CH606941A5

CH606941A5 - Solar energy collector

Info

Publication number: CH606941A5
Application number: CH121376A
Authority: CH
Inventors: Kurt Amrein
Original assignee: Kurt Amrein
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1976-01-29
Publication date: 1978-11-30

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor mit einem Wärmetransportmedium, das der Bestrahlung durch die Sonne ausgesetzt ist.

Es ist allgemein bekanntgeworden, Rohrleitungen an der Sonnenbestrahlung ausgesetzten Wänden und Dachseiten zu verlegen. Zur besseren Wärmenutzung werden dabei die einzelnen Rohre geschwärzt und/oder in die Strahlung reflektierende und bündelnde Reflektoren eingebaut.

Nachteilig an derartigen Sonnenkollektoren ist, dass das Rohrsystem für jedes Haus gesondert anzufertigen ist und deshalb teuer wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beheben und einen Sonnenkollektor zu schaffen, der aus vorfabrizierten Elementen zusammengestellt und damit jeder Wand- oder Dachform individuell angepasst werden kann.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Sonnenkollektor aus aneinandergefügten Kollektorelementen mit je zwei Hauptdurchlaufkanälen, rechtwinklig dazu angeordneten und mit je einem Hauptdurchlaufkanal verbundenen Sammelkanälen sowie die Sammelkanäle verbindenden Querkanälen gebildet ist und ferner dadurch, dass die Hauptdurch laufkanäle an beiden Enden mit Anschlusselementen versehen sind und damit jeweils an einen Vorlauf- bzw. Rücklaufsamm ler und/oder an ein weiteres Kollektorelement angeschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Sonnenkollektors nach der Erfindung und zum Betrieb notwendige Einrichtungen,
Fig. 2 einen Grundriss eines Kollektorelementes und
Fig. 3 eine Schnittansicht nach einem Schnitt bei der Linie 3-3 in Fig. 2 durch das Kollektorelement.

Der Sonnenkollektor gemäss Fig. 1 besteht aus mehreren zusammengebauten Kollektorelementen 20, die einzeln in Fig. 2 und 3 dargestellt sind und nachstehend beschrieben werden. Es sind dabei vier Reihen 20A, 20B, 20C und 20D von je vier Kollektorelementen 20 gezeigt. Jede Reihe weist einen Zulauf 4 und einen Ablauf 5 auf. Die vier Zuläufe 4 zu den vier Reihen werden aus einem Vorlaufsammler 10 gespeist und die Abläufe 5 sind auf einen Rücklaufsammler 11 geführt. Der Rücklaufsammler 11 ist über eine Pumpe 12 und einen Wärmetauscher 14 mit dem Vorlaufsammler 10 verbunden. Ein Expansionsgefäss 15 ist am Kreislauf angeschlossen, z. B. wie eingezeichnet zwischen dem Wärmetauscher 14 und dem Vorlaufsammler 10. Am Wärmetauscher 14 sind zwei Anschlussleitungen 14a und 14b eingezeichnet, mit denen der Kreislauf zum Verbraucher angedeutet ist.

Das Kollektorelement 20 gemäss Fig. 2 besteht aus einem rechteckigen Kasten mit Seitenwänden 21, Bodenwand 22 und Deckwand 23. Die beiden kürzeren Seitenwände 21 sind mit Anschlusselementen 26a, 26b und 27a, 27b versehen, die als männliche Steckelemente 26a, 27b mit Dichtungsringen 9 versehen und als weibliche Steckelemente 26b, 27a ausgebildet sind. Der der Zahl zugefügte Buchstabe gibt in der alphabetischen Folge gesehen die Flussrichtung des Wärmetransportmediums an. Im Innern weist das Kollektorelement 20 nahe bei den beiden langen Seitenwänden zwei Hauptdurchlaufkanäle 24, 25, nahe bei den beiden kurzen Seitenwänden zwei Sammelkanäle 26, 27 und die Sammelkanäle 26, 27 verbindende Querkanäle 28 auf.

Dabei ist der Hauptdurchlaufkanal 24 für den Vorlauf 4 mit dem Sammelkanal 26 und der Hauptdurchlaufkanal 25 für den Rücklauf 5 mit dem Sammelkanal 27 verbunden, so dass das Wärmeleitmedium in jedem Kollektorelement 20 vom Vorlauf-Anschluss 26a einerseits über den Vorlauf-Anschluss 26b zu weiteren Elementen und anderseits über den Sammelkanal 26, durch die Querkanäle 28 zum Sammelkanal 27 und zum Rücklaufanschluss 27b gelangt, wobei noch weiteres Rücklaufmedium vom Rücklaufanschluss 27a von weiteren Elementen zum Rücklaufanschluss 27b fliesst.

In der Schnittansicht in Fig. 3 lässt sich das Gehäuse mit zwei Seitenwänden 21 der Bodenwand 22 und der Deckwand 23 erkennen. Ferner zeigt der Schnitt die Anordnung der Hauptdurchlaufkanäle 24, 25 und der Querkanäle 28. Die Querkanäle 28 haben einen geringeren Durchmesser als die Hauptdurchlaufkanäle 24,25 und weisen damit eine geringere Bauhöhe auf. Der Raum 8, der sich beim Abdecken der Kanäle mit einer Platte 7 bildet, kann mit Luft gefüllt sein und dient als Wärmeisolator. Auf der Unterseite ist ein Wärmeisolator 3 und eine Schicht 2 aus einem das Licht reflektierenden Material vorgesehen.

Es ist vorgesehen, die Kollektorelemente 20 aus lichtdurchlässigem Material, wie durchsichtiger Kunststoff oder Glas, herzustellen.

Um damit die Wärmestrahlung aufzufangen, ist weiter vorgesehen, das Wärmetransportmedium dunkel zu färben, so dass wenigstens die infrarote Wärmestrahlung absorbiert wird.

Durch Wahl geeigneter Pigmente im Wärmetransportmedium kann praktisch der gesamte Infrarotanteil aus dem Sonnenlicht absorbiert und zur Erhitzung des Wärmetransportmediums verwendet werden.

PATENTANSPRUCH

Sonnenkollektor mit einem Wärmetransportmedium, das der Bestrahlung durch die Sonne ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass er aus aneinandergefügten Kollektorelementen (20) mit je zwei Hauptdurchlaufkanälen (24, 25), zwei rechtwinklig dazu angeordneten und mit je einem Hauptdurchlaufkanal (24, 25) verbundenen Sammelkanälen (26, 27) sowie die Sammelkanäle (26, 27) verbindenden Querkanälen (28) gebildet ist und ferner dadurch, dass die Hauptdurchlaufkanäle an beiden Enden mit Anschlusselementen (26a, 26b; 27a, 27b) versehen sind und damit jeweils an einen Vorlauf- bzw. Rücklaufsammler (10, 11) und/oder an ein weiteres Kollektorelement angeschlossen sind.

UNTERANSPRÜCHE
1. Sonnenkollektor nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kollektorelemente einzeln zwischen einer
Schicht aus Wärmeisolationsmaterial (3) und einer die Wärmestrahlung leitenden Schicht (7) eingelegt sind.

2. Sonnenkollektor nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen der Schicht aus Wärmeisolations material (3) und dem Kollektorelement (20) eine die Strah lung reflektierende Schicht (2) vorgesehen ist.

3. Sonnenkollektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptdurchlaufkanäle (24, 25) einen grösseren lichten Querschnitt aufweisen als die Querkanäle (28) und dass die der Einstrahlungsseite zugekehrten Aussenwände der Querkanäle (28) gegenüber den derselben Seite zugekehrten Aussenwänden der Hauptdurchlaufkanäle (24, 25) zurückversetzt sind.

4. Sonnenkollektor nach den Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der die Wärmestrahlung leitenden Schicht (7) und den Aussenwänden der Querkanäle (28) ein luftgefüllter Raum (8) als Wärmeisolator gebildet ist.

5. Sonnenkollektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorelemente (20) aus einem die Wärmestrahlung leitenden Material und das Wärmetransportmedium mit die Wärmestrahlung absorbierenden Partikeln pigmentiert ist.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor mit einem Wärmetransportmedium, das der Bestrahlung durch die Sonne ausgesetzt ist.

Es ist allgemein bekanntgeworden, Rohrleitungen an der Sonnenbestrahlung ausgesetzten Wänden und Dachseiten zu verlegen. Zur besseren Wärmenutzung werden dabei die einzelnen Rohre geschwärzt und/oder in die Strahlung reflektierende und bündelnde Reflektoren eingebaut.

Nachteilig an derartigen Sonnenkollektoren ist, dass das Rohrsystem für jedes Haus gesondert anzufertigen ist und deshalb teuer wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beheben und einen Sonnenkollektor zu schaffen, der aus vorfabrizierten Elementen zusammengestellt und damit jeder Wand- oder Dachform individuell angepasst werden kann.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Sonnenkollektor aus aneinandergefügten Kollektorelementen mit je zwei Hauptdurchlaufkanälen, rechtwinklig dazu angeordneten und mit je einem Hauptdurchlaufkanal verbundenen Sammelkanälen sowie die Sammelkanäle verbindenden Querkanälen gebildet ist und ferner dadurch, dass die Hauptdurch laufkanäle an beiden Enden mit Anschlusselementen versehen sind und damit jeweils an einen Vorlauf- bzw. Rücklaufsamm ler und/oder an ein weiteres Kollektorelement angeschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Sonnenkollektors nach der Erfindung und zum Betrieb notwendige Einrichtungen, Fig. 2 einen Grundriss eines Kollektorelementes und Fig. 3 eine Schnittansicht nach einem Schnitt bei der Linie 3-3 in Fig. 2 durch das Kollektorelement.

Der Sonnenkollektor gemäss Fig. 1 besteht aus mehreren zusammengebauten Kollektorelementen 20, die einzeln in Fig. 2 und 3 dargestellt sind und nachstehend beschrieben werden. Es sind dabei vier Reihen 20A, 20B, 20C und 20D von je vier Kollektorelementen 20 gezeigt. Jede Reihe weist einen Zulauf 4 und einen Ablauf 5 auf. Die vier Zuläufe 4 zu den vier Reihen werden aus einem Vorlaufsammler 10 gespeist und die Abläufe 5 sind auf einen Rücklaufsammler 11 geführt. Der Rücklaufsammler 11 ist über eine Pumpe 12 und einen Wärmetauscher 14 mit dem Vorlaufsammler 10 verbunden. Ein Expansionsgefäss 15 ist am Kreislauf angeschlossen, z. B. wie eingezeichnet zwischen dem Wärmetauscher 14 und dem Vorlaufsammler 10. Am Wärmetauscher 14 sind zwei Anschlussleitungen 14a und 14b eingezeichnet, mit denen der Kreislauf zum Verbraucher angedeutet ist.

Das Kollektorelement 20 gemäss Fig. 2 besteht aus einem rechteckigen Kasten mit Seitenwänden 21, Bodenwand 22 und Deckwand 23. Die beiden kürzeren Seitenwände 21 sind mit Anschlusselementen 26a, 26b und 27a, 27b versehen, die als männliche Steckelemente 26a, 27b mit Dichtungsringen 9 versehen und als weibliche Steckelemente 26b, 27a ausgebildet sind. Der der Zahl zugefügte Buchstabe gibt in der alphabetischen Folge gesehen die Flussrichtung des Wärmetransportmediums an. Im Innern weist das Kollektorelement 20 nahe bei den beiden langen Seitenwänden zwei Hauptdurchlaufkanäle 24, 25, nahe bei den beiden kurzen Seitenwänden zwei Sammelkanäle 26, 27 und die Sammelkanäle 26, 27 verbindende Querkanäle 28 auf.

Dabei ist der Hauptdurchlaufkanal 24 für den Vorlauf 4 mit dem Sammelkanal 26 und der Hauptdurchlaufkanal 25 für den Rücklauf 5 mit dem Sammelkanal 27 verbunden, so dass das Wärmeleitmedium in jedem Kollektorelement 20 vom Vorlauf-Anschluss 26a einerseits über den Vorlauf-Anschluss 26b zu weiteren Elementen und anderseits über den Sammelkanal 26, durch die Querkanäle 28 zum Sammelkanal 27 und zum Rücklaufanschluss 27b gelangt, wobei noch weiteres Rücklaufmedium vom Rücklaufanschluss 27a von weiteren Elementen zum Rücklaufanschluss 27b fliesst.

In der Schnittansicht in Fig. 3 lässt sich das Gehäuse mit zwei Seitenwänden 21 der Bodenwand 22 und der Deckwand 23 erkennen. Ferner zeigt der Schnitt die Anordnung der Hauptdurchlaufkanäle 24, 25 und der Querkanäle 28. Die Querkanäle 28 haben einen geringeren Durchmesser als die Hauptdurchlaufkanäle 24,25 und weisen damit eine geringere Bauhöhe auf. Der Raum 8, der sich beim Abdecken der Kanäle mit einer Platte 7 bildet, kann mit Luft gefüllt sein und dient als Wärmeisolator. Auf der Unterseite ist ein Wärmeisolator 3 und eine Schicht 2 aus einem das Licht reflektierenden Material vorgesehen.

Es ist vorgesehen, die Kollektorelemente 20 aus lichtdurchlässigem Material, wie durchsichtiger Kunststoff oder Glas, herzustellen.

Um damit die Wärmestrahlung aufzufangen, ist weiter vorgesehen, das Wärmetransportmedium dunkel zu färben, so dass wenigstens die infrarote Wärmestrahlung absorbiert wird.

Durch Wahl geeigneter Pigmente im Wärmetransportmedium kann praktisch der gesamte Infrarotanteil aus dem Sonnenlicht absorbiert und zur Erhitzung des Wärmetransportmediums verwendet werden.

PATENTANSPRUCH

Sonnenkollektor mit einem Wärmetransportmedium, das der Bestrahlung durch die Sonne ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass er aus aneinandergefügten Kollektorelementen (20) mit je zwei Hauptdurchlaufkanälen (24, 25), zwei rechtwinklig dazu angeordneten und mit je einem Hauptdurchlaufkanal (24, 25) verbundenen Sammelkanälen (26, 27) sowie die Sammelkanäle (26, 27) verbindenden Querkanälen (28) gebildet ist und ferner dadurch, dass die Hauptdurchlaufkanäle an beiden Enden mit Anschlusselementen (26a, 26b; 27a, 27b) versehen sind und damit jeweils an einen Vorlauf- bzw. Rücklaufsammler (10, 11) und/oder an ein weiteres Kollektorelement angeschlossen sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Sonnenkollektor nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kollektorelemente einzeln zwischen einer Schicht aus Wärmeisolationsmaterial (3) und einer die Wärmestrahlung leitenden Schicht (7) eingelegt sind.

2. Sonnenkollektor nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen der Schicht aus Wärmeisolations material (3) und dem Kollektorelement (20) eine die Strah lung reflektierende Schicht (2) vorgesehen ist.

3. Sonnenkollektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptdurchlaufkanäle (24, 25) einen grösseren lichten Querschnitt aufweisen als die Querkanäle (28) und dass die der Einstrahlungsseite zugekehrten Aussenwände der Querkanäle (28) gegenüber den derselben Seite zugekehrten Aussenwänden der Hauptdurchlaufkanäle (24, 25) zurückversetzt sind.

4. Sonnenkollektor nach den Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der die Wärmestrahlung leitenden Schicht (7) und den Aussenwänden der Querkanäle (28) ein luftgefüllter Raum (8) als Wärmeisolator gebildet ist.

5. Sonnenkollektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorelemente (20) aus einem die Wärmestrahlung leitenden Material und das Wärmetransportmedium mit die Wärmestrahlung absorbierenden Partikeln pigmentiert ist.