190343. lajstromszámú szabadalom • Önhordó napenergia hőgyüjtő berendezés (naphőkollektor) változtatható hőkapacitással és épületelemként történő felhasználhatósággal
1 190 343 2 képzésű hengerprizmáival vonalban képes koncentrálni a sugárzó napenergiát hozzávetőleg 80°os középponti szögtartományban statikus heliosztátként üzemeltethető, úgy, hogy kis felületi energiasürüség esetén a kollektor É-D-i tájolású hőhordozó fluidum csövei közül csak a koncentrált sugárzást kapó tagban valósul meg hőcsere, míg a növekvő felületi energiasürűség esetén a mindenképpen keletkező szórt sugárzás energiatartamát lehetőleg bevonatos vagy töltetes csöveken belül közvetlenül sugárzási és konvekciós hőátmenettel az ellenáram hőcserélő elv felhasználásával egy kollektorelem csőkötegén többszörösen áthajtható a hőhordozó fluidummal, biztosíthatja a síklapú naphő-kollektorok 100°C-os hőküszöbének átlépését. A találmány szerint előnyös a kollektor hengerprizmáinak kialakítása, önhordó célszerűen „U” profilüvegen mivel ez egyszerű hengerlési technológiával megvalósítható. A találmány szerint előnyös továbbá, ha két „U” profilüvegböl zárt szelvényt alakítunk ki, miáltal viszonylag kis térfogatban vákuumcsöves, vagy diatermikus gázzal töltött burok alakítható ki a hőveszteségek csökkentése céljából. Az is előnyös a találmány szerint, ha egy kollektor elemben a nap horizont feletti magasságválto-, zását a hengerprizmák fókusztávolságának függvényében követik, a kollektorok célszerűen páratlan számú É-D-i tájolású hőcserélő csövei. A találmány egy további ismérve szerint a diatermikus célszerűen üvegből vagy műanyagból készülő hőcserélő csövek mérete úgy van meghatározva, hogy a koncentrátor fókuszvonal vándorlása a hőcserélő-cső belsejében maradjon, így a hőhordozó fluidum célszerű színkialakításával - vörös elnyelő, és/vagy szürke - a hőcserélő-cső célszerű bevonatával, és/vagy rendezett, illetve rendezetlen töltettel a hőhordozó fluidum csövének belső terében biztosítható a sugárzó napenergia hővé alakulása. A találmány előnye az is, hogy rendezett töltetű célszerűen üvegből készült Raschig gyűrűk, valamint a töltet nélküli hőhordozó fluidummal telt üvegcsövek, a belső koncentrált sugárzó napenergiát mint hengerlencsék tovább koncentrálni képesek, ezzel a hőcsere intenzitása tovább növekszik. A találmány szerinti kivitelezésben előnyös, a K-Ny-i tájolású hengerprizmás kollektorok belső csőkötegeinek azonos hely szerinti párhuzamos kapcsolása egy-egy É-i és D-i elhelyezésű összegző gyűjtőcsővel célszerűen ez annyi csőpárt jelent, amennyi hőcserélő-cső egy kollektorban van elhelyezve, ezzel arányos az összegző-gyűjtő csövek csomópontjaiban beépített termosztátvezérlésű szelepek száma. Végezetül a találmány szerint előnyös, hogy az igény szerinti darabszámú K-Ny-i tájolású koncentrátor hengerprizma kollektorok bármelyike egyszerű eszközökkel kiszakaszolható, darabonként cserélhető. A találmány szerinti berendezés előnye, hogy önhordó épületszerkezetbe integrálható célszerűen „U” profilokból kialakított napsugárzásnak kitett felületén hengerprizmás átlátszó üveg vagy műanyag koncentrátor, egyszerű eszközökkel evakuálható zárt belső terében É-D-i tájolású fókuszvonal vándorlást követő bevonatos átlátszó, töltetes vagy töltet nélküli átlátszó üveg-, vagy műanyagcsövek vannak páratlan számban beépítve, a K-Ny-i tájolású kollektorok azonos helyen lévő csövei egy közös felső és alsó É-i és D-i gyüjtőcsőbe torkollnak, melyek olyan termikusán vezérelt váltószelepes csatlakozópontokkal vannak összekapcsolva, miáltal egyrészt biztosítható kis felületi energiasürűség esetén - télen felhős időben - is koncentrált hőbevitel, célszerűen választott hőhordozó fluidumot szállító egyetlen csőszakaszra, nagyobb felületi energiasürűség esetén pedig, egy koncentrátor elem csőkötegeiben az ellenáramú hőcserélő elv figyelembevételével többszörösen recirkuláltatható a hőhordozó fluidum - mely egy hőtároló energiaszintjét átszivattyúzás következtében megemeli, - kihasználva ezzel több lépcsőben az egy koncentrátor elemben mindenképpen keletkező szórt napsugárzás energiáját is, továbbá azt a lehetőséget biztosítja, hogy rendezett, célszerűen üveg Raschig gyűrűk, valamint töltet nélküli hőhordozó fluidummal telt üvegcsövek a beeső koncentrált, vagy szórt sugárzó napenergiát tovább koncentrálni képesek így a hőcsere intenzitása növekedik. Végezetül minden koncentrátor elem egyszerűen kiszakaszolható, darabonként cserélhető. A találmányt részletesen kiviteli példán, a csatolt rajz alapján ismertetjük : 1. ábra. a találmány szerinti berendezés axonometríkus rajza, tetszőlegesen választott, 5 db tetőelemet mutat be, összegző gyűjtöcsövek nélkül, a 2. ábra az 1. sz. ábra egy koncentrátor elemének keresztmetszetét, míg a 3. ábra egy lehetséges másik hengerprizma kialakítást, a 4 ábra az 1. sz. ábra hőhordozó fluidum csöveinek kapcsolási vázlatát mutatja, délelőtti, déli és délutáni beeső napsugaraknál a hőhordozó fluidum áramlási irányainak feltüntetésével. A rajzon ábrázolt kiviteli példánál 4 hengerprizmás koncentrátorok K-Ny-í tájolással, mint önhordó tetőelemek vannak feltüntetve, az egy koncentrátorelem evakuált terében futó É-D tájolású 1, 2, 3 csövek tételszámai előtt a koncentrátor elemek sorszámai vannak rendre feltüntetve. A 4 hengerprizmás, célszerűen „U” profilüveg bevonattal vagy anélkül fém, üveg vagy szintetikus tömítő-töltőanyaggal kapcsolódik az alsó, célszerűen üveg 5 „U” profilelemhez, a stabil kapcsolatot elősegíti az üreges térben létrehozott vákuum. A koncentrátor elemek belső terében futnak a töltetes vagy töltet nélküli, bevonatos vagy bevonat nélküli üveg vagy műanyag 1, 2, 3 hőhordozó fluidum csövek. Az 1, 2, 3 hőhordozó fluidum csövek, a 4. ábra szerinti kapcsolási rajzon az összegző gyűjtőcsövekhez való, csatlakoztatást mutatják az ábrázolt termosztát vezérlésű szelepek üres körvonal jelképei nyitott, még a sötét szelepjelképek zárt állapotot mutatnak, az ábrából kitűnik az is, hogy a D-i bemeneti és az É-i kimeneti oldal egyenértékű és felcserélhető. A berendezés az alábbiak szerint üzemel, kis felületi energiasűrűség esetén pl. délelőtti felhős napsü-I 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
