbing element and the heat-removing element increases, which increases the efficiency of the heat-receiving panel and, accordingly, the collector. For example, the pipe wrap factor is 0.75 when using square pipes and 0.83 when using rectangular pipes with an aspect ratio of 1/2, while when using round pipes, the wrap factor is no more than 0.5.

Использованные источники:Used sources:

1. Солнечная энергия // Б.Андерсон, Москва, «Стройиздат», 1982 г., стр.182.1. Solar energy // B. Anderson, Moscow, "Stroyizdat", 1982, p.182.

2. Основы солнечной теплоэнергетики // Даффи Дж.А., Бекман У.А. г. Долгопрудный, ИД «Интеллект», 2013 г., стр. 276. 2. Fundamentals of solar thermal power engineering // Duffy J.A., Beckman U.A. Dolgoprudny, Intellect publishing house, 2013, p. 276.

3. Использование солнечной энергии для производства тепловой энергии // 3. Use of solar energy for the production of thermal energy //

В.А. Бутузов, В.В. Бутузов, «Теплоэнергетик», Москва, 2015 г., стр.53. V.A. Butuzov, V.V. Butuzov, "Teploenergetik", Moscow, 2015, p.53.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т./под ред. И.Н.Жестковой. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001.4. Anuryev V.I. Handbook of the designer-machine builder: in 3 volumes / ed. I.N. Zhestkovoy. - 8th ed., revised. and additional - M.: Mashinostroenie, 2001.

Claims

A flat solar collector containing a housing in which a heat-receiving panel is placed, consisting of a light-absorbing element made of a metal sheet and a heat-removing element made of metal pipes, transparent heat insulation above the heat-receiving panel, heat-insulation of the lower and side surfaces of the light-absorbing element, characterized in that the light-absorbing element contains rectangular nests sections for rectangular pipes of the heat-removing element, and the heat-removing element is made of pipes of rectangular cross-section, while the pipes of the heat-removing element are connected to the light-absorbing element by pressing the pipes into nests using heat-conducting paste.