CH668632A5

CH668632A5 - Passiver sonnenenergie-warmwasserbereiter.

Info

Publication number: CH668632A5
Application number: CH4047/85A
Authority: CH
Inventors: Erwin Mittasch; Traude Mittasch
Original assignee: Erwin Mittasch; Traude Mittasch
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1989-01-13
Also published as: DE3533565C2; DE3533565A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen passiven Sonnenenergie-Warmwasserbereiter, aus einem vorzugsweise zylindrischen Warmwasserspeicher, der in einem geschlossenen, ein Lichtfenster aufweisenden Isoliergehäuse sitzt und mit einem im Einstrahlbereich des Lichtfensters liegenden, eine lichtabsorbierende, selektive Beschichtung aufnehmenden Teil selbst als Absorber dient.

Übüche Sonnenenergie-Warmwasserbereiter bestehen aus eigenen Sonnenkollektoren, die durch ein Kreislaufsystem an die gut wärmegedämmten Warmwasserspeicher angeschlossen sind und über das im Zwangs- oder Naturumlauf gewälzte Wärmeträgermedium das Wasser des Warmwasserspeichers aufwärmen. Es sind aufwendige, umständlich zu installierende Anlagen mit teuren Aggregaten und Einrichtungen erforderlich und ausserdem aufgrund der nicht zu vermeidenden Rohrleitungssysteme verhältnismässig grosse Wärmeverluste in Kauf zu nehmen.

Wie die US-PS 4 355 629 und die DE-OS 3 217 365 zeigen, gibt es auch schon Sonnenenergie-Warmwasserbereiter, die einen teilweise selbst als Absorber dienenden Warmwasserspeicher aufweisen und in einem geschlossenen, mit einem Lichtfenster versehenen Isohergehäuse sitzen. Allerdings erfordern diese bekannten Warmwasserbereiter ebenfalls einen beträchtlichen Konstruktionsaufwand und arbeiten wegen der auftretenden Wärmeverluste nur mit geringen Wirkungsgraden. So befindet sich der Warmwasserbereiter gemäss der US-PS 4 355 629 zwar in einem geschlossenen Isoliergehäuse, doch kommt es hier durch den grossen Freiraum innerhalb des Isoliergehäuses und der dadurch bedingten Luftströmungen sowie durch die wenig isolierende Eigenschaft des Lichtfensters zu den ungewünschten hohen Wärmeverlusten. Der Warmwasserbereiter nach der DE-OS 3 217 365 wiederum besteht aus einem vakuuinisolierten Gehäuse mit teilweise lichtdurchlässigen Wänden, das bei üblichem Speichervolumen wegen der Herstellungsschwierigkeiten praktisch nicht zu verwirklichen ist, wozu noch kommt, dass eine Vakuumisolierung solcher Dimensionen auf längere Zeit kaum aufrechterhalten werden kann und sich ausserdem entsprechende Abstrahlverluste durch die schwach isolierenden, grossflächigen Fensterwände einstellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und einen Warmwasserbereiter der eingangs geschilderten Art zuu schaffen, der auf rationelle Weise die Energieverluste minimiert und sich bei recht einfacher Bauweise durch vergleichsweise hohe Wirkungsgrade auszeichnet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das Isoliergehäuse einen den Speicher berührenden Dämmantel bildet, der in einem den Absorberteil des Speichers abdämmenden Absorberbereich durch bis zur Beschichtung des Absorberteils durchgehende Kanäle unterbrochen ist, welche Kanäle eine reflektierende Auskleidung tragen und mit einer lichtdurchlässigen, wärmeisolierenden Abdeckung verschlossen sind. Diese besondere Ausgestaltung des Isoliergehäuses und die damit verbundene, spezielle Isolierung des Speicher-Absorberteils gewährleisten eine optimale Wirkung, da praktisch eine die gesamte Speicheroberfläche eng um-schliessende Dämmschicht einerseits durch den Dämmantel selbst und anderseits durch die innerhalb des Dämmantels verlaufenden, nach aussen verschlossenen Kanäle entsteht und weder aufgrund von Konvektion noch aufgrund von Strahlung grössere Wärmeverluste zu befürchten sind.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nehmen die Kanäle zylindrische oder der Kanalform angepasste lichtdurchlässige Vakuumhohlkörper auf, wodurch die Isolierung des Absorberteils weiter verbessert und die Wärmeverluste verringert werden.

Eine Steigerung der Effektivität ergibt sich, wenn erfin-dungsgemäss der die Kanäle aufweisende Absorberbereich des Dämmantels von zum Lichtfenster führenden, einen konkaven, das einfallende Licht zu den Kanälen hin ablenkenden Reflektor bildenden Leitwänden des Isoliergehäuses begrenzt ist, denn so können die einfallenden Lichtstrahlen auf die Kanäle konzentriert und zur besseren Nutzung gebündelt werden.

Ist dem Reflektor innerhalb des Lichtfensters wenigstens ein ausserhalb des Lichtfensters vorgesehener weiterer Reflektor vorgeordnet, kommt es zu einem grossen Einfangbereich der Sonnenstrahlung mit vergrÖsserter Energiezufuhr. Dadurch erübrigt sich auch ein dem Sonnenstand entsprechendes Nachführen des Warmwasserbereiters, wenn dieser mit seiner optischen Hauptachse auf einen mittleren Sonnenstand ausgerichtet wird.

Um einen Schutz zu erreichen, kann der schwenkbar gelagerte äussere Reflektor vor das Lichtfenster klappbar sein und vorzugsweise an seiner Rückseite eine Dämmschicht aufweisen, wodurch nicht nur Beschädigungen des Lichtfensters vermieden werden, sondern auch bei ungünstigen Verhältnissen eine zusätzliche Wärmedämmung gegeben ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise rein schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungs-gemässen Warmwasserbereiters jeweils im Querschnitt und

Fig. 3 den Absorberteil dieser Warmwasserbereiter im Querschnitt grösseren Massstabes.

Ein liegender, zylindrischer Warmwasserspeicher 1 sitzt in einem geschlossenen Isoliergehäuse, das einen den Speicher 1 berührenden Dämmantel 8 bildet und ein Lichtfenster

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9 aufweist. Der im Einstrahlbereich des Lichtfensters 9 liegende Teil des Speichers 1 nimmt eine lichtabsorbierende, selektive Beschichtung 5 auf und dient selbst als Absorber. Der diesen Absorberteil des Speichers 1 abdämmende Absorberbereich D des Dämmantels 8 ist bis auf verbleibende Zwischenstege 2 durch Kanäle 3 unterbrochen, die bis zur Beschichtung 5 hindurchgehen und sich nach aussen erweitern. Die Zwischenstege 2 tragen eine reflektierende Auskleidung 6 für die Kanäle 3, die nach aussen mit einer lichtdurchlässigen aber wärmeisolierenden Abdeckung 4 verschlossen sind. Zur Verbesserung der Wärmedämmung nehmen die Kanäle 3 zylindrische Vakuumhohlkörper 7 auf, die sich über die ganze Länge der Kanäle 3 erstrecken.

Vom Lichtfenster 9 führen Leitwände zum die Kanäle 3 aufweisenden Absorberbereich D des Dämmantels 8, die einen konkaven, das einfallende Licht zu den Kanälen 3 hin ablenkenden Reflektor 10 bilden. Diesem Reflektor 10 innerhalb des Lichtfensters 9 ist ausserhalb des Lichtfensters ein oder zwei weitere Reflektoren 11 vorgeordnet, wobei die äusseren Reflektoren 11 schwenkbar gelagert sind und an der Rückseite eine Dämmschicht 12 aufweisen können. Diese Reflektoren lassen sich vor das Lichtfenster 9 klappen und bilden für das Lichtfenster einen Schutz und eine zusätzliche Wärmedämmung.

Der erfindungsgemässe Warmwasserbereitergewährlei-stet auf rationelle Weise eine Minimierung der Energieverluste und bringt einen verhältnismässig hohen Wirkungsgrad mit sich, was durch die besonders gute Wärmedämmung des Speichers 1 und durch den grossen Einfangbereich bedingt ist. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist der Reflektor 10 so gekrümmt, dass alle durch die vom Lichtfenster 9 überdeckte Eintrittsblende B —G einfallenden Sonnenstrahlen li bis I5 zum Absorberteil des Speichers 1 hin reflektiert werden, und zwar innerhalb der Einfallswinkel von +45° und —60° bezüglich des zur optischen Hauptachse A parallelen Hauptstrahles L. Der Hauptanteil der Sonnenstrahlen, auch vom Boden reflektierte Strahlen wie die Sonnenstrahlen Ii, können so zur Wärmenutzung herangezogen werden. Der Hauptstrahl L und die optische Hauptachse A sind unter 45° geneigt, was der Einstellung des Warmwasserbereiters für eine geografische Breite von ebenfalls 45° entspricht. Wie in Fig. 2 angedeutet, können die Einfallsverhältnisse für die Eintrittsblende E—F auch durch die äusseren Reflektoren 11 beeinflusst und zusätzlich verbessert werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

668 632 PATENTANSPRÜCHE

1. Passiver Sonnenenergie-Warmwasserbereiter, aus einem Warmwasserspeicher, der in einem geschlossenen, ein Lichtfenster aufweisenden Isoliergehäuse sitzt und mit einem im Einstrahlbereich des Lichtfensters liegenden, eine lichtabsorbierende, selektive Beschichtung aufnehmenden Teil selbst als Absorber dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Isohergehäuse einen den Speicher (1) berührenden Dämmmantel (8) bildet, der in einem den Absorberteil des Speichers (1) abdämmenden Absorberbereich (D) durch bis zur Beschichtung (5) des Absorberteils durchgehende Kanäle (3) unterbrochen ist, welche Kanäle (3) eine reflektierende Auskleidung (6) tragen und mit einer lichtdurchlässigen, wärmeisolierenden Abdeckung (4) verschlossen sind.

2. Wannwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) zylindrische oder der Kanalform angepasste lichtdurchlässige Vakuumhohlkörper (7) aufnehmen.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kanäle (3) aufweisende Absorberbereich (D) des Dämmantels (8) von zum Lichtfenster (9) führenden, einen konkaven, das einfallende Licht zu den Kanälen (3) hin ablenkenden Reflektor (10) bildenden Leitwänden des Isohergehäuses begrenzt ist.

4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reflektor (10) innerhalb des Lichtfensters (9) wenigstens ein ausserhalb des Lichtfensters (9) vorgesehener weiterer Reflektor (11) vorgeordnet ist.

5. Warmwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbar gelagerte äussere Reflektor (11) vor das Lichtfenster (9) klappbar ist und vorzugsweise an seiner Rückseite eine Dämmschicht (12) aufweist.