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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2213912

SOLAR ENERGY

SOLAR ENERGY

Name des Erfinders: V. Jeschow
Der Name des Patentinhabers: Kursk State Technical University
Korrespondenzanschrift: 305040, Kursk, st. 50 Oktober, 94, KSTU, ONS, Vizerektor der KSTU
Startdatum des Patents: 2001.11.05

Die Erfindung betrifft eine Solartechnik, nämlich die Mittel zur Erzeugung von Wärme, Kälte und Strom Sonnenenergie. Die Vorrichtung umfasst einen Solarempfänger, umfassend geliopokrytiya mit Kanälen, die durch Quertrennwände voneinander getrennt sind Umformstufe gleich der Höhe des porösen Materialhöhe gemacht Anheben des Anheben der Flüssigkeit in der Kapillare und Hohldampfkammerhöhe gleich dem Durchmesser einer Dampfblase und mit einem unteren Kopf und einer oberen Trommel ein Ejektor, einem Kühler, Wärmespeicher, einen Verdampfer, ein Kältespeicher, eine Drossel, einen Turbinengenerator mit einem Kondensator zwischen einem System von Rohrleitungen mit Wasserdichtung und einen Turbinengenerator mit dem elektrischen Draht elektrische Batterie verbunden. Das technische Ergebnis wird erreicht, indem die Effizienz zu erhöhen und die Funktionalität der Gerätefähigkeiten erweitern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solartechnik, insbesondere auf die Mittel zur Erzeugung von Wärme, Kälte oder Strom aus Sonnenenergie.

Bekannte Solaranlage des Gebäudes der Solarempfänger enthält, die zugehörige Vor- und Rücklauf Wärmespeicher, Wärmeübertragung Wärmetauscher, Umwälzpumpe, die das bewegliche Bildschirm regelt, Auswerfer in dem Luftvolumen des Wärmespeichers installiert, Ventile [1].

Die Nachteile der bekannten Vorrichtung sind das Vorhandensein einer Umwälzpumpe und einem Kontrollbildschirm, die die Effektivität und Effizienz der Vorrichtung, und eine Kühlmitteltemperatur abhängig von der Außentemperatur, die begrenzt die Möglichkeiten erzeugte Energiequelle reduziert.

Näher an der vorgeschlagenen Vorrichtung ist eine Solaranlage der Klimaanlage, bestehend aus einem Sonnenkollektor aus geliopokrytiya mit Kanälen für Kühlmittelzirkulationspumpe, Kompressor, Verdampfer, Kondensator, Batterie Wärme, Gas, Wärmetauscher, Ventile und Steuereinrichtungen (Magnetventile), die zwischen ein Rohrleitungssystem, das im Modus der kalt während der Warmzeit [2, S. in der Erzeugung von Wärme in der kalten Jahreszeit arbeitet. 323].

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist die Notwendigkeit für eine Zirkulationspumpe und Kompressor, der die Struktur, verringert die Effizienz und Zuverlässigkeit, und die Unfähigkeit, gleichzeitig erzeugen unterschiedliche Energiearten erschwert: Hitze, Kälte, Licht, wodurch die Begrenzung der Funktionsbereich der Vorrichtung.

Die Aufgabe der vorgeschlagenen Erfindung zu lösende Aufgabe ist es, die Effizienz der Solarenergienutzung und Erweiterung der funktionalen Möglichkeiten der Vorrichtung zu erhöhen.

Die Aufgabe wird in der Solarenergieindustrie implementiert, Solarempfänger aus geliopokrytiya mit Kanälen enthält, die durch transversale Trennwände Umformstufe Hebe aus einem porösen Material mit Poren eines vertikalen konischen Kapillaren zugewandten Scheitel Kegelstumpfes nach oben getrennt sind, eine Höhe gleich oder kleiner ist als die Höhe Anheben der Flüssigkeit durch die Oberflächenspannung und Hohldampfkammerhöhe gleich dem Durchmesser einer Dampfblase der Arbeitsflüssigkeit, und die unteren und oberen Enden des Solarkollektorkanal mit einem unteren Kopf und einer oberen Trommel vorgesehen sind, einem Ejektor, einem Kühler, Wärmespeicher, einen Verdampfer, ein Kältespeicher, einer Drossel, einem Turbogenerator einen Kondensator, der zwischen einem Rohrleitungssystem mit einem Absperr-und Steuervorrichtung und hydraulische Verriegelung vorgesehen ist, verbunden, ist der Turbogenerator an den elektrischen Draht elektrische Batterie verbunden.

Das technische Ergebnis der Erfindung ist die gleichzeitige Erzeugung von Wärme durch Solarenergie, Kälte und Strom.

SOLAR ENERGY

Die Abbildung zeigt die vorgeschlagene Sonnenenergie-Komplex. Solarenergiekomplex (SEC) einen Solarempfänger 1, bestehend aus geliopokrytiya 2, Kanal 3, dem Arbeitsflüssigkeitskreislauf (Dampf-Flüssigkeits-Gemisch), die durch Quertrennwände Umformstufe lift 4, die aus einem porösen Material mit Poren eines vertikalen konischen Kapillaren 5 getrennt sind, eine Höhe gleich H 1 und der Hohldampfkammer mit einer Höhe , die gleich h 2, die unteren und oberen Enden der Kanäle 3 des Solarkollektors 1 mit dem unteren Kollektor 7 und der oberen Trommel 8 verbunden, die wiederum durch Rohrleitungen durch das Ventil 9 mit dem Auswerfer 10, dem Kondensator 11, Batterie verbunden Wärme 12, der Verdampfer 13, der Kältespeicher 14 und durch die Drossel 15 und hydraulische Verriegelung 16, die Höhe h zu dem unteren Sammler 7 und durch das Ventil 17 mit dem Turbogenerator 18 und dem Kondensator 19 und dem Rest des Leitungssystems verbunden ist, 18 der Turbinengenerator 20 ist mit einer elektrischen Batterie mit dem elektrischen Draht verbundenen .

Die Grundlage der vorgeschlagenen SEC zusammen mit der Nutzung von Solarenergie, die Funktionsprinzipien des Ejektors Kühler und Turbogenerator ist notwendig Fluideigenschaft in den Kapillaren der Kapillardruck, durch die Laplace Gleichung zu erstellen



wo - Die Oberflächenspannung, N / m;

r '- Der durchschnittliche Krümmungsradius des Meniskus der Flüssigkeit in der Kapillare, m;

und der Anstieg der Flüssigkeit durch diesen Druck auf die Höhe (wie die Höhe der Hebestufe entnommen)



wobei g - Erdbeschleunigung, m / s 2;

- Benetzungswinkel, Grad;

r - Radius der Kapillare, m;

r = r'cos (Im Fall der vollständige Benetzung cos = 1).

Bewegungstischs Dampf-Flüssigkeits - Gemisch , um sicherzustellen , in nur vier Kapillaren 5 Kapillare Anheben muß ein positives Potenzial haben, die in Form von vertikalen Kegelstümpfe (Bodenradius r 1 größer als der obere Radius r 2 [3, pp. 303, 304] sind.

Schritt Aufstieg Dampf-Flüssigkeits - Gemisch in der Höhe H 1 in jeder Stufe 4 wird ein Paar von Kanälen 3 Solarabsorbers 1 aus dem Druck des Arbeitsfluids F bei I-ten Stufe 4 auf einen Druck P 0 an der Spitze vorgesehen ist , Rückgewinnung von Dampf-Flüssigkeits - Gemisch und der Druckerhöhung, die Einlass zu gewährleisten in Kapillaren je 5 Grad steigen 4 schafft eine freie Oberfläche einer Flüssigkeit aufgrund seiner Eigenschaften beim Sieden Durchmesser Dampfblasen zu bilden



0 , wobei d - Durchmesser einer Dampfblase, m;

f - Frequenz der Dampfblasen, 1 / s;

- Dichte der Flüssigkeit und Dampf bzw. kg / m 3 [4, p. 153], die als die Größe der Abstand H 2 zwischen den Stufen 4 und Flüssigkeitshebe bzw. genommen wird, 6 die Höhe der Dampfkammer.

Da das Arbeitsfluid CEA Wasser verwendet werden kann, Ammoniak, abhängig von verschiedenen Arten von Freon von dem Zweck des erzeugten Dampfes und Wärmeparameter.

SEC arbeitet wie folgt.

Vor Arbeiten gefüllt Schaltung SEC so Stufe Lift 4, Dampfraum 6 in den Kanal 3 des Solarkollektors 1 die Hälfte der oberen Trommel zu füllen gefüllt 8. Da die Erwärmung des Solarabsorbers 1 das Arbeitsfluid erhitzt wird und beginnt, in den Kanälen 3 nach oben und in den Kreislauf zu bewegen, durch eine Abwärtskanal gebildeten Schleife mit einer Wasserabdichtung 16, der h die Höhe Widerstand bietet die gleich der Differenz zwischen den Betriebsdrücken in der oberen Trommel 8, R 1 und Kondensator 11, P 2 , und ein Teil des Kondensats aus dem Reaktor 15 zu dem Boden des Sammelbehälters 7, nach unten durch die natürliche Zirkulation der Druckkräfte F e ähnlich der Bewegung des flüssigen Kühlmittels in den Heizungsanlagen [5, p. 300], wodurch ein Gesamtflüssigkeitsbewegung in dem Zirkulationskreislauf des Solarkollektors 1 zu schaffen und um den Dampf aus der erwärmten Flüssigkeit abtrennt. Da das erwärmte Arbeitsfluid in den Kanalwänden 3 benachbart geliopriemnomu Beschichtung 2, um es zu sieden beginnt, die die Bildung von Dampfblasen zur Folge hat , die in der Dampfkammer angeordnet sind , 6 , deren Höhe H2 durch den Durchmesser einer Dampfblase d 0 und definiert durch die Gleichung ( 3). In diesem Teil der Dampfkammer 6, entfernt von geliopokrytiya 2, immer noch mit Flüssigkeit gefüllt ist , und es wird Bewegung des Fluids durch natürliche Zirkulation Druck P e fortgesetzt. Durch Erhöhen der Wärmefluss von der Dampfbreite geliopokrytiya 2 -Schicht in der Dampfkammer 6 zu S erhöht, deren Wert von der Intensität der Sonneneinstrahlung abhängig nehmen und die Eigenschaften geliopokrytiya 2.

Dampfschicht in den Dampfkammern 6 sind verantwortlich für die an jede Stufe Lift 4 am Einlaß zu schaffen und jeweils an dem Einlass zu jeder Kapillare 5 freie Flüssigkeitsoberfläche durch die äußere Filmdampfblase gebildet, wodurch das Dampfgemisch Anheben mittels Kapillarkräfte in jedem Lifting-Schritt 4 durch die 5 Kapillaren bestimmt die Form , die in Form einer Verjüngung an der Spitze des Kegels mit Radien r 1 und r 2 jeweils die Bewegung des Flüssigkeits-Dampf - Gemisch nur bis zu der Spitze des Konus (kegel~~POS=TRUNC auf den Empfehlungen für konische Düsen genommen wird [6, p. 298]. bei diese in Kapillaren 5 erzeugt einen Kapillardruck, der die Dampf-Flüssigkeits - Gemisch in jede Stufe 4 bis zu einer Höhe von weniger als oder gleich H 1, definiert durch die Formel (2) und dem verbesserten Wert sich nehmen soll aus strukturellen Gründen. als Ergebnis wird der Druck auf jeden vyshesleduyuschey Stufe 4 zunimmt erhöhen ermöglicht in der vorhergehenden Stufe auf den Wert der Kapillardruck P c auf den Druck im Vergleich durch die Formel (1) bestimmt, und damit wird der Dampfdruck am Auslass der Trommel 8 weitere Druck 7 Fluideinlaß durch den Wert in der unteren Sammelleitung des Sonnenkollektors sein 1

P = P c n ... (4)

wobei n - Anzahl der Schritte, Feuchtigkeitsregulierung, Stck.

Volldampfdruck P 1 auf den Auslass der oberen Trommel 8 ist gleich

P 1 = P k + P ... (5)

wobei p k - Druckfluideinlass 7 in der unteren Kopf.

Übertragungsflüssigkeit und Dampf in Dampfkammer 6 von der oberen Fläche der unteren Stufe Lift 4 an der unteren Oberfläche der oberen Stufe 10 und jeweils mit dem Einlass der Kapillare 11 durch Diffusion und Konvektion Wärme und Stoffübertragung gemäß dem Gesetz durchgeführt wird [7. 132, 262].

Ferner ist die obere Trommel bei einem Druck P 1 des Flüssigkeits-Dampf - Gemisch Dampf freigesetzt, die in zwei Teile unterteilt ist, und die abgeschiedene Flüssigkeit fällt in der Schaltung. Somit ein Teil des resultierenden Dampf aus dem oberen Teil der Trommel 8 durch das Steuerventil 9 mit dem Auswerfer 10 zugeführt wird , die die Dämpfe aus dem Verdampfer 13 ansaugt, wodurch ein Vakuum R 3 und Reduzieren des Drucks auf P 2, aus dem Dampf zu dem Kondensator gesendet 11 , wo die konditionierten, geben Kondensationswärme des Kühlmittels , die für den Verbraucher und im Wärmespeicher 12 und der sich ergebende Kondensat zu einem Druck P k ~ R 2 (ohne Widerstand) gerichtet ist , tritt teilweise den unteren Vorratsbehälter 7, in dem Zirkulationskreislauf mit einem Kessel mit Flüssigkeit vermischt und teilweise über die Drossel 15, wobei an den Druckvakuum P 3 gedrosselt, der Verdampfer 13 , wo bei rarefaction P3 verringert sich der Siedepunkt des Arbeitsfluides Verdampfung bei niedriger Temperatur tritt das Kühlmittel Kühl in den Ejektor 10 gesaugt einen sekundären Dampf zu bilden, die dann an die Verbraucher und die Batteriekühlung gerichtet 14.

Ein anderer Teil des entstehenden Dampfdruck P 1 der oberen Trommel 8 durch das Steuerventil 17 ist mit einem Turbinengenerator 18 die Erzeugung elektrischer Strom geschickt , die für den Verbraucher und in dem elektrischen Akkumulator gesendet wird , 20, und "exhaust steam" nach dem Turbogenerator 18 mit dem Druck P 3 und dem Kondensator 19 , wo er kondensiert wird, Wärme an das Kühlmittel zu geben, um mit dem Rest des Kondensats später in dem Wärmespeicher 12, das sich ergebende Kondensat wird senden, um den Verdampfer 13 nach der Drossel 15 eintritt gemischt.

Die Menge und die Parameter des Dampfes im Solarkollektor 1 hergestellt und entsprechend der Anzahl und Parameter aller Arten von Energie erzeugt CEA abhängig von der Intensität der Sonnenstrahlung, die Anzahl der Stufen heben 4 und die Fläche ihres Querschnitte in den Kanälen 3 des Sonnenkollektors 1, die quantitative und qualitative Merkmale geliopriemnogo Beschichtung 2 und andere Geräte, und ein Arbeitsfluideigenschaften.

Somit ermöglicht es die vorgeschlagene SEC die gleichzeitige Erzeugung von Wärme, Kälte und Strom, die Kraft der Oberflächenspannung mit, die Effizienz und erweitert die Palette der Anwendungen von Solarenergie erhöht.

QUELLEN VON INFORMATIONEN

1. AS UdSSR 1657895, M.kl. F 24 J 2/42, 1991.

2. VN Theologische und andere. Klimaanlage und Kältetechnik. M:. Stroyizdat, 1985, 367 p.

3. AV Lykov, Wärme- und Stoffübertragung. Directory. M:. Energia, 1978, 480.

4. AM Kutepov und andere. Die Hydrodynamik und Wärmeübertragung der Verdampfung. MA: Vorstand. Schule, 1977, 352 p.

5. VN Theologische, AN Skanavi. Heizung. M:. Stroyizdat 1991 736 ton.

6. AD Altschul, PG Kiselev. Hydraulik und Aerodynamik. M:. Stroyizdat 1975, 328.

7. AI Planovsky, PI Nikolaev. Verfahren und Vorrichtungen der chemischen und petrochemischen Technologien. M:. Chemistry, 1972, 496 p.

FORDERUNGEN

Sonnenenergie-Komplex enthält suntrap von geliopokrytiya mit TV aus, Verdampfer, Kondensator, Batterie Wärme, Gas, Auswerfer, verbunden durch ein System von Rohrleitungen mit Absperr- und Regelventile, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle des Sonnenkollektors werden durch Quertrennwände getrennt sind, eine Stufe lift bilden geführt nach oben, eine Höhe gleich oder kleiner ist als die Höhe des Anhebens der Flüssigkeit aus einem porösen Material mit Poren eines vertikalen konischen Kapillaren apex kegel~~POS=TRUNC zugewandten durch die Oberflächenspannung und Hohldampfkammerhöhe gleich dem Durchmesser einer Dampfblase der Arbeitsflüssigkeit, die unteren und oberen Enden der Kanäle sind mit unteren vorgesehen und die oberen Sammeltrommel bzw. dem Rest des Gerätes verbunden ist, und die eine Kältespeicher, einen Turbinengenerator mit einem Kühler, einem Rohrsystem Wasserdichtung und einen Turbinengenerator mit dem elektrischen Draht elektrische Batterie verbunden.

Druckversion
Erscheinungsdatum 12.01.2007gg