CH628971A5

CH628971A5 - Sonnenkollektor.

Info

Publication number: CH628971A5
Application number: CH625978A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Harupa
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1977-06-11
Filing date: 1978-06-08
Publication date: 1982-03-31
Also published as: FR2394038A1; GB2000271B; GB2000271A; FR2394038B1; DE2726457A1; CA1088392A; AU3699178A; JPS545237A; IT7824352A0; AU516236B2; IT1096509B; US4226227A; SE7806664L; NL7806120A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor mit mindestens einem Wärmeaustauscher mit einer Vorder- und Rückwand, zwischen denen ein Kanal gebildet ist, einem mit der Vorderwand zusammenarbeitenden Absorber zum Übertragen von Wärme, die aus auf den Absorber auftreffender Sonnenstrahlung erhalten wird, zu einem durch den Kanal geführten Wärmetransportmedium und mit einem mit dem Absorber in Berührungskontakt stehenden, den Wärmeaustauscher und den Absorber gegenüber der Aussenatmosphäre wärmeisolierenden, geschlossenen und evakuierten transparenten Abdeckrohr.

Bei einem in der deutschen Patentanmeldung P 2615 475 beschriebenen Sonnenkollektor der obengenannten Art ruht das Abdeckrohr in einer Mulde, die durch die gebogene Vorderwand des Wärmeaustauschers gebildet ist. Die Vorderwand besteht dabei beispielsweise aus Metallfolie oder Kunststoff. Das Abdeckrohr ist mit Hilfe von Klebstoff an der Vorderwand befestigt. Der Absorber kann als Schicht auf der Innenseite des dem Wärmeaustauscher zugewandten Teils des Abdeckrohrs angeordnet sein.

Eine derartige Konstruktion weist den Nachteil auf, dass durch Unterbrechung des mechanischen Kontaktes, aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung zwischen dem meist aus Glas bestehenden Abdeckrohr und der meistens metallenen Vorderwand des Wärmeaustauschers, die Wärmeübertragung von der absorbierenden Schicht zum Wärmetransportmedium im Kanal stark beeinträchtigt wird. Ausserdem führt der Ersatz eines beschädigten Abdeckrohres zu Schwierigkeiten.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, einen verbesserten Sonnenkollektor der obengenannten Art zu schaffen, wobei die beschriebenen Nachteile auf konstruktiv einfache Weise behoben sind.

Dazu weist der erfindungsgemässe Sonnenkollektor das Kennzeichen auf, dass die Wärmeaustauschervorderwand durch einen Teil des Abdeckrohrs gebildet ist, der mit der Rückwand entlang deren aufragenden Längsrändern abdichtend verbunden ist.

Auf diese Weise wird erreicht, dass ein Teil des Abdeckrohres zugleich ein einheitlicher Teil des Wärmeaustauschers ist. Das Wärmetransportmedium in dem Kanal, beispielsweise Wasser, steht nun mit dem Abdeckrohr ohne Zwischenwand in unmittelbarem Kontakt.

Ein derartiger Sonnenkollektor lässt sich auf einfache und preisgünstige Weise herstellen und montieren.

Eine günstige Ausführungsform des erfindungsgemässen Sonnenkollektors weist das Kennzeichen auf, dass der Absorber als Schicht auf der Aussenseite des Abdeckrohrteils angeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass das Wärmetransportmedium mit dem Wärme liefernden Absorber in unmittelbarem Kontakt steht.

Die absorbierende Schicht kann selektiv sein, d.h. für Sonnenlicht (X = 0,3 bis 2 [im) ein Absorptionsvermögen ak 0,85 und für Wärmestrahlung (X = 3 bis 30 Jim) ein Emissionsvermögen e < 0,15 besitzen.

Zur weiteren Wirkungsgraderhöhung des Sonnenkollektors nach der Erfindung kann das Abdeckrohr auf der Innenseite mit einer lichtdurchlässigen wärmereflektierenden Schicht, beispielsweise aus Zinndioxyd oder aus mit Zinn dotiertem Indiumoxyd versehen sein.

Eine weitere günstige Ausführungsform des erfindungsgemässen Sonnenkollektors weist das Kennzeichen auf, dass die Rückwand des Wärmeaustauschers in der Nähe der Abdeckrohrenden mit Anschlusstutzen versehen ist, die in Anschlusshülsen von Zu- bzw. Ableitungen für das Wärmetransportmedium stecken. Dies macht einen Einsatz des Wärmeaustauschers einfach.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des erfindungsgemässen Sonnenkollektors sind in den Anschlusshülsen Rückschlagventile vorgesehen, die bei Entfernen des Wärmeaustauschers die Anschlusshülsen abschliessen. Auf diese Weise wird vermieden, dass bei Demontieren Wärmetransportmedium frei aus den Leitungen herausfliessen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Sonnenkollektor mit mehreren Wärmeaustauscher/Abdeckrohrkombinationen,

Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3,4 und 5 einen Querschnitt durch Abwandlungen von Wärmeaustauscher/Abdeckrohrkombinationen.

Der Sonnenkollektor nach Fig. 1 und 2 weist mehrere neben- und praktisch aneinanderliegende gläserne Abdeckrohre 1 mit kreisförmigem Querschnitt auf, die stirnseitig verschlossen und bis auf einen Restgasdruck von weniger als 1 mbar evakuiert sind. Im Bereich der unteren Querschnittshälfte sind die Abdeckrohre 1 auf der Innenseite mit einer selektiven Absorbierschicht 2 bedeckt, die beispielsweise aus Nickel- oder Kupferoxyd auf einer Metallunterlage aus beispielsweise Silber, Kupfer oder Aluminium besteht. Die Innenseite der Abdeckrohre 1 kann ausserdem ganz oder nur in dem absorberfreien Bereich mit einer selektiven wärmereflektierenden Schicht aus beispielsweise mit Zinn dotiertem Indiumoxyd versehen sein.

Jedes Abdeckrohr 1 ist an einem rinnenförmigen Körper 3 aus Glas befestigt. Die Längsränder 4 des Körpers 3 sind mit Hilfe von Klebstoff derart mit dem Abdeckrohr 1 verbunden, dass zwischen dem rinnenförmigen Körper 3 und dem Glas5

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röhr 1 ein Kanal 6 für das Wärmetransportmedium, beispielsweise Wasser, gebildet ist.

Die rinnenförmigen Körper 3, die mit den unteren Teilen der Rohre 1 Wärmeaustauscher bilden, sind an den Enden mit Anschlusstutzen 7 versehen, die mit Hilfe eines Dichtungsringes 8 in Anschlusshülsen 9 einer Zu- bzw. Abfuhrleitung 10 für das Wärmetransportmedium stecken. Damit beim Ersatz des Wärmeaustauschers kein Wärmetransportmedium aus den Zu- und Abfuhrleitungen 10 fliessen kann, befinden sich in den Anschlusshülsen 9 Rückschlagventile mit einer Kugel 11, einer Druckfeder 1 la und einem Sitz 1 lb. In der dargestellten Lage wird die Kugel 11 entgegen der Federkraft der Druckfeder 1 la durch den Anschlusstutzen 7 nach unten gedrückt. Beim Entfernen des Wärmeaustauschers sorgt die Druckfeder 1 la dafür, dass die Kugel 11 gegen den Sitz 1 lb ruht, wodurch die Hülse 9 abgeschlossen wird.

Die Abdeckrohr/Wärmeaustauscherkombinationen sind auf der Unterseite mittels einer Wärmeisolierung 12, die beispielsweise aus Stein wolle oder Schaumkunststoff besteht, abgedeckt. Auf dieselbe Art und Weise sind die Zu- bzw. Abfuhrleitungen 10 für das Wärmetransportmedium mit Isoliermaterial 13 umgeben.

Beim Sonnenkollektor nach Fig. 1 und 2 umgeben die rinnenförmigen Körper 3 die Abdeckrohre 1 nicht über den ganzen Umfang der unteren Hälfte sondern nur in einem Bereich von etwa 140°. Dabei kann der Klebstoff 5 auf der

Aussenseite sowie auf der Innenseite an den Rändern 4 der Körper 3 angebracht sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 umgibt der rinnen-förmige Körper 3 die untere Hälfte des Abdeckrohrs 1 völlig, s Dabei befindet sich der Klebstoff nur zwischen dem Abdeckrohr 1 und den Längsrändern 4 des Körpers 3.

Nach der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Abdeckrohr 1 mit zwei Längsrillen 14 versehen, in welche die verdickten Ränder 4 des Körpers 3 eingreifen und dort praktisch völlig io in Klebstoff 5 eingebettet sind.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 entspricht fast völlig der aus Fig. 3. Der einzige Unterschied ist, dass die absorbierende Schicht 2 nun auf der Aussenseite des Abdeckrohrs 1 innerhalb des Kanals 6 vorgesehen ist.

15 In der absorbierenden Schicht 2 im Kanal 6 entlang strömendes Wärmetransportmedium nimmt nun aus der absorbierenden Schicht 2 unmittelbar Wärme auf.

Für die Verbindung zwischen dem Glasrohr 1 und dem aus 20 Glas bestehenden rinnenförmigen Körper 3 hat sich ein Silikonklebstoff durchaus bewährt. Der rinnenförmige Körper 3 kann auch aus einem anderen Material als Glas bestehen, beispielsweise aus Metall oder aus einem keramischen Material. Auch kann er statt eines kreisbogenförmigen Quer-2s schnitts eine andere Form aufweisen, beispielsweise als U-Profil ausgebildet sein.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Sonnenkollektor mit mindestens einem Wärmeaustauscher mit einer Vorder- und Rückwand, zwischen denen ein Kanal (6) gebildet ist, einem mit der Vorderwand zusammenarbeitenden Absorber (2) zum Übertragen von Wärme, die aus auf den Absorber (2) auftreffender Sonnenstrahlung erhalten wird, zu einem durch den Kanal (6) geführten Wärmetransportmedium und mit einem mit dem Absorber in Berührungskontakt stehenden, den Wärmeaustauscher und den Absorber gegenüber der Aussenatmosphäre wärmeisolierenden, geschlossenen und evakuierten transparenten Abdeckrohr (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauschervorderwand durch einen Teil des Abdeckrohres (1) gebildet ist, der mit der Rückwand (3) entlang deren aufragenden Längsrändern (4) dichtend verbunden ist.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (2) als Schicht auf der Aussen-seite des Abdeckrohrteils angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckrohr (1) auf der Innenseite mit einer lichtdurchlässigen wärmereflektierenden Schicht versehen ist.

4. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (3) des Wärmeaustauschers im Bereich der Abdeckrohrenden mit An-schlusstutzen (7) versehen ist, die in Anschlusshülsen (9) von Zu- und Abfuhrleitungen (10) für das Wärmetransportmedium stecken.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Anschlusshülsen (9) Rückschlagventile (11) angeordnet sind, die beim Entfernen des Wärmeaustauschers die Anschlusshülsen (9) abschliessen.