<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, mit einem Wärmeträgermedium, insbesondere
Wasser, enthaltenden Rohren, und mit einer durch eine Temperaturregeleinrichtung gesteuerten Ab- deckung aus wärmeisolierendem Material.
Übliche Sonnenkollektoren weisen ein mit einer transparenten Abdeckung versehenes Gehäuse auf, in welchem Rohre bzw. Rohrschlangen angeordnet sind, durch welche ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, fliesst. Dieses Wärmeträgermedium erwärmt sich durch die Sonneneinstrahlung im Kollektor und fliesst im Kreislauf zu einem Wärmetauscher, wo es seine Wärme abgibt und da- durch ein weiteres Medium erwärmt. Auf diese Weise kann beispielsweise die Warmwasserbereitung durch Sonnenenergie bewirkt werden.
Üblicherweise sind die Rohre im Sonnenkollektor für eine dauernde Zirkulation des Wärme- trägermediums zwischen Sonnenkollektor und Wärmetauscher ausgelegt, der Durchmesser dieser
Rohre entspricht in diesem Fall etwa dem Durchmesser der Verbindungsleitungen zwischen Sonnen- kollektor und Wärmetauscher und ist daher verhältnismässig klein.
In Gegenden, in welchen niemals Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes auftreten, so dass dem das Wärmeträgermedium bildenden Wasser kein Frostschutzmittel beigemengt werden muss, kann auf den Wärmetauscher verzichtet werden, d. h., es kann das zu erwärmende Wasser un- mittelbar im Sonnenkollektor aufgeheizt und von dort an die Verbrauchsstellen weitergeleitet werden. Um eine Anpassung an unterschiedliche Verbrauchsmengen von Warmwasser zu ver- schiedenen Tageszeiten zu ermöglichen, muss hiebei an einer Stelle zwischen dem Sonnenkollektor und den Entnahmestellen für das Warmwasser ein Warmwasserspeicher vorgesehen sein. Man kann hiebei in einer besonders einfachen Ausführungsform die Rohre des Sonnenkollektors so gross dimensionieren, dass sie gleichzeitig als Warmwasserspeicher dienen.
Dadurch wird nicht nur ein gesonderter Speicher eingespart, sondern die Ausbildung der Rohre des Sonnenkollektors als
Speicher bringt den zusätzlichen Vorteil mit sich, dass eine optimale Ausnutzung der Sonnen- energie gegeben ist. Nachteilig ist jedoch bei einer solchen Ausführungsform, dass auch in
Gegenden mit intensiver Sonneneinstrahlung, also beispielsweise in Tropengegenden, in den Nacht- stunden nicht nur die Erwärmung des Wassers durch Sonneneinstrahlung unterbleibt, sondern auch gegenüber den Tagstunden eine beträchtliche Abkühlung der Temperatur der Umgebungsluft statt- findet, so dass die Wärme des in den Rohren des Sonnenkollektors befindlichen aufgeheizten Wassers in unerwünschter Weise zum Teil an die Umgebungsluft abgegeben hat.
Aus der DE-OS 2738921 ist ein Sonnenkollektor mit einer Absorberplatine bekanntgeworden, die durch bewegliche Lamellen bei steigender Temperatur abgedeckt werden kann, um einen Überhitzungsschutz zu bewirken. Zur Verschiebung der Lamellen dient ein kompliziertes, aus Gelenken, Hebelarmen und Mitnehmern bestehendes System, der konstruktive Aufwand und der Platzbedarf sind daher bei diesem bekannten Sonnenkollektor gross und das System ist infolge dieses grossen konstruktiven Aufwandes auch störungsanfällig.
Es wurde weiters bereits ein Sonnenkollektor vorgeschlagen (DE-OS 2558767), bei welchem die Abdeckung des Kollektorkastens durch Klappen erfolgt, die an Scharnieren an den Längsseiten des Kastens schwenkbar gelagert sind. Die Bewegung der Klappen erfolgt durch Elektromotoren, die über Zeitschalter und Messrelais für die maximale Temperatur des Wassers in den Leitungen und für die Sonneneinstrahlung gesteuert sind. Die geschlossenen Klappen sollen hiebei einen mechanischen Schutz und eine thermische Isolierung bewirken. Auch diese Ausbildung ist in konstruktiver und in räumlicher Hinsicht sehr aufwendig und infolge des komplizierten Aufbaues störungsanfällig.
Zur Steuerung von Belüftungseinrichtungen für einen Kollektor und zur Steuerung der räumlichen Anordnung desselben ist bereits vorgeschlagen worden (DE-OS 2712192), unter anderem Bimetalle zu verwenden.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Sonnenkollektor zu schaffen, wobei die Steuerung in konstruktiv einfacher und nicht störungsanfälliger Weise erfolgt. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Abdeckung aus einer einen Teil des Rohrumfanges zumindest einiger der Rohre umgebenden Mulde und aus zwei daran anschliessenden flexiblen Schenkeln besteht, die in der einen, das Rohr im wesentlichen nicht abdeckenden Endstellung vom Muldenrand abstehen und durch die mit diesen Schenkeln unmittelbar zusammenwirkende Temperaturregeleinrichtung in die andere Endstellung verbiegbar sind.
<Desc/Clms Page number 2>
Die erfindungsgemässe Ausbildung weist den Vorteil auf, dass sie eine einfachste Mechanik besitzt, da keine Hebel, Gelenke, Stellmotoren od. dgl. für die Verstellung der Abdeckung er- forderlich sind. Es ist daher auch der Platzbedarf gering, so dass selbst eine Nachrüstung be- stehender Sonnenkollektoren ohne Schwierigkeiten möglich ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Temperaturregeleinrichtung von wenigstens einem mit den Schenkeln verbundenen Metallstreifen aus einer Memorylegierung oder aus Bimetall gebildet. Unter dem Begriff"Memory legierung"sind verschiedene Legierungen bekannt, die nach geeigneter Behandlung auf Grund von Gefügeumwandlungen ihre Gestalt in Ab- hängigkeit von der Temperatur ändern. Wird beispielsweise ein Bauteil aus einer solchen Memory- legierung bei tiefer Temperatur bleibend verformt, so erinnert er sich bei Erwärmung über eine kritische Temperatur an seine ursprüngliche Form und nimmt diese wieder an. Voraussetzung für den Memoryeffekt ist eine thermoelastische martensitisch Umwandlung bei der die beteiligten
Phasen, Hochtemperaturphase (Austenit) und Niedertemperaturphase (Martensit), geordnete Gitter- strukturen aufweisen.
Bimetalle bestehen aus zwei miteinander verbundenen Metallen mit ver- schiedenen Temperaturkoeffizienten, wodurch bei einer Änderung der Umgebungstemperatur ein Ver- biegen stattfindet. Sowhol Metallstreifen aus einer Memorylegierung als auch solche aus Bimetall bewirken auf einfache Weise die gewünschte Bewegung der Abdeckung. Zweckmässig sind mehrere
Metallstreifen an der dem Rohr abgewendeten Seite der Schenkel in Abständen voneinander ange- ordnet, so dass sie die gewünschte Verschwenkung der Abdeckung bei Temperaturänderungen be- wirken, jedoch einer vollständigen Umschliessung der Rohre nicht im Wege stehen.
Damit diese Ver- schwenkung in dem gewünschten Bereich stattfindet, sind erfindungsgemäss wenigstens einige der
Metallstreifen an der Verbindungsstelle mit der Abdeckung im Bereich des Muldenrandes über eine
Abstützung mit dem Kollektorgehäuse verbunden, so dass in diesem Bereich eine Fixierung des
Metallstreifens erfolgt.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch ver- anschaulich. Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Sonnenkollektor im Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch den Sonnenkollektor nach der Linie II-II in Fig. 1 dar. Fig. 3 zeigt in perspektiver Darstellung ein von einer Abdeckung umgebenes Rohr des
Sonnenkollektors, wobei die Abdeckung eine das Rohr im wesentlichen nicht abdeckende Stellung einnimmt. Fig. 4 zeigt in vergrösserter Darstellung das Rohr mit der Abdeckung und einem Metall- streifen.
Der erfindungsgemässe Sonnenkollektor weist ein Gehäuse --1-- auf, das an seiner Innenseite - mit einer nicht näher dargestellten Wärmedämmschicht versehen ist und das an seiner der Sonne zugewendeten Seite durch eine für Wärmestrahlen durchlässige Platte --3-- abgedeckt ist. Das Gehäuse-l-ist zweckmässig wannenförmig mit schräg verlaufenden Seitenwänden ausgebildet, so dass mehrere leere Gehäuse zum Transport ineinander stapelbar sind.
Im Inneren des Gehäuses-l-befinden sich mehrere, beispielsweise drei Rohre --4--, die einen solchen Durchmesser aufweisen, dass sie gleichzeitig als Speicher für das in diesen Rohreh befindliche, durch Sonneneinstrahlung erwärmte Wasser dienen.
Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, wirken die Rohre --4-- mit einer Abdeckung --5-- zusammen, die von einer Matte aus wärmeisolierendem flexiblem Dämmaterial gebildet ist. Die Abdeckung --5-- besteht aus einer Mulde --6--, die den unteren Teil des Rohrumfanges aufnimmt, und aus zwei daran anschliessenden Schenkeln --7--. An der dem Rohr-4abgewendeten Aussenseite der Schenkel --7-- sind Metallstreifen --8-- aus Bimetall oder einer Memorylegierung befestigt. Das eine Ende der Metallstreifen --8-- ist hiebei, wie aus Fig. 4 hervorgeht, über eine Abstützung --9-- mit dem Gehäuse-l-des Sonnenkollektors verbunden.
In Fig. 4 ist die das Rohr --4-- abdeckende Stellung der Abdeckung --5-- in vollen Linien dargestellt. Diese Stellung der Abdeckung --5--, welche bei einem Absinken der Umgebungstemperatur eingenommen wird, wird dadurch bewirkt, dass durch eine Verbiegung der Metallstreifen --8-- die Schenkel --7-- der aus einer flexiblen Matte bestehenden Abdeckung --5-- derart verbogen werden, dass sie sich am Umfang des Rohres --4-- anlegen, so dass dieses Rohr-4praktisch vollkommen von der Abdeckung --5-- umschlossen ist und eine Wärmeabgabe von dem im Rohr --4-- befindlichen erwärmten Wasser verhindert wird.
Steigt die Umgebungstemperatur,
<Desc/Clms Page number 3>
so strecken sich die Metallstreifen --8-- und es nehmen daher auch die Schenkel --7-- eine ge- streckte, in Fig. 4 mit strichlierten Linien eingezeichnete Lage ein, in welcher die Sonnenstrahlen auf das Rohr --4-- einwirken können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sonnenkollektor, mit ein Wärmeträgermedium, insbesondere Wasser, enthaltenden Rohren, und mit einer durch eine Temperaturregeleinrichtung gesteuerten Abdeckung aus wärmeisolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) aus einer einen Teil des Rohrumfanges zumindest einiger der Rohre (4) umgebenden Mulde (6) und aus zwei daran anschliessenden flexiblen Schenkeln (7) besteht, die in der einen, das Rohr (4) im wesentlichen nicht abdeckenden Endstellung vom Muldenrand abstehen und durch die mit diesen Schenkeln unmittelbar zusammenwirkende Temperaturregeleinrichtung (8) in die andere Endstellung verbiegbar sind, in der sie das Rohr (4) im wesentlichen umschliessen.