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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung nutzbarer Wärme aus Sonnenstrahlung mit schwarzen Leitungen für ein strömungsfähiges Wärmeträgermedium, die mit Abständen nebeneinander verlaufend angeordnet und durch Längenbereiche eines biegsamen Schlauchs gebildet sind, deren relative Lage zueinander durch Haltemittel gesichert ist, und mit einer Unterlage mit einer die Erwärmung der Längenbereiche des Schlauchs fördernden Oberfläche.
Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS Nr. 3, 039, 453 in der Weise bekannt, dass eine flexible plastische Leitung, die schwarz gefärbt ist, beispielsweise in Mäanderform in parallelen Vertiefungen eines ebenfalls schwarz gefärbten, im übrigen ebenen Blechs gehalten ist.
Eine derartige Vorrichtung bietet gegenüber ebenfalls bekannten, mit starren Leitungsgebilden ausgerüsteten Vorrichtungen dieser Art den Vorteil, dass zum Transport eine Verkleinerung der Abmessungen möglich ist. Gegenüber ebenfalls bekannten, flexiblen Vorrichtungen, die im wesentlichen aus zwei oder mehr aufeinandergelegten, mit Zu- und Ablauf versehenen und derart linienförmig verbundenen Folien bestehen, dass dadurch Strömungswege entstehen, bietet die Verwendung eines Schlauchs zur Darstellung der Strömungskanäle den Vorteil, dass dieser Schlauch auch für andere Zwecke, beispielsweise zum Sprengen eines Gartens, eingesetzt werden kann, wenn die Vorrichtung als solche nicht verwendet wird.
Die eingangs beschriebene bekannte Vorrichtung mit flexiblen plastischen Leitungen muss zum Transport, d. h. dann, wenn ihre Abmessungen verkleinert werden sollen, auseinandergenommen werden ; nach wie vor behält aber das Blech seine ursprüngliche Grösse bei. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass dieser Nachteil vermieden ist.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs näher bezeichneten Vorrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Haltemittel durch in Richtung der Abstände verlaufende Bänder gebildet sind, die mit den Längenbereichen des Schlauchs an den gemeinsamen Kreuzungsstellen mit dem Schlauch verbunden sind und das Aufrollen der Vorrichtung in Richtung der Abstände zulassen, und dass sich die eine reflektierende oder schwarze Oberfläche aufweisende Unterlage über die gesamte von den Längenbereichen und den Abständen überspannte Fläche erstreckt.
Bei der Erfindung braucht zum Transport, d. h. zur Verkleinerung der Abmessungen der Vorrichtung, die aus Haltemitteln und Leitungen gebildete Einheit also nicht mehr auseinandergenommen zu werden, sondern die Einheit kann aufgerollt werden. Hiefür gibt es verschiedene konstruktive Möglichkeiten. So können die Haltemittel starre stangenartige Teile aufweisen, die parallel zueinander und senkrecht zur Aufrollrichtung liegen und mit den Bändern verbunden sind. Die Haltemittel werden dann also mit eingerollt und im aufgerollten Zustand hat man eine in Richtung der stangenartigen Teile der Haltemittel starre Vorrichtung.
Die Bänder können aus Doppelanordnungen bestehen, deren jede zwei miteinander, z. B. durch Kleben oder Schweissen verbundene Bänder aufweisen, oben und unten den Schlauch umgreifen und mehrere nebeneinander angeordnete Längenbereiche des Schlauchs zusammenhalten.
Verständlicherweise gibt es auch eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Konfiguration, die der Schlauch bildet. So kann der Schlauch durch die Haltemittel in mäanderähnlicher Anordnung gehalten sein. Auch ist es möglich, dass der Schlauch eine spiralähnliche Anordnung bildet, wobei gegebenenfalls der Schlauch bifilar verläuft.
Die Tatsache, dass einander benachbarte Längenbereiche des Schlauchs nicht unmittelbar aneinanderliegen, sondern zwischen sich einen Abstand einschliessen, bedeutet nur scheinbar einen zusätzlichen Platzbedarf. Die Abstände gestatten nämlich nicht nur, bei Verwendung von Doppelstangen oder Doppelbändern als Haltemittel im Bereich dieser Abstände Verbindungen zwischen den einander zugeordneten Stangen bzw. Bändern herzustellen, sondern sie verhindern auch, dass sich zumindest bei bestimmten Sonnenstellungen einander benachbarte Längenbereiche des Schlauchs gegenseitig abschatten. So wird man dafür sorgen, dass die Haltemittel die Längenbereiche in einem gegenseitigen Abstand halten, der im Hinblick auf die Vermeidung einer gegenseitigen Abschattung einander benachbarter Längenbereiche während einer vorgegebenen Zeitspanne bemessen ist.
Es ist aber auch möglich, durch zusätzliche Massnahmen die in die Abstände einfallenden Teile der Sonnenstrahlung zur Aufheizung der Längenbereiche des schwarzen Schlauchs auszunutzen. So kann die Vorrichtung eine schwarze Unterlage enthalten, deren Wärmestrahlung dann zumindest zu einem grossen Teil eine zusätzliche Erwärmung der Längenbereiche des Schlauchs bewirkt.
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Diese zusätzliche Erwärmung ist verständlicherweise dann am grössten, wenn die Sonnenstrahlung senkrecht einfällt. Bei einer andern Ausführungsform enthält die Vorrichtung dagegen eine reflek- tierende Unterlage. Die Wirksamkeit der Reflexion der Sonnenstrahlung hinsichtlich der zusätzlichen
Erwärmung der Längenbereiche des Schlauchs ist dann am kleinsten, wenn die Sonnenstrahlung senkrecht einfällt. Sie nimmt mit abnehmender Sonnenhöhe zu, wobei allerdings die mit abnehmender
Sonnenhöhe auch abnehmende Strahlungsdichte entgegenwirkt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand mehrerer figürlich dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch in Draufsicht zwei mögliche Schlauchkonfigurationen, während die Fig. 3 und 4 schematisch Querschnitte durch zwei verschiedene Gestaltungen der Erfindung wiedergeben.
Betrachtet man zunächst Fig. l, so bildet der allgemein mit-l-bezeichnete, mit einem Eintrittsventil --2-- und einem Austrittsventil --3-- beispielsweise für Wasser versehene Schlauch eine mäanderähnliche Konfiguration. Zwischen einander benachbarten Längenbereichen des Schlauchs, beispielsweise zwischen den mit-4 und 5-bezeichneten Längenbereichen, ist ein vorgegebener Abstand --6-- gewahrt, auf dessen Bemessung noch eingegangen wird. Die verschiedenen Längenbereiche des Schlauchs --1-- sind durch Haltemittel in ihrer relativen Lage gehalten. Die Haltemittel sind hier durch Doppelanordnungen von Bändern --7 und 8-- gebildet, die sich in Aufrollrichtung der Vorrichtung erstrecken. Man kann also die mattenartige Vorrichtung in Fig. 1 senkrecht nach oben aufrollen.
Jede Doppelanordnung enthält also zwei Bänder, die beispielsweise aus Kunststoffolien bestehen und die sich bezüglich der Ebene der Konfiguration des Schlauchs --1-- gegen- überstehen. Im Bereich der Abstände zwischen einander benachbarten Längenbereichen des Schlauchs --1--, also beispielsweise im Abstand --6-- zwischen den Längenbereichen --4 und 5--, sind die jeweils eine Doppelanordnung --7 bzw. 8-- bildenden Einzelbänder, wie bei und und 10-- angedeutet, miteinander verbunden, beispielsweise verschweisst oder verklebt, so dass jedes Doppelband ösenartige Aufnahmen für die Längenbereiche des Schlauchs --1-- bildet.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der allgemein mit --20-- bezeichnete Schlauch, dem wieder Ventile --21 und 22-- ein- und austrittsseitig zugeordnet sind, spiralähnlich durch in diesem Ausführungsbeispiel sechs Haltemittel --23 bis 28-- fixiert. Auch hier handelt es sich um Doppelanordnungen, wobei, wie nur bezüglich des Doppelbandes --28-- angedeutet, jeweils im Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Längenbereichen des Schlauchs --20-- Verbindungen zwischen den jeweils ein Doppelband bildenden Einzelbändern hergestellt sind.
Bemerkenswert ist an dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ferner, dass der Schlauch bifilarartig gewickelt ist, also am äusseren Ende der Spirale beide Enden des Schlauchs liegen. Verständlicherweise ist die Erfindung aber auch für eine Anordnung geeignet, bei der der Schlauch einfach gewickelt ist, also eines seiner Enden innen liegt.
Betrachtet man nun Fig. 3, so sind wieder mehrere Längenbereiche --30, 31 und 32-- des Schlauchs nebeneinander angeordnet. Wie bezüglich der zwischen sich den Abstand --33-- einschliessenden Längenbereiche --31 und 32-- angedeutet, erfolgt erst bei einer Schrägstellung der Sonnenstrahlung, die durch den Winkel al gegen die Unterlage --34-- definiert ist, eine Abschattung des Längenbereichs --31-- durch den Längenbereich --32-- oder allgemein eine gegenseitige Abschattung der verschiedenen Längenbereiche des schwarzen Schlauchs. Man wird daher die Abstände zwischen einander benachbarten Längenbereichen so gross wählen, dass während einer vorgegebenen Zeitdauer eine derartige Abschattung vermieden ist.
Auf der andern Seite wird man natürlich die besagten Abstände möglichst klein machen, damit der Platzbedarf der Vorrichtung möglichst klein ist bzw. bei gleichem Platzbedarf eine möglichst grosse Schlauchlänge untergebracht werden kann.
Zur Vergrösserung der Wirkung der Vorrichtung sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Abstände zwischen den verschiedenen Längenbereichen des Schlauchs herangezogen, u. zw. dadurch, dass eine schwarze und daher Wärme abstrahlende Unterlage --34-- vorgesehen ist. Betrachtet man einen Punkt --35-- der Unterlage -34--, die gegebenenfalls auch durch ein schwarzes Dach, beispielsweise Dachpappe, gebildet sein kann, so strahlt dieser Wärme etwa in halbkreisförmiger Verteilung ab, wovon ein grosser Teil auf die benachbarten Längenbereiche --31 und 32--, diese zusätzlich aufheizen, auftrifft. Diese Wärmestrahlung erreicht dabei auch die normalerweise abge-
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schatteten unteren Teile der Längenbereiche.
Sie ist umso grösser, je höher die Sonne steht, hat also ihr Maximum bei einer Einstrahlung unter dem Winkel a3.
Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Abstände zwischen einander benachbarten Längenbereichen--40, 41 und 42-- durch geeignete Wahl der Unterlage --43-- zur zusätzlichen Erwärmung des schwarzen Schlauchs herangezogen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Unterlage - reflektierend ausgebildet, so dass sich bei schräger Sonneneinstrahlung, angedeutet durch den Winkel a2, eine zusätzliche Aufheizung der der Sonne jeweils zugekehrten Partien der Längenbereiche --40, 41 und 42-- ergibt. Dies ist bei --44-- angedeutet. Diese zusätzliche Aufheizung hat ihr Minimum bei senkrechter Sonneneinstrahlung, also mittags. Bei sehr niedrig stehender Sonne macht sich dann natürlich die Verringerung der Strahlungsdichte nachteilig bemerkbar.
Auf jeden Fall wirkt diese zusätzliche Aufheizung durch Reflektion der Unterlage --43-im Sinne einer Konstanthaltung der gewonnenen Wärmemenge über einen gewissen, die Mittagsstunde enthaltenden Zeitraum, während die Anordnung nach Fig. 3 mit einer schwarzen Unterlage --34--, wie beschrieben, ihre grösste Wirkung bei senkrecht stehender Sonne entfaltet.
Verständlicherweise kann die Unterlage, sei sie schwarz oder reflektierend, zumindest einen Bestandteil der Haltemittel bilden, so dass also dann der Schlauch direkt an der Unterlage befestigt ist.
Insbesondere bei Verwendung einer schwarzen Unterlage wird man für einen guten Wärmekontakt zwischen dem Schlauch einerseits und der Unterlage anderseits sorgen.
Die in Fig. 1 mit --9 und 10-- bezeichneten Verbindungen können auch Druckknöpfe enthalten.
Die Haltemittel können auch durch zwei Sammelrohre mit Zu- und Abfluss gebildet sein, zwischen denen Längenbereiche des Schlauchs parallel verlaufend und einmündend angeordnet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Erzeugung nutzbarer Wärme aus Sonnenstrahlung mit schwarzen Leitungen für ein strömungsfähiges Wärmeträgermedium, die mit Abständen nebeneinander verlaufend angeordnet und durch Längenbereiche eines biegsamen Schlauchs gebildet sind, deren relative Lage zueinander durch Haltemittel gesichert ist, und mit einer Unterlage mit einer die Erwärmung der Längenbereiche des Schlauchs fördernden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel durch in Richtung der Abstände (6) verlaufende Bänder (7, 8) gebildet sind, die mit den Längenbereichen (4,5) des Schlauchs an den gemeinsamen Kreuzungsstellen mit dem Schlauch verbunden sind und das Aufrollen der Vorrichtung in Richtung der Abstände zulassen, und dass sich die eine reflektierende oder schwarze Oberfläche aufweisende Unterlage (34,43)
über die gesamte von den Längenbereichen (4,5) und den Abständen (33) überspannte Fläche erstreckt.