Zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního záření

Číslo patentu: 250054

Dátum: 15.04.1987

Autori: Hemzal Boleslav, Šik Vladislav

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(75) Autor vynálezu HEMZAL BOLESLAV, ŠIK VLADISLAV, BRNO(54) Zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního zářeníZařízení je určeno k ohřevu kapaliny,převážně teple vody slunečním zářením.Uvedeného se dosáhne jednoduchým uspořádáním zařízení, sestávajícím ze slunečního kolektoru, natáčecího zařízení,snímačů, mikropočítače, hlavního zásobníku, pUHOçÍOVIDSÍIHÍhIO zásobníku, výměníků,oběhového čerpadla, ventilů, převodníkü,spínače, topného tělesa a zdroje napájecích napětí. Tyto části jsou propojeny tak, že sluneční kolektor je spojen s hlavním zásobníkem přes oběhové čerpadlo, V hlavním zásobníku jsou umístěny výměníky, příčemž na jeden výměník je přes ventily připojena studená voda.Druhý slouží k připojení bivaleíítního zdroje. Studená voda je současně připojena i na pohotovostní zásobník, na který je připojeun i druhý vývod odpovídajícíhyo výměníku. Topné těleso je umístěno v pohotovostním zásobníku, z něhož je i odvod teplé vody. Celek je řízen mikropočítačem na základě informací ze snímačů a programem. Kolektor je natáčecí a jeho natáčení zajišťuje mikropočítač přes natáčení zařízení.vynález se týká zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního záření, a to hlavně teplé vody pomocí slunečního kolektoru, který je spojen s natáčecím zařízením,které je spojeno s převodníkem řídících signálů pohonü, na který je napojen havarijní koncový spínač horizontální, havarijní koncový spínač vertikální a mikropočítač, přičemž na mikropočítač jsou napojeny snímač vítr, snímač mraky, snímač překročení teploty hlavního zásobníku, snímač polohy slunce horizontální, snímač polohy slunce vertikální, snímače okamžité polohy horizontální a vertikální, snímač teploty kapaliny kolektoru, převodník řídících signálů oběhového čerpadla, snímač teploty kapaliny hlavního zásobníku, snímač mráz, zdroj napájecích napětí, přičemž zdroj napájecích napětí je také spojen s převodníkem řídících signálů oběhového čerpadla, oběho vým čerpadlem, spínačem topného tělesa, převodníkem řídicích signálů pohonů, jakož i s rozvodnou sítí, přičemž spínač topného tělesa je spojen s topným tělesem, s termostatem topného tělesa a termostatem dohřevu, přičemž sluneční kolektor je jedním vývodem spojen s hlavním zásobníkem a druhým vývodem s jedním vývodem oběhového čerpadla, jehož druhý vývod je spojen s hlavním zásobníkem, přičemž v hlavním ZáSlGbHĺku je umístěrn výměník teplé vody a výměník bivaleíítního zdroje.Dosud známá zařízení, to je sluneční kolektory, jsou jak stacionární, tak i natáčivé. K jejich řízení se používá různých mechanických i elektrických zařízení a i počítačů. Počítače řídí chod podle programu a slgnálů ze snímačů slunce, vítr, krupobití, teplota, jakož i snímačů líavaríjííích mráz, překročení povoleného natočení. Sluneční kolektor ohřívá kapalínu a ta přes výměník lohřívá další tekutinu, která bud přímo ona sama slouží jako tepla tekutina,nebo přes další výměník se owhřívá další tekutina. je znám i systém, kdy sluneční kolektor přímo ohřívá vodu z rozvodu nebo studně a tato ohřátá voda je bud uschovana v jednom, nebo i více zástíbnících, lodkud se přímo odebíra ke spotřebě, nebo tato ohřátá voda jde z kolektoru přímo ke spotřebičům. Přepouštění mezi dvěma a více zásobníky zlajištují ventily, jež jsou řízeny vhodným způsobem. Při uzavřeném kolektorovéuí okruhu je teplosměnná tekutina hnána přes kolektor tak dlouho, dokud nedosáhne přednastavené teploty a pote se přes vícecestný ventil vpustí do výměníku,kde odevzdá své teplo vodě.Nevýhodou dosud známých zařízení je, že tekutina ohřívaná kolektorem slouží přímo jako teplá užitková voda, a to i když předtím je uschována V jednom nebo i více zásobnících. To znamená, že když se odebere celé množství teplé tekutíny a již není sluneční svit např. noc, tato bud není, anebo se musí ohřát bivalentním zdrojem.v tomto provedení komplikace, nebot e nutné použít více ventilů, čímž se komplikuje řízení a navíc je větší pravděpodobnost poruchy - vice pohyblivých mechanických částí. Při přímém ohřevu studené vody z rozvodu může docházet k znečišťování této vody, současně vzniká nebezpečí zanášení,či ucpání, či zvýšená koroze apod., nebot tato voda obsahuje prvky a to at již vlastní nebo dodané, které při zvýšené teplotě zpüsobují výše uvedené nedostatky. Při velmi malém obsahu kolektorového okruhu oběhové čerpadlo běží téměř nepřetržitě. Nezřídka se používá v tomto okruhu toxické látka, což může způsobit při poruše těsnosti vážné prloblémy. Při použití dvou výľměníků dochází ke zbytečným ztrátám tepla. Dojde-li k poruše oběhového čerpadla, tekutina v kolektoru může dosáhnout vysoké teploty, a to může mít za následek poškození systému. Navíc při těchto systémech je nutná expanzní nádoba. Při takovém kolektorověm okruhu, kdy tekutina obíhá zprvu jen přes čerpadla a kolektor a po přepnutí přes výměník je potřeba vícecestných ventilů, a tím i větší množství spojovacího potrubí. Navíc ohřátí teplé vody trvá delší dobu, nebot přihřívání se děje relativně malými dávkami ohřátého teplonosného média.Uvedené nevýhody v jiodstatě odstraňu je Lispořádáíií zařízení pro ohřev tekutinypomocí slunečního zâření podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočíva V tom, že přívond studené vody je na jednom vývlovdu zpětného ventilu, přičemž druhý vývodzpětného ventilu je spojen s jedním vývodem přetlakového ventilu, jehož druhý vývod je spojen jedlnak s jedním vývodem výměníku teplé vody, jednak s jedním vývodem pohotovostního zásobníku, přičemž druhý vývod výměníku teplé vody je spojen s dalšími dvěma vývody pohotovostního zásobníku, jehož další vývod tvoří výstup teplé vody.Výhodou uspořádání zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního záření podle tohoto vyąnálezu je, že studená voldša se přivádí přes zpětný a přetlakový ventil současně do výměníku teplé vody, který je umístěn v hlavním zásobníku, ale též na jeden vývod pohotovostního zásobníku. Přítom druhý vývod výměníku teplé vody je spojen s dalšími dvěma vývody pohotovostního zásobníku, čímž nejsou nutné vícecestné ventily. Současně se zkrátí délka spojovacího potrubí, nebot studená l teplá voda jde stejným potrubím, čímž se také sníží ztráty v potrubí. Při tomto propojení se pohotovostní zásobník velmi rychle ohřeje, nebot k jeho ohřívání dochází z více vstupů. Z toho plyne, že teplá voda je k dispozici za velmi krátkou dobu po naplnění pohotovostního zásobníku studenou vodou, protože již při plnění se část této vody již ohřívá ve výměníku.Příklad uspořádání zařízení pro ohřev ka 250054paliny pomocí slunečního zářeuí podle tohoto vynálezu je vyobrazezí na připojeném výkresu.Sluneční kolektor 1 je jedním vývodem přímo spojen s hlavním zásobníkem 3 a druhým vývodem je spojen s jedním vývodem oběhového čerpadla 21, jehož druhý vývod je spojen s hlavním zásobníkem 3. V hlavsním zásobníku 3 je umístěwn výměník 24 teplé vody, který je jedním vývodem spojen se dvěma vývody pohotovostního zásobníku 5 a druhým vývodem je spojen jednak s dalším vývodem pohotovostního zásobníku 5 a jednak s jedním vývodem přetlakového ventilu 22, jehož druhý vývod je spnjen s jedním VÝVOÓGTD zpětného ventilu 23, jehož druhý vývod je spojen s rozvodem vody. Sluneční kolelttor 1 je dále spojen s natáčecím zařízením 29, které je také spojene s převodníkem 4 řídicích signálů pohonů, který je jednak spojen s havarijním koncovým spínačem 13 horizontálním a havarijníín koncovým spínačem 14 vertikálním, jednak se zdrojem B napája» cích napětí a jednak s mii-ropočítačem 2.Na mikropočítač 2 jsou dále napojený snímače 7 mraky, t vítr, 9 okamžité polohy horizontální, 12 polohy slunce vertikální. 15 mráz, 1 G teploty kapaliny kolektoru 1,17 teploty kapaliny hlavního zásobníku 3,18 prekročení teploty hlavního zásobníku 3,zdroj ü napäjecíclí napětí. převodník 25 řídicích signálu oběhového čerpadlo. N. Na zdroj 6 napájecích napětí je dále připojena rozvodné napájecí sít UN, dále pak je připojen převodník 28 řídicích signálu oběhového čerpadla 21, ohěhove čerpadlo 2.1,spínač 2 D topného telesa 25, na který je napojeno topné těleso 25, termostat 25 donřevu a termostat 19 topného tělesa. hlavním zásobníku 3 je dále umístěn vyměník 27 łbivalentního zdroje, přičemž výstup TUV teplé vody je z dalšího vývodu pohotovostního zásobníku 5.Sluneční zařeiíí dopadá na sluneční kolektor 1, kde ohřívá kapalinu, která je p 0 mocí obehového čerpadla 21 dopravována do hlavního zásobníku 3. O okamžiku, kdy má být ohřátá kapalina dopravena do hlavního zásobníku 3 a do slunečního kolektoru 1 dopravena studenější kapalina z hlavního zásobníku 3, rozhoduje mikropočítač 2 na základě vyhodnocení informací ze snímače 17 teploty kapaliny hlavního zásobníku 3 a snímače 16 teploty kapaliny kolektoru 1 a snímače 18 prekročení teploty hlavního zásobníku 3. je-li žädoucí výměna kapaliny, vydá mikropočítač 2 povel pro oběhove čerpadlo 21 a přes prevodník 28 řídících signálů oběhového čerpadla 21 a přes zdroj 6 napájecĺch napětí uvede oběhové čerpadlo 21 V chod. Po výměně zanikne povel a oběhové čerpadlo 21 se zastaví. Mikropočítač 2 hlídá pomocí snímače 15 mráz nízkou teplotu celého kolektorového systému. V případě, že tato je nižší než povolená, čímž by došlo k zamrznu tí systému, zajistí vyhřátí systému, a to opět pomocí oběhového čerpadla 21 teplou kapalinou z hlavního zásobníku 3, a to stejně jako pri výměně kapaliny ve slunečním kolektoru 1. Natáčení slunečního kolektoru 1 řídí Inikropočítač 2, bud ze sve paměti, nebo na základě vyhodnocení signálu ze snímačů 11 polohy slunce horizontální, 12 polohy slunce vertikální, 9 okamžité polohy horizontální, 10 okamžité polohy slunce vertikální.O tom, jakým způsobem bude mikropočítač 2 řídit natáčení, rozhodne na základě vyhodnocení signálu ze snímače 7 mraky. V případě havarijních situaci, např. velký vítr, vysoká teplota apod., odstaví mikropočítač 2 sluneční kolektor 1 do bezpečnostní polohy, a to na základě vyhodnocení signálů ze snímačů 8 vítr a 1 B prekročení teploty hlavního zásobníku 3. Natačeuí zajišťuje natáčecí zařízení 29, které je řízeno signály z převodníku 4 řídicích signálů pohonů, který je ovládán povely z mikropočítače 2. Krajní polohy natáčení v obou osách jsou zajištěny havarijními koncovými spínači 13 horizontálními a havarijnírni koncovými spínači 14 vertikálními,ktere jsou napojený na převodník 4 řídících signalů pohonů a v případě potřeby zajistí zablokování príslušného smeru v příslušných osach. Teplá voda se získává ohřevení studené vody z normálního vodovodního rozvodu či studníčního rozvodu.Tato studená voda se přivádí přes zpětný ventil 23, který zabraňuje zpětnémtx pronikäní vody zpět do vodovodního rozvodu,dále pak přes přetlakový ventil 22 do vý~ měníku 24 teple vody a přes jede/Il VÝVDKÍ do pohotovostního zásobníku 5.V první Íázi, to je když pohotovostní zásobník 5 je prázdný, se on i výměník 24 teplé vody naplní studenou vodou. Nyní se studená voda ve výměníku 24 teple vody ohřeje a stoupá do pohotovostního zásobníku 5, do něhož se vpouští přes dva vhodně upravené a vhodne umístěné vývody. Není-li odber teplé vody, tato vytlačí studenou vodu z jaohotovostního zásobníku 5 do výměníku 24 teplé vody, a to stejeuýim potrubím, kterým je pohotovostní zásobník 5 napuštěn studenou vodou z přetlakověho ventílu 22. Tento přetlakový ventil 22 zabraňuje zpětněmu pronikání vody, nebot dochází při naplnění pohotovostního zásobníku 5 k jeho uzavření.Takto se celý obsah pohotovostního zásobníku 5 ohřeje až na teplotu požadovanou, což je zajištěno vhodnou úpravou v pohotovostním zásobníku 5. Nastal-li odběr teplé vody z pohotovostního zásobníku 5,je obsah pohotovostního zásobníku 5 doplněn studenou vodou přes zpětný ventil 23 a přetlakový ventil 22 z vodovodního rozvodu. Nyní se obsah opět dohřeje přes výměník 24 teplé vody na požadovanom teplotu, a to stejným způsobem, jak již bylo výše popsáíio. Nestačí-li teplota kapaliny V hlavním zásobníku ohřát vodu V pohotovostním zásobníku 5 na požadovanou teplotu přes výměník 24 teplé vody, bude toto vyhodnoceíio termostatem 19 topného telesa v součinnosti s termostatem 28 dohřevu a pomocí spínače 2 D topného tělesa 25 je topné těleso 25 zapnuto a dohřeje obsah pohotovostního zásobníku 5 na požadovanou teplotu. Pomocí výměníku 27 blvalentního zdroje umístěném v hlavním zá Bsobníku 3 je možné dohřát jeho obsah bívalentním zdrojem.Uspořádání zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního záření lze s výhodou po~ užít všude tam, kde je zapotřebí ohřívat kapalinu, napr. vodu, a to velmi ekonomicky pomocí sluneční energie. zejména na stavbách, rekreačních středíscích, píonýrských táborech, jZD, v rodinných domcích, v závodoch, školách apod.Zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního záření tvořeného slunečním kolektorem, který je spojen s natáčecím zařize~ ním, které je spojeno s převodníkem řídících signálů pohonů, na který je napojen havarijní konoový spínač horizontální, havarijní koncový spínač vertikální a mikropočítač, přičemž ia míkropočítač jsou napojený snímač vítr, snímač mraky, snímač přelçročení teploty hlavního zásobníku, snimač polohy slunce horlzontalní, snímač polohy slunce vertikální, snímač okamžité polohy horízontálni, snímač okamžité polohy vertikální, snímač teploty kapaliny kolektoru, prevodník řídicích signälů oběhového čerpadla, snímač teploty kapaliny hlavního zásobníku, snímač mráz, zdroj napájecích napětí, přičemž zdroj napájecích napětí je také spojen s převodníkem řídících sígnálů oběhového čerpadla, oběhovým čerpadlem,spínačem topného telesa, převodníkem řídících signálů pohonů, jakož i s rozvodnousítí, přičemž spínač topného telesa je spojen s topným tělesem, s termostatem topného tělesa a termostatem dohřevu, přičemž sluneční kolektor je jedním vývodem spojen s hlavním zásobníkem a druhým vývodem s jedním vývodem oběhového čerpadla,jehož druhý vývod je spojen s hlavním zásobníkem, přičemž v hlavním zásobníku je umístěn výměník teplé vody a výměník hlvalentního zdroje, vyznačený tím, že přívod studené vody je na jednom vývodu zpětneho ventilu 23, přičemž druhý vývod zpětného ventllu (23) je spojen s jedním vývoclem přetlakového ventílu (22), jehož druhý vývod je spojen jednak s jedním vývrzsdem výměníku 24 teplé VlOdY. jednak s jedním vývodem pohotovostním zásobníku 5, přičemž druhý vývod výměníku 24 teplé vody je spojen s dalšími dvěma vývody pohotovostního zásobníku (5). jehož další vývod tvoří výstup teplé vody.

MPK / Značky

MPK: F24J 2/42

Značky: záření, slunečního, zařízení, pomocí, kapaliny, ohrev

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-250054-zarizeni-pro-ohrev-kapaliny-pomoci-slunecniho-zareni.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zařízení pro ohřev kapaliny pomocí slunečního záření</a>

Podobne patenty