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Die Erfindung betrifft einen Flächenkollektor zur Nutzung der Sonnenenergie aus die Sonnenwärme aufnehmenden und von einem Wärmetransportmedium durchströmten Absorberrohren bestehend, die in Sammelrohre münden.
In der GB-PS Nr. 300995 ist ein Sonnenkollektor beschrieben, der gerade runde Absorberrohre verwendet, die in Sammelrohre eingeschweisst sind. Zwischen den einzelnen Rohren ist ein Abstand, der für die Herstellung der Schweissverbindung zwischen den Absorber-und den Sammelrohren erforderlich ist.
Dieser Rohrabstand ergibt einen Verlust an wirksamer Kollektorfläche, insbesonders bei senkrecht auf den Kollektor auftreffender Sonnenstrahlung. Ein weiterer wesentlicher Leistungsverlust entsteht dadurch, dass die abstrahlenden Rohrmantelflächen um zirka 50% grösser sind als gleich breite ebene Absorberflächen. Das Einschweissen der Rohre ist an sich nur bei Verwendung von schweissbarem Material möglich und erfordert überdies viel Zeit und geübte Arbeitskräfte.
Die Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber ein Kollektor mit hoher Leistungsfähigkeit, der mit einfachen Fertigungsmethoden und wenig Energieaufwand herstellbar ist.
Sie wird dadurch gelöst, dass die Absorberrohre nur an ihren beiden Enden ihre, aus dem Halbfabrikat herrührende, runde Form als gut dichtendes Verbindungselement zu den Sammelrohren beibehalten, die langen Mittelstücke hingegen flachgequetscht und zur Bildung einer geschlossenen ebenen Absorberfläche dicht aneinander angeordnet sind. Bei einzelnen Absorberrohren ist im Bereich des flachen Mittelteiles die Quetschung an kurzen Teilstücken zur Herstellung eines Zwischenraumes für Befestigungsschrauben für eine zusätzliche Deckglasauflage unterbrochen. Die Absorberrohre werden mit den Sammelrohren, welche Anschlusszapfen besitzen, über Gummizwischenringe verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt : Fig. 1 zeigt einen Schnitt quer durch den Kollektor, Fig. 2 eine Draufsicht auf die gesamte Absorberfläche, Fig. 3 einen Schnitt in der Längsrichtung des Kollektors.
In Fig. 1 wird die Form der Quetschung der Absorberrohre dargestellt. Aus Fig. 2 ist die Geschlossenheit der gesamten Absorberfläche, zu der auch die Sammelrohre --2-- zählen, ersichtlich, die nur an den kurzen Endstücken der Absorberrohre--1--durch kleine freie Flächen unterbrochen ist.
Weiters ist die Verbindung von mehreren Absorbern bzw. mit den anschliessenden Rohrleitungen durch Rohrverschraubungen-5-- dargestellt. Diese Verbindungen können auch durch andere Elemente z. B. kurze Schlauchmuffen und Schlauchklemmen hergestellt sein. Fig. 3 zeigt die Seitenansicht eines Absorberrohres mit einer fallweise unterbrochenen Quetschung im Mittelbereich und die an dieser Stelle durchgeführte Befestigungsschraube --6-- für die Glasauflage. Weiters eine Darstellung der Verbindung der Sammel- und Absorberrohre, wobei die Rohrstutzen --3-- in die Sammelrohre eingepresst und durch nachfolgendes Feuerverzinken wasserdicht und schlagfest mit dieser verbunden sind. Die elastischen Ringe --4-- aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff bilden das Verbindungselement zwischen den Absorber- und Sammelrohren.
Die Wirkungsweise eines Flächenkollektors ist bereits aus vielen Patentschriften und Publikationen bekannt. Der erfindungsgemässe Kollektor gehört zu jener Gruppe bei der der Durchfluss des Wärmetransport-bzw. Kühlmediums in parallel zueinander liegenden Rohren oder Kammern erfolgt. Er unterscheidet sich von diesen besonders dadurch, dass bei ihm bis auf die Wanddicke der aneinanderliegenden Rohre die ganze Absorberfläche vom Kühlmedium direkt gekühlt wird und daher nirgends ein Wärmestau bzw. eine stärkere schädliche Rückstrahlung entsteht. Der Durchfluss des Kühlmediums erfolgt, ganz gleich ob es sich nur um einen Absorber oder eine zusammengeschlossene Gruppe handelt, immer in der Weise, dass der Zulauf bei einem unteren Sammelrohr und der Ablauf bei dem diagonal gegenüberliegenden oberen Sammelrohr erfolgt.
Dadurch ist eine gleichmässige Strömung durch alle Rohre gewährleistet, weil der Weg des Kühlmediums überall gleich lang ist. Der Kollektor ist daher auch für Schwerkraftbetrieb besonders gut geeignet.
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The invention relates to a surface collector for utilizing solar energy, consisting of absorber pipes which absorb the solar heat and through which a heat transport medium flows and which open into collecting pipes.
In GB-PS No. 300995 a solar collector is described which uses straight round absorber tubes which are welded into header tubes. There is a spacing between the individual tubes which is necessary for the production of the welded connection between the absorber and header tubes.
This pipe spacing results in a loss of effective collector surface, especially when solar radiation hits the collector perpendicularly. Another significant loss of performance arises from the fact that the radiating pipe jacket surfaces are around 50% larger than flat absorber surfaces of the same width. The welding of the pipes is only possible when using weldable material and moreover requires a lot of time and skilled workers.
In contrast, the object of the invention is a collector with high performance, which can be produced with simple production methods and little energy consumption.
It is achieved in that the absorber tubes only retain their round shape from the semifinished product at both ends as a well-sealing connection element to the collecting tubes, whereas the long middle pieces are squeezed flat and arranged close together to form a closed, flat absorber surface. In the case of individual absorber tubes, the pinching of short sections is interrupted in the area of the flat central part to create a space for fastening screws for an additional cover glass support. The absorber pipes are connected to the manifolds, which have connecting pins, via intermediate rubber rings.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings: FIG. 1 shows a section across the collector, FIG. 2 shows a plan view of the entire absorber surface, FIG. 3 shows a section in the longitudinal direction of the collector.
In Fig. 1, the shape of the pinching of the absorber tubes is shown. From Fig. 2, the cohesion of the entire absorber surface, which also includes the header pipes --2 - can be seen, which is only interrupted at the short end pieces of the absorber pipes - 1 - by small free areas.
Furthermore, the connection of several absorbers or with the connecting pipelines is shown by pipe screw connections-5--. These connections can also be through other elements e.g. B. short hose sleeves and hose clamps can be made. Fig. 3 shows the side view of an absorber tube with an occasionally interrupted pinch in the middle area and the fastening screw --6-- for the glass support carried out at this point. Furthermore, a representation of the connection of the header and absorber pipes, with the pipe sockets --3-- pressed into the header pipes and connected to them in a watertight and impact-resistant manner by subsequent hot-dip galvanizing. The elastic rings --4-- made of rubber or a suitable plastic form the connecting element between the absorber and header pipes.
The way in which a surface collector works is already known from many patents and publications. The collector according to the invention belongs to that group in which the flow of the heat transport or. Cooling medium takes place in parallel tubes or chambers. It differs from these in particular in that, with the exception of the wall thickness of the adjacent pipes, the entire absorber surface is directly cooled by the cooling medium and therefore no heat build-up or stronger harmful reflection occurs anywhere. The flow of the cooling medium, regardless of whether it is just an absorber or a closed group, always takes place in such a way that the inlet takes place at a lower header and the outlet at the diagonally opposite upper header.
This ensures an even flow through all pipes because the path of the cooling medium is the same everywhere. The collector is therefore particularly well suited for gravity operation.
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