[LT] Išradimas skirtas būdui ir įrenginiui-šildytuvui, sudarantiems galimybę šildymui panaudoti saulės spindulius. Būdas ir įrenginys-šildytuvas tam būdui realizuoti nauji tuo, kad čia šiluma gaunama saulės energijai, jos spinduliams susigėrus į jų surinktuvą, iš kurio spinduliuojanti šiluminė energija šildo tarpe tarp to surinktuvo ir skaidriosios dangos esantį dujų (oro) sluoksnį, naudojamą šilumosperdavimo agentu. Jei toks įrenginys naudojamas patalpoms šildyti, tai priešais vienas kitą esantys atviri tarpo tarp skaidriosios dangos ir spindulių surinktuvo galai kanalais skirtinguose aukščiuosesujungiami su šildomomis patalpomis. Tokie šildytuvai gali būti montuojami prie šildomų patalpų sienų, ant jų stogų arba kiek atokiau nuo patalpų. Jeigu šildymo saulės spinduliais šildytuvas naudojamas skysčiui (vandeniui) šildyti, tai minėto tarpo tarp skaidriosios dangos ir spindulių surinktuvo atviri galai sujungiami tarpusavyje kanalu, kurio viršutinė dalis daroma cilindro išgaubto šoninio paviršiaus formos ir sutapdinama su šildomo skysčio rezervuaro įgaubtu šoniniu paviršiumi.
[EN] The invention relates to a method and a device for heating by solar heat. The method and the device are characterised in that the heat obtained by absorbing solar energy in a collector. This heat energy heats up a gas (air) layer laying in the collector between the bottom of the collector and a clear cover. The heat energy obtained in such way is used as a working agent. If the device-heater is used for heating of rooms, so open ends of the collector with the cover are connected to the rooms by channels. The device-heater may be installed at the walls of heated rooms or on a roof or far from the rooms. If the device-heater is used for liquid (water) heating, so the said open ends of the collector are interconnected together by a channel, the upper part of which is formed in the shape of cylindrical convex side surface and matched to a concave side surface of a heated liquid tank.
[0001] Technikos sritis, kuriai skiriamas išradimas
[0002] Išradimas priklauso šiluminės technikos sričiai, sprendžiančiai saulės energijos panaudojimo šildymo tikslams problemas.
[0003] Žinomos vandens šildymo sistemos, kuriose naudojama saulės skleidžiama energija. Jose šilumą sugeriantys įrenginiai - absorberiai užpildyti vandeniu, iš saulės pusės padengiami skaidria danga, o iš kitų pusių - termoizoliacinėmis medžiagomis. Absorberiai sujungiami su šildomo vandens rezervuarais. Jei razervuaras yra aukščiau absorberio, tai šildomas vanduo savitaka cirkuliuoja sistemos kanalais ir, įšilęs, kaupiasi viršutinėje rezervuaro dalyje. Kai rezervuaras yra žemiau absorberio skysčio priverstinei cirkuliacijai naudojamas siurblys. Tokios šildymo sistemos aprašytos įvairiuose šaltiniuose, pavyzdžiui, V. Šuksterio, R. Kiverio knygoje "Saulės energijos panaudojimo galimybės Lietuvoje", Vilnius, 1996, JSBN9986 - 510X, Arūno Karaliūno straipsnyje "Unikalus išradimas padeda gyventi ir taupyti pinigus", Lietuvos rytas, 2000m. gegužės 8d., Nr.107, Gedimino Pilaičio straipsnyje "Saulės energija klaipėdietis apšildys visą savo namą", Lietuvos rytas, 2000m. gegužės 22d., Nr.119 ir kt. Paminėtos šildymo sistemos skirtos šildyti vandeniui, kuris kartu yra ir šilumos perdavimo agentas. Prašyme išduoti išradimo patentą Nr. 2000 032 aprašytas dviejų kontūrų saulės kolektorius, pavadintas "Skysčio šildymo sistema". Tokio kolektoriaus vienas kontūras, apimantis ir absorberio ertmę, užpildomas šilumos perdavimo agentu - neužšalančiu skysčiu, o kitas kontūras jungia vandentiekio liniją, šildomo vandens rezervuarą ir šilto vandens naudojimo liniją. Tokia sistema gali būti naudojama ir žiemą, nebijant, kad joje esntis vanduo užšals.
[0004] Pateiktos šildymo sistemos, kuriose panaudojama saulės energija, skirtos vandeniui šildyti. Žinoma, pašildytą vandenį galima tiekti į radiatorius ir taip saulės energiją panaudoti patalpų šildymui. Tačiau toks sprendimas yra sudėtingas, brangus ir nelabai ekonomiškas.
[0005] Yra žinomi patalpų šildymo būdai, saulės energiją panaudojant tiesioginiam cirkuliuojančio oro šildymui. Tokie būdai aprašyti, pavyzdžiui, Eugenijaus Perednio straipsnyje "Pastatų šildymo saulės energija pasyviųjų sistemų pagrindimas", Algirdo Genučio straipsnyje "Saidės kolektorių žemės ūkio produkcijai džiovinti kūrimas ir tyrimas." Abu šie straipsniai paskelbti mokslinio seminaro pranešimų rinkinyje, pavadintame "Saulės ir kiti atsinaujinantys energijos šaltiniai žemės ūkiui", Raudondvaris, 1998m. gegužės 8d..Tačiau šie būdai nėra išbaigti, jų efektyviam realizavimui skirtų įrenginių nėra.
[0006] Išradimo esmė
[0007] Pareikštas išradimas - tai šildymo saulės spinduliais būdas ir įrenginys - šildytuvas tam būdui realizuoti. Siūloma saulės spinduliais šildyti juodu sluoksniu padengtą kūną, kuris yra saulės spinduliuojamos energijos surinktuvąs, o iš jo sklindančia šiluma šildyti dujų pavidalo (oro) šilumos perdavimo agentą, kurio sluoksnis šildymo metu yra tarpe tarp saulės energijos surinktuvo bei skaidriosios dangos, praleidžiančios saulės šviesos spindulius ir apsaugančios nuo šilumos išsklaidymo. Dujų pavidalo (oro) šilumos perdavimo agento sluoksnyje sukauptai šilumai perduoti patalpų šildymui, tarpas tarp saulės energijos surinktuvo ir skaidriosios dangos kanalais sujungiamas su šildoma patalpa. Kai siūlomas įrenginys naudojamas vandeniui ar kitokiam skysčiui šildyti, kanalo, jungiančio tarpą tarp skaidriosios dangos ir saulės spindulių sugertuvo, viršutinė dalis daroma kaip cilindro išgaubtas šoninis paviršius ir sutapdinamas su šildomo skysčio rezervuaro įgaubtu šoniniu paviršiumi.
[0008] Figūroje 1 pateiktas šildymo saulės spinduliais įrenginio - šildytuvo išilginis ir skersinis A-A pjūviai. Fig. 2 ir fig. 3 taip pat pavaizduoti siūlomų šildytuvų pjūviai, tik fig. 2 parodyta, kaip tokie šildytuvai jungiami su šildomomis patalpomis, kai jie montuojami už šildomų patalpų sienų, o fig. 3 pavaizduotas atvejis, kai šildytuvas montuojamas patalpos stogo konstrukcijoje. Fig. 4 parodyta, kaip siūlomus šildytuvus galima išdėstyti prie patalpų sienų po jų langais ir tose sienų vietose, kur nei langų, nei durų nėra. Čia taip pat parodyta, kaip šildytuvus galima montuoti ant stogų. Fig. 5 pateiktas pavyzdys, kaip siūlomą šildytuvą galima įkomponuoti įrenginyje, kuris skirtas vandens šildymui.
[0009] Išradimo realizavimo aprašymas
[0010] Šildymo saulės spinduliais įrenginio - šildyti r/o išilginiai pjūviai pavaizduoti fig. 1, fig. 2, fig. 3 ir fig. 5. Figūrcje 1 pateiktas ir skersinis šildytuvo pjūvis. Visose šiose figūrose pirmaisiais keturiais skaičiais pažymėti vienodos paskirties elementai: skaidri danga 1, dujų pavidalo (oro) šilumos perdavimo agento sluoksnis 2, saulės spindulių energijos surinktuvąs 3 ir šiluminės izoliacijos sluoksnis 4. Šilumos perdavimo agento sluoksnį 2 riboja skaidri danga 1 ir surinktuvąs 3, kuris yra kietas kūnas iš skaidriosios dangos 1 pusės padengtas juodu sluoksniu.
[0011] Šildytuvas gali būti montuojamas stacionariai, prie šildomos patalpos sienos arba ant stogo fig. 2 ir fig. 3, arba su galimybe periodiškai ar nuosekliai jį orientuoti skaidriosios dangos puse į saulę (fig. 5). Montuojant
[0012] šildytuvą stacionariai (nejudamai) rekomenduojama jį nukreipti taip, kad ilgiausią šviesiosios paros dalį jo skaidrioji "danga būtų atgręžta į saulę.
[0013] Kai šildytuvo vienas galas yra aukščiau už kitą, pavyzdžiui, jei fig. 1 pateikto šildytuvo galas su kanalu 5 būtų pakeltas aukščiau už galą su kanalu 6, tai nuo saulės spindulių įkaitusio surinktuvo 3 įšilusios dujos (oras) dėl sumažėjusio tankio imtų judėti aukščiau esančio kanalo 5 kryp-timi. Kai toks šildytuvas sumontuotas prie sienos 5, kaip tai parodyta fig. 2, dujų (oro) sluoksnis 2, įšilęs nuo spindulių surinktuvo 3, tarpu, esančiu tarp to surinktuvo ir skaidriosios dangos 1, palaipsniui kyla į viršų ir viršutine anga, esnčia sienoje 5, patenka į šildomą patalpą 6. Čia įšilusios dujos (oras) susimaišo su patalpoje 6 esančiu oru, dėl to atvėsta ir, apatine anga toje pačioje sienoje, grįžta į šildytuvą. Taip šildomas oras (dujos) cirkuliuoja savaime, šildydamas siena 6 apribotas patalpas.
[0014] Jeigu šildytuvas sumontuotas stogo 10 konstrukcijoje (fig. 3), tai jame sušilęs oras į žemiau esančias patalpas savaime neteka. Todėl šiuo atveju reikalingas dujų (oro) siurblys - ventiliatorius 8, kuris įšilusio oro sluoksnį 2 kanalu 9 priverčia tekėti į šildomą patalpą 6, iš kurios, jai atidavęs šilumą, kanalu 7 grįžta į šildytuvą.
[0015] Norint siūlomą šildytuvą panaudoti vandens (skysčio) šildymui, jį galima sumontuoti taip, kaip parodyta fig. 5. Čia šildytuvo tarpo 2 tarp skaidriosios dangos 1 ir surinktuvo 3 galai sujungti kanalu 5, kurio viršutinė dalis yra cilindro išgaubto šoninio paviršiaus dalis, kartu esanti šildomo vandens (skysčio) rezervuaro 6 šoninio paviršiaus įgaubta dalimi. Tame rezervuare yra sušildyto vandens naudojimo linijos anga 7 ir vandentiekio linijos anga 8. Vandens šildymo įrenginys su siūlomu šildytuvu sumontuotas, sudarant galimybę jį pasukti apie horizontalią ašį 9 ir vertikalią ašį 10. Visas komplektas tvirtinamas ant stovo 11.
[0016] Saulei šviečiant, jos spinduliai šildo surinktuvą 3, nuo kurio sklindanti šiluma sušildo dujų (oro) sluoksnį 2. Pastarasis, sumažėjus jo tankiui, kyla į viršų, susiliesdamas su rezervuaro 6 įgaubtu paviršiumi, per jį perduodamas šilumą skysčiui (vandeniui). Taip atvėsusios dujos (oras) dėl padidėjusio tankio leidžiasi žemyn ir patenka į apatinę tarpo 2 dalį. Procesas kartojasi tol, kol šviečia saulė arba kol sistemoje temperatūra nusistovi.
1. Šildymo saulės spinduliais būdas, saulės spindulius praleidžiant pro skaidrią, apsaugančią nuo šilumos išspinduliavimo medžiagą, tais spinduliais šildant perdavimo agentą ir nukreipiant jį į šildomą objektą, besiskiriantis tuo, kad šilumos perdavimo agentu naudoja dujų (oro) sluoksnį, esantį prie skaidriosios dangos, priešingoje saulės atžvilgiu pusėje, o jo šildymui naudoja kietą kūną, savo ruožtu šildo sugeriamais saulės spinduliais, prasiskverbiančiais pro skaidriąją dangą ir dujų (oro) sluoksnį.
2. ŠV ildymo saulės spinduliais įrenginys-šildytuvas, turintis šitlumos perdavimo agento rezervuarą, besiskiriantis tuo, kad dujų pavidalo (oro) šilumos perdavimo agentui šildyti naudojamas kietas kūnas - saulės spindulių surinktuvas iš skaidriosios dangos pusės padengtas juodu saulės spindulius sugeriančiu sluoksniu, o iš antros pusės padengtas šilumą izoliuojančia medžiaga; tarpas tarp skaidriosios dangos ir saulės spindulių surinktuvo iš dviejų viena prieš kitą pusių užsandarintas, o jo atvirosios pusės įrengtos sudarant galimybę tą tarpą kanalais sujungti su šildymui skirtu objektu.
3. Švildymo saulės spinduliais įrenginys-šildytuvas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad saulės spinduliais apšildant patalpą, jis montuojamas prie tos patalpos sienos, stogo arba atokiau nuo patalpos iš saulėtosios pusės, skaidriąja danga orientuojant į saulę, o tarpe tarp skaidriosios dangos ir saulės spindulių surinktuvo atvirąsias puses kanalais sujungiant su šildoma patalpa.
4. Šildymo saulės spinduliais įrenginys-šildytuvas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad saulės spinduliais šildant skystį (vandenį), kanalo, jungiančio tarpo tarp skaidriosios dangos ir saulės spindulių surinktuvo atvirąsias puses, viršutinė dalis daroma cilindro išgaubto šoninio paviršiaus pavidalo, kuri kartu yra šildomo skysčio rezervuaro įgaubto šoninio paviršiaus dalis.