181989. lajstromszámú szabadalom • Napkollektor, főleg folyadék melegítésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 181989 JPik Bejelentés napja: 1979. XI. 6. (VI—1275) Nemzetközi osztályozás: NSZOj w Közzététel napja: 1982. XII. 28. F 24 J 3/02 ORSZÁGOS ' . TALÁLMÁNYI HIVATAL 'v-.. • • ' ‘ » n Megjelent: 1985. XII. 31 Feltalálók; dr. Keresztes Sándor oki. gépészmérnök, 70%, Budapest Deák Zoltán oki. gépészmérnök, 30%, Felsőgöd Szabadalmas: Villamosenergiaipari Kutató Intézet, Budapest Napkollektor, főleg folyadék melegítésére 1 A találmány napkollektor főleg folyadék melegítésére, amelynek sugárzást abszorbeáló lemeze és ehhez hozzáerősített csőhálózata van. A napkollektorok egyik legelterjedtebb konstrukciója egy sugárzást abszorbeáló lemezt és e lemezhez hozzáerősített csőhálózatot tartalmaz. A lemez a sugárzást abszorbeáló különleges fekete színű bevonattal van ellátva, és az összegyűjtött hőenergiát hővezetés útján a csőhálózathoz továbbítja. A csőhálózat feladata az energia átadása a hőhordozó közegnek, pl. víznek, amely a rendeltetési helyre szállítja a begyűjtött energiát. A jó hővezetés biztosítása végett a csőhálózat forrasztással vagy hegesztéssel van a lemezhez rögzítve. Ezzel a megoldással a jelenlegi gyakorlat tulajdonképpen a bordáscsövek felépítésének tapasztalatait követi, aminek értelmében a jó hőátadás biztosításához a bordának fémesen kell csatlakoznia a csőhöz. A napkollektor tervezők átvették a fenti elvet, mint nyilvánvalóan követendőt, és az ismert napkollektorok lemezei és csövei forrasztva vannak egymáshoz, illetve egy darabból készülnek. A forrasztás viszont drága és munkaigényes művelet, amely nagyon megnöveli az egész napkollektor költségeit. Tekintettel arra, hogy a napenergiás berendezések rentabilitásának döntő kérdése a napkollektorok beszerzési ára, az összesítés módja alapvető jelentőségű. A találmánnyal a lehető legegyszerűbb és legolcsóbb napkollektort kívántuk megvalósítani. Részletes vizsgálatok során arra a felismerésre jutottunk, hogy az eddig kizárólagosnak vélt szabály, amely előírja a lemez és cső fémes kötését, egyáltalán nem abszolút érvényű. E felismerés alapján született az a találmányi gondolat, amely olyan kötési megoldást 2 ad, mellyel rosszabb hővezetésű kötőanyaggal is elérhető jó hőtovábbítási hatásfokkal rendelkező napkollektor. A találmányi gondolat a hővezetés jelenségének fizikájából indult ki. A hővezetés intenzitására jellemző az ismert kifejezés: — = 5 • X • —, dr dx ahol dQ — = az időegység alatt átáramló hőmennyiség, dr 5 = a hővezetés irányára merőleges keresztmetszet, X. = a hővezetési tényező és dT — = a hővezetés irányú hőmérsékletgradiens, dx A bordáscsövek tervezői abból indultak ki, hogy a jó hővezetést csakis jó X hővezetési tényezővel rendelkező fém alkalmazásával lehet elérni. Ez azért felel meg a valóságnak, mert bordáscsöves konstrukcióknál a borda csőhöz kapcsolódó vastagsága lényegében korlátozott volt. Általánosságban azonban, amint a fenti egyenletből megállapíthatjuk, a jó hővezetés elérhető a 5 keresztmetszet növelése révén is. Ez képezi a találmányi gondolat alapját: ha a kötés keresztmetszetét kellően nagyra képezzük ki, elérhető, hogy a hővezetés intenzitása kellően nagy maradjon rosszabb hővezetési tulajdonságokkal rendelkező kötőanyag, például műanyag alapú ragasztó esetén is. A találmány tehát napkollektor főleg folyadék melegítésére, amelynek sugárzást abszorbeáló lemeze és ehhez hozzá-5 10 15 20 25 30 181989
