AT400196B - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

AT 400 198 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor , mit einer aus Metall gefertigten, vorzugsweise als Strangpreßprofil ausgebiideten Absorberplatte, wobei in dieser Absorberplatte mindestens eine Rinne zur Aufnahme eines vom Wärmeträgermedium zu durchströmenden Rohres vorgesehen ist und das Rohr formschlüssig in der Rinne festgelegt ist.

Aus der US-PS 4 086 913 ist ein Sonnenkoilektor dieser Art bekannt, der aus einzelnen, gleich geformten stranggepreßten Absorberplatten aufgebaut ist. Jede dieser Absorberplatten besitzt einen planen Mittelteil und an diametral liegenden Längsseiten schräg hochgerichtete Ränder, wobei jeder Rand eine etwa halbkreisförmige Rinne aufweist. Darüber hinaus sind im Bereich dieser schräg hochgerichteten Ränder hakenartige Leisten angeformt. Die beiden schräg hochgerichteten Ränder zweier benachbart liegender Absorberplatten schließen ein Rohr ein, das beim fertiggestellten Sonnenkollektor vom Wärmeträ* germedium durchströmt wird. Dabei greifen die hakenartigen Leisten formschlüssig ineinander, wobei benachbarte Platten durch auf diese schräg hochgerichteten Ränder aufsteckbare, im Querschnitt U-förmige Profilleisten zusammengehalten sind. Die zwischen diesen Rändern liegenden Rohre sind praktisch zur Gänze umschlossen. Da sowohl die Rohre, die ja in der Regei aus Kupfer bestehen, wie auch die stranggepreßten Profile, die die Absorberplatten bilden, Maßtoleranzen aufweisen, ist trotz der relativ großen Umschließung der Rohre durch die erwähnten Ränder nicht sichergestellt, daß diese Rohre tatsächlich großflächig an den Wandungen der Rinnen anliegen. Ein möglichst großer Flächenkontakt zwischen Rohroberfläche und Wandung der aufnehmenden Rinne ist aber die Voraussetzung für einen effizienten Wärmeübergang.

Auch der bekannte Sonnenkollektor nach der DE-OS 29 44 805 ist hier zu erwähnen. Die stranggepreßten Profile, die die Absorberplatte bilden, besitzen vorerst mittig liegende offene Rinnen, wobei die seitlichen Flügel dieser Profile miteinander einen stumpfen Winkel einschließen und an einen Rand der Rinne eine verformbare Laschenleiste einen Teil dieses Profils bildet Durch den erwähnten stumpfen Winkel der seitlichen Flügel des Profils, die an die erwähnte Rinne angeformt sind, ist die Öffnungswerte der Rinne vorerst so groß, daß ein im Querschnitt rundes Rohr in diese Rinne eingelegt werden kann. Das so eingelegte Rohr ist von der Wandung der Rinne distanziert und berührt die Wandung dieser Rinne nur entlang zweier Linien. Anschließend werden die seitlichen Hügel des Profils in eine Ebene gebogen, wodurch sich die erwähnte Rinne schließt und zusätzlich wird die verformbare Laschenleiste gegen das Rohr hin gebogen und mit dem einen Rand der Rinne formschlüssig verbördelt. Abgesehen davon, daß das hier verwendete Profil für die Absorberplatten außerordentlich aufwendig und teuer ist, ist auch die beschriebene Montage sehr aufwendig, da sie Spezialwerkzeuge voraussetzt, so daß sich bislang Sonnenkollektoren dieser Bauart auf dem Markt nicht durchsetzen konnten. Abgesehen davon ist trotz des hier nicht übersehbaren großen Herstellungs- und Montageaufwandes ein großflächiger Kontakt zwischen Rohr und Wandung der Rinne aus den schon oben im anderen Zusammenhang erwähnten Gründen nicht, sichergestellt

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor, der aus einer Absorberpiatte und aus Rohren aufgebaut ist so zu gestalten, daß zwischen der Absorberpiatte und dem Rohr ein sehr enger, möglichst großflächiger Kontakt besteht, um so einen effizienten Wärmeübergang zu erzielen.

In diesem Zusammenhang ist auch das vorbekannte Sonnenkollektor-Segment nach der DE-AS 25 22 154 zu erwähnen. Die hier gezeigte und beschriebene Absorberpiatte weist ein angeformtes Rohr auf, das mit der Absorberpiatte einstückig ausgebildet ist, so daß hier die im Zusammenhang mit dem Erfindungsgegenstand relevanten Probleme nicht auftreten, da das das Wärmeträgermedium führende Rohr und die Absorberpiatte einstückig ausgestaltet sind.

Die Erfindung löst das aufgezeigte Problem nun dadurch, daß die Rinne der Absorberpiatte einen ovalen Querschnitt aufweist und das in diese Rinne eingelegte, vorerst einen runden Querschnitt aufweisende Rohr durch mechanische Verformung an die Wand der Rinne angelegt ist wobei der Umschließungswinkel des Rohres annähernd 200 - 240 * beträgt. Wesentlich für den Erfindungsgegenstand ist dabei, daß der Querschnitt der Rinne zur Aufnahme des Rohres in der Absorberpiatte und der Querschnitt des Rohres selbst vorerst unterschiedlich sind. Ferner, daß auf das in die Rinne eingelegte Rohr mechanisch eingewirkt wird, wobei es in der Weise verformt wird, daß es sich satt an die Wand der Rinne anlegt, wodurch der angestrebte effiziente Wärmeübergang zwischen den beiden Bauteilen erzielbar ist Durch die gewählte Querschnittsform der Rinne in der Absorberpiatte für die Aufnahme des Rohres kann ein großer Umschlingungswinkel erreicht werden, der ebenfalls den Wärmeübergang zwischen diesen Bauteilen begünstigt und darüberhinaus auch einen sicheren Halt gewährleistet.

Zur Veranschaulichung der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Sonnenkollektor in Schrägsicht, zum Teil aufgerissen: Fig. 2 den Querschnitt durch eine 2

Claims (5)

1. AT 400 196 B Absorberplatte; Fig. 3 eine Darstellung wie Rg.
2. 2, jedoch mit in die Rinne der Absorberplatte eingelegtem Rohr; Rg. 4 eine Darstellung wie Rg.
3. 3, jedoch mit verformtem Rohn Rg- 5 zwei miteinander randseitig verbundene Absorberplatten nach Rg. 1. Der Sonnenkollektor 1 besteht aus einem Kollektorgehäuse 2, dem Kollektorelement 3. einer lichtdurch-5 lässigen Frontplatte 4 und einer rückseitig angeordneten isolierschichte 5. Das Kollektorelement 3 ist aus mehreren miteinander randseitig verbundenen Absorberplatten 6 aufgebaut, in welche ein Rohr 7 für die Aufnahme des Wärmeträgermediums form- und kraftschlüssig festgelegt ist Innerhalb eines Koilektorgehäuses 2 ist das Rohr 7 zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet. Die mit den einzelnen Absorberplatten 6 eines Sonnenkollektors 1 verbundenen Abschnitte des Rohres io 7 verlaufen zueinander parallel. An den stirnseitigen Enden der Absorberplatte 6 ist das Rohr 7 jeweils in einem Bogen geführt (Rg. 1). Der Querschnitt der Absorberplatte 6, die zweckmäßigerweise aus einem stranggepreßten Profil gebildet ist ist aus Rg. 2 ersichtlich. Auf der einen Seite dieser Absorberplatte 6 sind Stege 8 zur Lichtbrechung angeordnet. Im mittleren Teil des Strangpreßprofiles ist eine im Querschnitt ovale Rinne 9 r5 .· ausgefbrmt. Aus der Darstellung nach Rg. 2 ist auch ersichtlich, daß sich die Breite der Absorberplatte 6 gegen die Rinne 9 hin etwas vergrößert. Der eine Längsrand 10 der Absorberpiatte 6 besitzt eine im Querschnitt bogenförmig verlaufende Nut 11, der andere Längsrand ist als zur Nut 11 korrespondierend ausgebildete Feder 12 gestaltet. Bei der Fertigung des Sonnenkollektors wird in die Rinne 9 ein zweckmäßigerweise aus Kupfer 20 gefertigtes Rohr eingelegt, das einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweist (Rg. 3). Das in die Rinne 9 eingelegte Rohr hat vorerst mit der Absorberplatte 6 nur linienförmigen Kontakt. Anschließend wird mit einem geeigneten Preßwerkzeug auf den gegenüber der Absorberplatte 6 vorstehenden Teil des Rohres 7 eine Druckkraft (Pfeil 13 - Rg. 3) ausgeübt und dadurch das Rohr verformt, wobei es sich satt an die Wand der Rinne 9 anlegt (Rg.
4. 4). 25 Durch die beschriebene Ausgestaltung der Absorberplatte 6 und die Art der Aufnahme und Festlegung des Rohres 7 wird ein sehr günstiger Wätmefluß zum Wärmeträgermedium erzielt, was nicht nur durch die enge und satte Anlage des Rohres 7 erreicht wird, sondern auch durch die Stege 8 und dadurch, daß sich der Querschnitt der Absorberplatte 6 gegen das Rohr 7 hin bzw. gegen die Rinne 9 etwas vergrößert. Dank der vorstehend erwähnten Randausbildung der Absorberplatte 6 könnnen mehrere Absorberplat-so ten formschlüssig zusammengefügt werden (Rg.
5. 5), indem Nut 11 und Feder 12 benachbart liegender Absorberplatten 6 ineinandergreifen, so daß ein Sonnenkollektor der erfindungsgemäßen Bauart an alle vorgegebenen baulichen Anforderungen anpaßbar ist. Patentansprüche 35 1. Sonnenkollektor , mit einer aus Metall gefertigten, vorzugsweise als Strangpreßprofil ausgebildeten Absorberplatte, wobei in dieser Absorberplatte mindestens eine Rinne zur Aufnahme eines vom Wärmeträgermedium zu durchströmenden Rohres vorgesehen ist und das Rohr formschlüssig in der F^nne festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (9) der Absorberplatte (6) einen ovalen 40 Querschnitt aufweist und das in diese Rinne (9) eingelegte, vorerst einen runden Querschnitt aufweisende Rohr (7) durch mechanische Verformung an die Wand der Rinne (9) angelegt ist, wobei der Umschließungswinkel des Rohres (7) annähernd 200 - 240 · beträgt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 45 50 3 55