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PATENTANSPRÜCHE
1. Sonnenkollektor, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Absorberteil (1) vorgesehen ist, das aus zwei Blechen (2, 3) besteht, zwischen denen eine Wärmetransportflüssigkeit (5) zu zirkulieren bestimmt ist, wobei mindestens das sonnenseitige Blech (2) regelmässig angeordnete, darin geformte, kissenförmige Buckel (4) aufweist, und dass beide Bleche derart miteinander verschweisst sind, dass die zwischen den Blechen (2, 3) zu zirkulieren bestimmte Wärme transportflüssigkeit (5) zu einer turbulenten Strömung veranlasst wird.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberteil (1) aus zwei je kissenförmige Buckel (4) aufweisenden Blechen (2, 3) besteht, dass die Bukkel des einen Bleches in bezug auf diejenigen des anderen Bleches um einen halben Buckel versetzt angeordnet sind, und dass die Bleche (2, 3) mittels Rollnähte oder Punkte (6) verschweisst sind.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus zwei aufeinanderliegenden Absorberteilen (1) besteht, und dass der Einlass der Wärmetransportflüssigkeit (5) am unteren und der Auslass am oberen Absorberteil angeordnet ist.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberteil (1) an seinen Längsseiten Falze (8, 9, 10) aufweist.
5. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die sonnenseitige bucklige Oberfläche behandelt ist, um die Wärmestrahlung zu absorbieren.
6. Sonnenkollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte Oberfläche mit einem Thermoisolierlack beschichtet ist, der für Wärme strahlung in Richtung Oberfläche durchlässig ist und für Strahlung in der umgekehrten Richtung undurchlässig ist.
7. Sonnenkollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte Oberfläche mit einem Luftblasen enthaltenden Kunststoff beschichtet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor, der zweckmässig als Niedertemperatur-Flachkollektor konzipiert ist und in erster Linie gedacht ist, auf dem Dach oder an einer Fassade eines Hauses verwendet zu werden.
Die meisten vorbekannten Sonnenkollektoren beruhen im allgemeinen auf dem gleichen Prinzip, wobei auf der Rückseite des Kollektors sich eine Wärmeisolierung befindet und darauf die Absorbereinrichtung, in der Regel schwarze Bleche, Profile, Röhren oder Schläuche, angebracht ist, welche die Wärmestrahlung der Sonne ausnützen. In einem gewissen Abstand darüber ist eine möglichst lichtdurchlässige Abdekkung aus Glas, oder Kunststoff, oder dergleichen angebracht.
Der dazwischen liegende Raum, Luft, Gas oder Vakuum dient als Wärmestauraum. Solche Kollektoren weisen ver schiedene Nachteile auf. Falls der Lichteinfall nicht mehr senkrecht zum Kollektor ist, fällt auch sein Wirkungsgrad relativ stark ab. Ferner entsteht an der Glasabdeckung eine Reflexion, die entweder durch eine relativ kostspielige Behandlung des Glases beseitigt werden kann, oder die zu Reklamationen oder Einsprachen Anlass gibt.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sonnenkollektor anzugeben, der keine Glas- oder sonstigen glatten reflektierenden Abdeckungen mehr aufweist und zudem nicht auf ein optimal ausgerichtetes Schrägdach angewiesen ist, sondern auch auf einem Flachdach oder an einer Fassade einen guten Wirkungsgrad aufweist. Eine weitere Aufgabe ist, einen möglichst wirtschaftlichen Sonnenkollektor herzustellen. Diese Aufgaben werden durch einen im unabhängigen Patentanspruch 1 definierten Sonnenkollektor gelöst.
Die Erfindung wird nun im einzelnen anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt in der Aufsicht einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemässen Sonnenkollektor,
Fig. 2 zeigt in einer Ausschnittsvergrösserung einen Längsschnitt des Kollektors von Fig. 1,
Fig. 3 zeigt in Ausschnittsvergrösserung einen Querschnitt des Kollektors von Fig. 1 und
Fig. 4 zeigt, in verkleinertem Massstab, einen doppelschichtigen Sonnenkollektor in Seitenansicht.
Der Sonnenkollektor gemäss den Fig. 1, 2 und 3 besteht aus einem Absorberteil 1, das seinerseits aus zwei Blechen 2 und 3 besteht, in die kissenförmige Buckel 4 geformt sind, die entsprechende Vertiefungen an der Innenseite bilden.
Man erkennt insbesondere aus Fig. 2, dass die beiden Bleche 2 und 3 jeweils um einen halben Buckel versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die Wärmetransportflüssigkeit 5, in der Regel Wasser mit einem Mittel zur Verhinderung des Gefrierens, zu einer turbulenten Strömung gezwungen wird.
Die Buckel bewirken einerseits, dass die Sonnenstrahlung optimal absorbiert wird, welches auch der Sonnenstand ist, während die turbulente Strömung für einen maximalen Wärmeaustausch zwischen der Absorberfläche und der Wärmetransportflüssigkeit sorgt. Die Absorberbleche 2 und 3 können aus rostfreiem Stahlblech, einer geeigneten Aluminiumlegierung, einem Kupfer- oder gegen Rost behandelten Stahlblech gefertigt werden.
Um die beiden Bleche zu verbinden, sind Rollschweissnähte 6, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, am besten geeignet. Man erkennt ferner am Kollektor gemäss Fig. 1 die Ein- oder Auslässe 7, an die herkömmliche Leitungen angeschlossen werden können. Um die Wärmetransportflüssigkeit in Serie durch alle Vertiefungen zu leiten, sind an beiden Enden der Absorberteile längliche Buckel 11 angeordnet.
Zweckmässigerweise wird mindestens die Oberfläche 2, die der Sonne zugewandt ist, oberflächenbehandelt, um eine möglichst vollständige Absorption der Wärmestrahlung zu erreichen. Dies kann beispielsweise durch Sandstrahlen, Schwärzen durch Oxydation oder Beschichten geschehen. Um zu verhindern, dass ein Teil der Wärmestrahlung wieder nach vorne abgestrahlt wird, d. h. analog der Glasabdeckung und des dazwischen liegenden Wärmestauraums, wird die Oberfläche mit einer durchsichtigen, temperatur- und alterungsbeständigen Thermoisolierlackschicht versehen. Als Thermoisolierschicht kann auch eine Luftblasen enthaltende Kunststoffschicht verwendet werden, die jedoch auch lichtdurchlässig, temperatur- und alterungsbeständig sein muss.
Wird ein solcher Sonnenkollektor auf einem Dach verwendet, kann man diesen als Aussendach verwenden, derart, dass er direkt, beispielsweise anstatt eines Eternitaussendachs, auf dem Lattenrost angeordnet wird. Dazu ist es zweckmässig, wenn die Längs seiten einer Kollektoreinheit einen Falz oder Doppelfalz 8 mit dem entsprechenden Gegenstück 9 auf der anderen Seite aufweist. Um eine bessere Isolation und einen höheren Wirkungsgrad zu erhalten, ist es zweckmässig, dass ein Sonnenkollektorelement aus zwei aufeinanderliegenden Absorberteilen besteht, wobei die unteren Absorberteile an ihren Längsseiten nur einen einfachen Falz 10 aufweisen brauchen.
Bei dieser Verlegungsweise wird die ankommende, kältere Wärmetransportflüssigkeit in den unteren Absorberteil gegeben und dort durch die nach innen abstrahlende Wärmestrahlung des oberen Absorberteils vorgewärmt und anschliessend durch den oberen Absorberteil geleitet und durch die Sonnenstrahlung weiter aufgewärmt.
Es kann je nach Umständen zweckmässig sein, unterhalb
der Absorberbleche eine Isolationsschicht anzubringen, wobei diese Isolationsschicht aus geschäumtem Kunststoff bestehen kann. Bei einem besonders wirtschaftlichen Sonnenkollektor ist nur das obere Absorberblech 2 mit kissenförmigen Buckeln versehen, während das untere Absorberblech glatt ist.
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PATENT CLAIMS
1. Solar collector, characterized in that at least one absorber part (1) is provided, which consists of two sheets (2, 3), between which a heat transfer liquid (5) is intended to circulate, with at least the sun-side sheet (2) arranged regularly , Shaped, pillow-shaped hump (4) therein, and that both sheets are welded to one another in such a way that the heat transport liquid (5) to be circulated between the sheets (2, 3) is caused to cause a turbulent flow.
2. Solar collector according to claim 1, characterized in that the absorber part (1) consists of two sheets (2, 3) each having pillow-shaped humps (4), that the bulges of one sheet with respect to those of the other sheet by half a hump are arranged offset, and that the sheets (2, 3) are welded by means of roller seams or points (6).
3. Solar collector according to claim 1, characterized in that it consists of two superimposed absorber parts (1), and that the inlet of the heat transfer liquid (5) is arranged at the lower and the outlet at the upper absorber part.
4. Solar collector according to claim 1, characterized in that the absorber part (1) has folds (8, 9, 10) on its longitudinal sides.
5. Solar collector according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least the sun-side humped surface is treated to absorb the heat radiation.
6. Solar collector according to claim 5, characterized in that the treated surface is coated with a thermal insulating lacquer which is permeable to heat radiation in the direction of the surface and is impermeable to radiation in the reverse direction.
7. Solar collector according to claim 5, characterized in that the treated surface is coated with a plastic containing air bubbles.
The invention relates to a solar collector, which is expediently designed as a low-temperature flat collector and is primarily intended to be used on the roof or on a facade of a house.
Most previously known solar collectors are generally based on the same principle, with thermal insulation on the back of the collector and the absorber device, usually black sheets, profiles, tubes or hoses, attached to it, which take advantage of the heat radiation from the sun. At a certain distance above, a light-permeable cover made of glass or plastic or the like is attached.
The space in between, air, gas or vacuum serves as heat storage space. Such collectors have various disadvantages. If the incidence of light is no longer perpendicular to the collector, its efficiency also drops relatively sharply. Furthermore, there is a reflection on the glass cover, which can either be eliminated by a relatively expensive treatment of the glass, or which gives rise to complaints or objections.
In contrast, it is an object of the present invention to provide a solar collector which no longer has glass or other smooth reflective covers and, moreover, does not depend on an optimally aligned sloping roof, but also has good efficiency on a flat roof or on a facade. Another task is to produce a solar collector that is as economical as possible. These objects are achieved by a solar collector defined in independent claim 1.
The invention will now be explained in more detail with reference to a drawing of an embodiment.
1 shows a top view of a section of an inventive solar collector,
2 shows an enlarged detail of a longitudinal section of the collector of FIG. 1,
Fig. 3 shows a cross section of a cross section of the collector of Fig. 1 and
Fig. 4 shows, on a reduced scale, a double-layer solar collector in side view.
1, 2 and 3 consists of an absorber part 1, which in turn consists of two sheets 2 and 3, in which pillow-shaped humps 4 are formed, which form corresponding depressions on the inside.
It can be seen in particular from FIG. 2 that the two sheets 2 and 3 are each offset from one another by half a hump, so that the heat transport liquid 5, as a rule water with a means of preventing freezing, is forced into a turbulent flow.
On the one hand, the humps ensure that the solar radiation is optimally absorbed, which is also the position of the sun, while the turbulent flow ensures maximum heat exchange between the absorber surface and the heat transport fluid. The absorber sheets 2 and 3 can be made of stainless steel sheet, a suitable aluminum alloy, a copper or rust-treated steel sheet.
In order to connect the two sheets, roller weld seams 6, as shown schematically in FIG. 1, are best suited. 1 shows the inlets or outlets 7 to which conventional lines can be connected. In order to conduct the heat transfer liquid in series through all the depressions, elongated bosses 11 are arranged at both ends of the absorber parts.
At least the surface 2 facing the sun is expediently surface-treated in order to achieve the most complete possible absorption of the thermal radiation. This can be done, for example, by sandblasting, blackening by oxidation or coating. To prevent part of the heat radiation from being radiated forward again, i. H. Similar to the glass cover and the heat storage space in between, the surface is provided with a transparent, temperature and aging-resistant thermal insulation lacquer layer. A plastic layer containing air bubbles can also be used as the thermal insulation layer, but it must also be translucent, temperature and aging resistant.
If such a solar collector is used on a roof, it can be used as an outer roof in such a way that it is arranged directly on the slatted frame, for example instead of an Eternit outer roof. For this purpose, it is useful if the longitudinal sides of a collector unit have a fold or double fold 8 with the corresponding counterpart 9 on the other side. In order to obtain better insulation and higher efficiency, it is expedient for a solar collector element to consist of two absorber parts lying one on top of the other, the lower absorber parts only having to have a simple fold 10 on their long sides.
With this method of installation, the incoming, colder heat transport liquid is placed in the lower absorber part and preheated there by the inward radiation of the upper absorber part and then passed through the upper absorber part and further heated up by the solar radiation.
It may be appropriate depending on the circumstances, below
to attach an insulation layer to the absorber plates, which insulation layer can consist of foamed plastic. In a particularly economical solar collector, only the upper absorber plate 2 is provided with pillow-shaped humps, while the lower absorber plate is smooth.