CH706073B1

CH706073B1 - Hybrid collector.

Info

Publication number: CH706073B1
Application number: CH01023/13A
Authority: CH
Inventors: Max Roth
Original assignee: Sc Sunpower Concept Establishment
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2015-06-30
Also published as: WO2012051732A3; WO2012051732A2; CH704024A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher 11. Der Wärmetauscher weist einen Durchströmungsraum für ein Wärmeträgermedium auf, wobei der Durchströmungsraum eine Einströmseite und eine Ausströmseite hat. Der Durchströmungsraum ist entlang der Ausströmseite über einen Anschlussbereich mit einem Rohr 21 verbunden, wobei der Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist. Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs sind in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet.The invention relates to a hybrid collector with a photovoltaic element and a heat exchanger 11. The heat exchanger has a flow space for a heat transfer medium, wherein the flow space has an inflow side and an outflow side. The flow-through space is connected to a pipe 21 along the outflow side via a connection region, wherein the connection region is formed by one or more openings. The flow direction of the heat transfer medium defined by the throughflow space at the location of the connection region and the tangential plane to the pipe at the location of the connection region are arranged at an angle of less than 75 ° to one another.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element bzw. Modul und einem speziell ausgestalteten Wärmetauscher. The invention relates to a hybrid collector with a photovoltaic element or module and a specially designed heat exchanger.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Hybrid-Kollektoren sind beispielsweise aus der DE 10 2008 028 489 A1, der DE 10 102 918 A1 oder der DE 20 010 880 U1 bekannt. Diese weisen ein Photovoltaik-Element und auf dessen Rückseite einen Wärmetauscher zum Abtransport der entstehenden Wärme auf. Die Bauweise bekannter Kollektoren ist jedoch meist nicht sehr platzsparend und/oder preiswert. Zudem stellen deren Effizienz und teilweise auch deren Dauerhaftigkeit ein Problem dar. Hybrid collectors are known for example from DE 10 2008 028 489 A1, DE 10 102 918 A1 or DE 20 010 880 U1. These have a photovoltaic element and on the back of a heat exchanger for removing the heat generated. However, the design of known collectors is usually not very space-saving and / or inexpensive. In addition, their efficiency and sometimes also their durability represent a problem.

[0003] Weiterhin sind rein thermische Kollektoren bekannt, die aufgrund ihrer Konstruktionsweise jedoch im Allgemeinen nicht ohne Weiteres dazu geeignet sind, mit Photovoltaik-Elementen kombiniert zu werden. Dazu gehören unter anderem die in der US 4,114,597 oder der CA 1 120 807 genannten. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 204 495 B1 ist darüber hinaus ein flacher Wärmetauscher mit zwei miteinander verbundenen Wandungen und dazwischen einem Durchströmungsraum für ein Wärmetransportmedium bekannt, der sich – wie sich herausstellte – für eine Kombination mit einem Photovoltaik-Element gut eignet. In diesem Zusammenhang seien auch die Offenlegungsschriften WO 0 169 688 A1 und WO 0 169 689 A1 genannt. Die Wandungen des Wärmetauschers sind in der Fläche zwischen den Rändern des Wärmetauschers an einer Vielzahl von Verbindungsstellen durch Verformung miteinander verzahnt. Die Zuführung und die Abführung des Wärmeträgermediums erfolgt über seitlich an der Einströmseite und der Ausströmseite des Wärmetauschers angebrachte Rohre. Der beschriebene Wärmetauscher weist den Nachteil auf, dass der Druckverlust zwischen Einströmseite und Ausströmseite relativ gross ist. Furthermore, purely thermal collectors are known which, however, are generally not readily suitable for being combined with photovoltaic elements due to their construction. These include, inter alia, those mentioned in US 4,114,597 or CA 1 120 807. European Patent Specification EP 1 204 495 B1 moreover discloses a flat heat exchanger with two walls connected to one another and a throughflow space for a heat transport medium therebetween, which, as it turned out, is well suited for combination with a photovoltaic element. In this connection, the published patent applications WO 0 169 688 A1 and WO 0 169 689 A1 may also be mentioned. The walls of the heat exchanger are interlocked in the area between the edges of the heat exchanger at a plurality of joints by deformation. The supply and discharge of the heat transfer medium takes place via laterally attached to the inflow side and the outflow side of the heat exchanger tubes. The described heat exchanger has the disadvantage that the pressure loss between inflow side and outflow side is relatively large.

[0004] Entsprechend ist die Anzahl von Wärmetauschern, welche in Reihe geschaltet werden können, begrenzt. Accordingly, the number of heat exchangers which can be connected in series is limited.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hybrid-Kollektor bereitzustellen, bei welchem der Druckverlust zwischen der Einströmseite und der Ausströmseite des Wärmetauschers gegenüber dem Stand der Technik einen geringeren Druckabfall zu erzielen. Darüber hinaus soll die Form des Wärmetauschers eine kompakte Bauweise des Hybrid-Kollektors ermöglichen. Weitere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. It is an object of the present invention to provide a hybrid collector in which the pressure loss between the inflow side and the outflow side of the heat exchanger over the prior art to achieve a lower pressure drop. In addition, the shape of the heat exchanger should allow a compact design of the hybrid collector. Further advantages and objects of the present invention will become apparent from the following description.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0006] Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen Hybrid-Kollektor nach Anspruch 1. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher einen Durchströmungsraum für ein Wärmeträgermedium (insbesondere Wasser) besitzt und der Durchströmungsraum eine Einströmseite sowie eine Ausströmseite aufweist. Der Durchströmungsraum ist entlang der Ausströmseite über einen Anschlussbereich mit einem Rohr verbunden. Der Anschlussbereich ist dabei durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs sind in einem Winkel von weniger als 75°, vorzugsweise weniger als 60° und insbesondere weniger als 45° zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist der Durchströmungsraum und/oder eine durch den Durchströmungsraum definierte Ebene im genannten Winkel zur genannten Tangentialebene angeordnet. The above object is achieved according to the invention by a hybrid collector according to claim 1. In particular, it is a hybrid collector with a photovoltaic element and a heat exchanger, wherein the heat exchanger has a flow space for a heat transfer medium (especially water) has and the flow space has an inflow side and an outflow side. The flow-through space is connected to a pipe along the outflow side via a connection region. The connection region is formed by one or more openings. The flow direction of the heat transfer medium defined by the throughflow space at the location of the connection region and the tangential plane to the pipe at the location of the connection region are at an angle of less than 75 °, preferably less than 60 ° and in particular less arranged at 45 ° to each other. Preferably, the flow-through space and / or a plane defined by the flow-through space is arranged at said angle to said tangential plane.

[0007] Es wurde gefunden, dass durch ein im Wesentlichen tangentiales Eintreten des Wärmeträgermediums in das Rohr eine substanzielle Verminderung des Druckverlusts zwischen Einströmseite und Ausströmseite erreicht werden kann. It has been found that a substantial reduction of the pressure loss between inflow side and outflow side can be achieved by a substantially tangential entry of the heat transfer medium into the tube.

[0008] Ohne sich auf einen Mechanismus einschränken zu wollen, wird angenommen, dass sich durch diese Massnahme eine gleichmässigere, gegebenenfalls spiralförmige Strömung im Rohr ergibt. Without wishing to be limited to a mechanism, it is believed that this measure results in a more uniform, possibly spiral flow in the pipe.

[0009] Ein Photovoltaik-Element umfasst vorzugsweise zumindest eine Schicht von photovoltaischen Zellen bzw. Solarzellen (photovoltaische Schicht). Mit Vorteil umfasst ein Photovoltaik-Element zusätzlich einen Träger (insbesondere einen transparenten Träger wie z.B. eine Glasplatte), auf dem die genannten Solarzellen angeordnet sind. A photovoltaic element preferably comprises at least one layer of photovoltaic cells or solar cells (photovoltaic layer). Advantageously, a photovoltaic element additionally comprises a support (in particular a transparent support, such as a glass plate) on which said solar cells are arranged.

[0010] Nachfolgend werden Ausgestaltungsformen des Wärmetauschers beschrieben, wobei die genannten bevorzugten Merkmale – soweit sie sich nicht ausschliessen – in beliebiger Kombination verwirklicht sein können. Embodiments of the heat exchanger will be described below, wherein said preferred features - unless they exclude - can be realized in any combination.

[0011] Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist der Durchströmungsraum so geformt, dass das Wärmeträgermedium diesen in Form eines Films durchströmt. According to a preferred embodiment variant of the flow-through space is shaped so that the heat transfer medium flows through this in the form of a film.

[0012] Der Durchströmungsraum und/oder der Wärmetauscher kann zu diesem Zweck plattenförmig ausgebildet sein. The flow-through space and / or the heat exchanger may be formed plate-shaped for this purpose.

[0013] Besonders bevorzugt ist der Durchströmungsraum durch eine erste und eine zweite Wand gebildet, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand ist vorzugsweise kleiner als der Radius des Rohres und beträgt bevorzugt zwischen 0.5 und 10 mm, insbesondere zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1.5 und 3.5 mm. Vorzugsweise gilt dies mindestens für 40%, 60% oder 70% der Fläche der ersten und/oder zweiten Wand. Vorzugsweise ist unter dem Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand der Abstand im Bereich des Durchströmungsraums zu verstehen und/oder der Abstand derjenigen Teile der ersten und zweiten Wand, die den Durchströmungsraum bilden. Particularly preferably, the flow space is formed by a first and a second wall, which are arranged opposite one another. The distance between the first and the second wall is preferably smaller than the radius of the tube and is preferably between 0.5 and 10 mm, in particular between 1 and 5 mm and particularly preferably between 1.5 and 3.5 mm. This preferably applies to at least 40%, 60% or 70% of the area of the first and / or second wall. The distance between the first and the second wall is preferably to be understood as meaning the distance in the region of the throughflow space and / or the distance between those parts of the first and second wall which form the throughflow space.

[0014] Eine oder beide Wände sind vorteilhaft aus Metall, insbesondere Kupfer gefertigt. Im Prinzip ist auch Kunststoff verwendbar (Kostenvorteil); Metall bietet jedoch eine bessere Wärmeleitfähigkeit sowie eine verbesserte Druckresistenz und gewährleistet damit eine geringe Verformung. Die Wände bestehen demnach bevorzugt aus Kupferblechen, wobei diese mit Vorteil eine Dicke von 0,2 mm bis 1 mm und insbesondere von 0,3 mm bis 0,8 mm oder 0,5 mm bis 0,7 mm aufweisen. Diese Materialdicke gewährleistet eine ausreichende Druckresistenz, wobei durch den verringerten Druckverlust auch geringere Drücke und damit eine verringerte Materialdicke zum Einsatz kommen können. Es versteht sich, dass die Wände aus zwei getrennten Blechen oder z.B. einem gefalzten Blech gebildet sein können. One or both walls are advantageously made of metal, in particular copper. In principle, plastic can also be used (cost advantage); However, metal offers better thermal conductivity and improved pressure resistance, thus ensuring low deformation. The walls are therefore preferably made of copper sheets, which advantageously have a thickness of 0.2 mm to 1 mm and in particular from 0.3 mm to 0.8 mm or 0.5 mm to 0.7 mm. This material thickness ensures sufficient pressure resistance, whereby lower pressures and thus a reduced material thickness can be used due to the reduced pressure loss. It will be understood that the walls consist of two separate sheets or e.g. a folded sheet can be formed.

[0015] Die genannten Wände sind (insbesondere im Bereich des Durchströmungsraums) vorzugsweise parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und/oder sie haben auf mindestens 40% oder mindestens 60% oder mindestens 70% ihrer Fläche gleichen bzw. konstanten Abstand voneinander. Es ist denkbar, die Wände gekrümmt auszugestalten, wobei eine parallele Anordnung jedoch bevorzugt ist, insbesondere im Zusammenhang mit der Anwendung in Hybrid-Kollektoren, wie sie weiter unten beschrieben ist. The said walls are (in particular in the region of the flow space) preferably arranged parallel or substantially parallel to each other and / or they have at least 40% or at least 60% or at least 70% of their area the same or constant distance from each other. It is conceivable to make the walls curved, but a parallel arrangement is preferred, in particular in connection with the application in hybrid collectors, as described below.

[0016] Der Anschlussbereich verläuft bevorzugt entlang des Rohres und/oder parallel zur Rohrachse. Er kann sich über mindestens 40%, 60% oder 80% der Länge der Ausströmseite erstrecken. Dabei kann er aus einer einzigen Öffnung gebildet sein oder aus einer Mehrzahl von Öffnungen bestehen, wobei Letztere mit Vorteil in einer Reihe und/oder auf einer Geraden angeordnet sind. Diese Angaben gelten mit Vorteil auch für den weiter unten erwähnten Anschlussbereich auf der Einströmseite. The connection region preferably runs along the tube and / or parallel to the tube axis. It can extend over at least 40%, 60% or 80% of the length of the outflow side. It may be formed from a single opening or consist of a plurality of openings, the latter being advantageously arranged in a row and / or on a straight line. This information applies with advantage also for the connection area mentioned below on the inflow side.

[0017] Der Anschlussbereich befindet sich am Übergang zwischen Durchströmungsraum und Rohr. Die Strömungsrichtung am Ort des Anschlussbereichs ist vorzugsweise die Strömungsrichtung des aus dem Durchströmungsraum tretenden Wärmeträgermediums und/oder es ist darunter eine Strömungsrichtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten und/oder zweiten Wand des Wärmetauschers zu verstehen. Die Tangentialebenen an das Rohr am Ort des Artschlussbereichs verlaufen durch den Anschlussbereich, d.h. den offenen Bereich zwischen Durchströmungsraum und Rohr. Besonders bevorzugt ist damit die Ebene gemeint, welche durch die Punkte verläuft, an denen der Durchströmungsraum auf das Rohr trifft (oder in das Rohr übergeht), oder diejenige Tangentialebene, welche parallel zu einer solchen Ebene angeordnet ist. The connection area is located at the transition between the flow space and the pipe. The flow direction at the location of the connection region is preferably the flow direction of the heat transfer medium emerging from the flow-through space and / or it is to be understood as a flow direction parallel or substantially parallel to the first and / or second wall of the heat exchanger. The tangent planes to the pipe at the location of the artifice area pass through the mating area, i. the open area between flow area and pipe. More preferably, this means the plane passing through the points where the flow space meets the tube (or merges into the tube), or that tangential plane which is parallel to such a plane.

[0018] Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs verläuft vorzugsweise in einem Winkel von mindestens 30°, 45°, 60° oder 70° zu einer Ebene, die einerseits die Rohrachse enthält und andererseits eine Gerade enthält, die die genannte Rohrachse sowie den Anschlussbereich schneidet. The defined by the flow space flow direction of the heat transfer medium at the location of the connection area preferably extends at an angle of at least 30 °, 45 °, 60 ° or 70 ° to a plane containing on the one hand the tube axis and on the other hand contains a straight line, the pipe axis mentioned and the connection area cuts.

[0019] Das Rohr ist vorzugsweise an den Enden offen und gegen den Durchströmungsraum hin mit einer oder mehreren Öffnungen versehen. The tube is preferably open at the ends and provided with one or more openings against the flow-through.

[0020] Die erste und die zweite Wand sind vorzugsweise an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung ineinander verzahnt. Vorzugsweise sind die Verformungen gleichmässig verteilt und/oder in Reihen und/oder in einem Raster angeordnet. Es kann auch bevorzugt sein, wenn die Verformungen in Bezug auf die Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind. The first and second walls are preferably interlocked by deformation at a plurality of locations distributed over the walls. Preferably, the deformations are evenly distributed and / or arranged in rows and / or in a grid. It may also be preferred if the deformations are offset with respect to the flow direction.

[0021] Der Abstand zwischen benachbarten Verformungen einer Wand beträgt bevorzugt 10 bis 50 mm oder 20 bis 30 mm. Die Zahl der Verbindungsstellen beträgt vorzugsweise mindestens 20, 40 oder 60. The distance between adjacent deformations of a wall is preferably 10 to 50 mm or 20 to 30 mm. The number of joints is preferably at least 20, 40 or 60.

[0022] Mit Vorteil erstrecken sich die Verformungen aus der Ebene einer Wand heraus und vergrössern dabei ihren Querschnitt oder ihren äusseren Durchmesser. Die gegenüberliegende Wand weist mit den genannten Verformungen formschlüssig zusammenwirkende Verformungen auf. Vorzugsweise erstrecken sich diese letztgenannten Verformungen aus der Ebene der Wand heraus und verringern dabei ihren inneren Querschnitt, oder ihren inneren Durchmesser. So können sie die verformten Teile der anderen Wand formschlüssig aufnehmen. Advantageously, the deformations extend out of the plane of a wall, thereby enlarging its cross section or its outer diameter. The opposite wall has with said deformations positively cooperating deformations. Preferably, these latter deformations extend out of the plane of the wall, thereby reducing its internal cross-section, or its inner diameter. So they can record the deformed parts of the other wall positively.

[0023] Es handelt sich vorzugsweise um Verformungen, die der Trennung oder der Abstandserweiterung der ersten und der zweiten Wand durch Formschluss entgegenwirken und vorzugsweise auch ein Verschieben derselben relativ zueinander (z.B. parallel zu den Wandoberflächen) verhindern. These are preferably deformations which counteract the separation or the widening of the distance of the first and the second wall by positive locking and preferably also prevent them from moving relative to one another (for example parallel to the wall surfaces).

[0024] Die Ausgestaltung der Verformungen entspricht vorzugsweise der in der EP 1 204 495 B1 beschriebenen. Dadurch kann eine hohe Druckresistenz und Dichtigkeit erreicht werden. The embodiment of the deformations preferably corresponds to that described in EP 1 204 495 B1. As a result, a high pressure resistance and tightness can be achieved.

[0025] Die Verbindungen bzw. Verformungen sind vorzugsweise rund, oval oder vieleckig ausgebildet. Weiterhin kann es wünschenswert sein, die Verformungen stromlinienförmig auszugestalten. The compounds or deformations are preferably round, oval or polygonal. Furthermore, it may be desirable to design the deformations streamlined.

[0026] Der Durchströmungsraum ist vorzugsweise an den sich zwischen der Einströmseite und der Ausströmseite erstreckenden Seiten geschlossen ausgebildet. Das Verschliessen kann beispielsweise durch Verschweissen erfolgen. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Durchströmungsraum einen zusammenhängenden Hohlraum bildet, der sich in Strömungsrichtung von der Einströmseite bis zur Ausströmseite und quer zur Strömungsrichtung bis zu den geschlossenen Seiten erstreckt. Alternativ dazu kann der Durchströmungsraum aus mehreren Kammern gebildet sein, die vorzugsweise nebeneinander (bevorzugt parallel) von der Einströmseite zur Ausströmseite verlaufen. Besonders bevorzugt ist jedoch die oben genannte Variante, bei der der Durchströmungsraum einen Hohlraum bildet. Dadurch wird bei der Verwendung in Hybrid-Kollektoren eine sehr gleichmässige Temperatur im Photovoltaik-Element erreicht. The flow space is preferably formed closed at the sides extending between the inflow side and the outflow side. The closure can be done for example by welding. Furthermore, it is advantageous if the flow-through space forms a coherent cavity, which extends in the flow direction from the inflow side to the outflow side and transversely to the flow direction up to the closed sides. Alternatively, the flow-through space can be formed from a plurality of chambers, which preferably run side by side (preferably in parallel) from the inflow side to the outflow side. Particularly preferred, however, is the abovementioned variant, in which the flow-through space forms a cavity. As a result, a very uniform temperature is achieved in the photovoltaic element when used in hybrid collectors.

[0027] Die erste und die zweite Wand sind bevorzugt mit dem Rohr verbunden (beispielsweise durch Verschweissen), wobei die obere Wand (erste Wand) vorzugsweise tangential oder im Wesentlichen tangential auf das Rohr trifft oder an der Berührungsstelle tangential am Rohr anliegt. Neben der gewünschten Führung des Wärmeträgermediums hat diese Konstruktionsweise den Vorteil, dass z.B. ein Photovoltaik-Element nicht zwischen den Rohren angeordnet werden muss, da die Rohre nicht über die Kontaktfläche (d.h. z.B. die erste Wand) des Wärmetauschers mit dem Photovoltaik-Element vorstehen. The first and the second wall are preferably connected to the pipe (for example, by welding), wherein the upper wall (first wall) is preferably tangential or substantially tangential to the pipe or tangent to the pipe at the contact point. In addition to the desired guidance of the heat transfer medium, this construction has the advantage that e.g. a photovoltaic element need not be placed between the tubes since the tubes do not project beyond the contact surface (i.e., e.g., first wall) of the heat exchanger with the photovoltaic element.

[0028] Das Rohr kann also ein eigenständiges Teil darstellen, welches mit den Wänden verbunden und (zwecks Herstellung einer Strömungsverbindung mit dem Durchströmungsraum) mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist, die den Anschlussbereich bilden. Alternativ dazu ist das Rohr mit Vorteil aus der ersten und/oder der zweiten Wand gebildet Das Rohr kann ganz oder teilweise aus der ersten und/oder zweiten Wand bestehen. Zu diesem Zweck können die Enden der Wände auf der Ausströmseite so geformt sein, dass sie das Rohr oder einen Teil des Rohres bilden (z.B. rinnenförmig in Form gezogen oder gepresst). Thus, the tube may constitute an independent part which is connected to the walls and (for the purpose of establishing a flow connection with the flow-through space) is provided with one or more openings forming the connection area. Alternatively, the tube is advantageously formed from the first and / or the second wall. The tube may consist wholly or partly of the first and / or second wall. For this purpose, the ends of the walls on the outflow side may be shaped to form the tube or part of the tube (e.g., trough-shaped in shape or pressed).

[0029] Der Anschlussbereich wird in diesem Fall bevorzugt durch eine sich über mindestens 50%, 60% oder 70% der Länge der Ausströmseite erstreckende, durchgehende Öffnung gebildet. Diese Öffnung zwischen Durchströmungsraum und Rohr ergibt sich automatisch, wenn die erste und/oder zweite Wand direkt in den Rohrkörper übergeht. In this case, the connection region is preferably formed by a continuous opening extending over at least 50%, 60% or 70% of the length of the outflow side. This opening between the flow-through space and the pipe results automatically when the first and / or second wall passes directly into the tubular body.

[0030] Um ein Rohr zu bilden, sind die erste und die zweite Wand vorzugsweise entlang des Rohrkörpers (vorzugsweise parallel zur Rohrachse) verbunden; z.B. über eine Schweissnaht. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Wand entlang des Rohrkörpers einen Überstand am Rohr bilden. Der Überstand ist vorzugsweise gegenüber des Anschlussbereichs angeordnet. Er ist bevorzugt durch parallele Bereiche der Wände gebildet, die miteinander in Kontakt stehen. Ausserdem ist es von Vorteil, wenn der Überstand rechtwinklig oder im Wesentlichen rechtwinklig vom Rohr absteht. To form a tube, the first and second walls are preferably connected along the tubular body (preferably parallel to the tube axis); e.g. over a weld. In this case, it is particularly advantageous if the first and the second wall form a projection on the pipe along the pipe body. The supernatant is preferably arranged opposite the connection region. It is preferably formed by parallel portions of the walls that are in contact with each other. Moreover, it is advantageous if the supernatant projects at right angles or substantially at right angles from the tube.

[0031] Die offenen Stirnseiten des durch die erste und/oder zweite Wand gebildeten Rohres (bzw. Rohrteils) sind vorzugsweise jeweils (insbesondere koaxial) mit einem Rohrstück verbunden (beispielsweise durch Verschweissen). In diesem Fall ist das Rohr teilweise durch die Rohrstücke und teilweise durch die erste und/oder zweite Wand gebildet. The open end faces of the tube (or pipe part) formed by the first and / or second wall are preferably each (in particular coaxial) connected to a piece of pipe (for example, by welding). In this case, the pipe is partially formed by the pipe pieces and partly by the first and / or second wall.

[0032] Das Rohr weist mit Vorteil einen Durchmesser von mehr als 12, 14 oder 16 mm und vorzugsweise weniger als 40, 35 oder 30 mm auf. Besonders bevorzugt sind 18 bis 22 mm. Es ist bevorzugt, wenn das Rohr im Querschnitt im Inneren keine oder im Wesentlichen keine Ecken und/oder Kanten aufweist (gegebenenfalls mit Ausnahme des Ortes des Anschlussbereichs oder der Verbindungsstelle der Wände). The tube advantageously has a diameter of more than 12, 14 or 16 mm and preferably less than 40, 35 or 30 mm. Particularly preferred are 18 to 22 mm. It is preferred if the tube has no or substantially no corners and / or edges in the interior of the cross-section (with the possible exception of the location of the connection region or the junction of the walls).

[0033] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Rohr oder zumindest dessen innere Mantelfläche eine zylindrische Form aufweist, insbesondere eine kreiszylindrische Form. Möglich ist jedoch z.B. auch eine ovale oder elliptische Grundform des Zylinders. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das Rohr oder zumindest dessen innere Mantelfläche eine Spiralform bzw. Helixform aufweist. Mit dieser Formgebung soll eine gleichmässige Strömung im Rohr erreicht werden. It has proved to be advantageous if the tube or at least the inner circumferential surface has a cylindrical shape, in particular a circular cylindrical shape. However, it is possible, e.g. also an oval or elliptical basic shape of the cylinder. It may also be advantageous if the tube or at least its inner circumferential surface has a spiral shape or helical shape. With this shape, a uniform flow in the pipe should be achieved.

[0034] Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die durch die erste und/oder zweite Wand definierte Ebene am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° oder weniger als 60° oder 40° zueinander angeordnet sind, wobei die durch die erste Wand definierte Ebene vorzugsweise tangential oder im Wesentlichen tangential am Rohr anliegt. Furthermore, it is advantageous if the plane defined by the first and / or second wall at the location of the connection region and the tangential plane to the tube at the location of the connection region at an angle of less than 75 ° or less than 60 ° or 40 Are arranged to each other, wherein the plane defined by the first wall is preferably tangential or substantially tangent to the pipe.

[0035] Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist der Durchströmungsraum entlang der Einströmseite über einen zweiten Anschlussbereich mit einem zweiten Rohr verbunden, wobei der zweite Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist. Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des zweiten Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des zweiten Anschlussbereichs sind dabei in einem Winkel von weniger als 75°, vorzugsweise weniger als 60° und insbesondere weniger als 45° zueinander angeordnet. According to a particularly preferred embodiment variant of the flow space is connected along the inflow side via a second connection region with a second tube, wherein the second connection region is formed by one or more openings. The flow direction of the heat transfer medium defined by the throughflow space at the location of the second connection region and the tangential plane to the pipe at the location of the second connection region are arranged at an angle of less than 75 °, preferably less than 60 ° and in particular less than 45 ° to each other.

[0036] Die im Zusammenhang mit der Ausströmseite, insbesondere für das Rohr, den Anschlussbereich und den Durchströmungsraum, erwähnten Merkmale seien auch für die Einströmseite offenbart, und zwar insbesondere auch für das zweite Rohr, den zweiten Anschlussbereich und den Durchströmungsraum. Soweit die genannten Merkmale Verhältnisse oder Beziehungen zu bestimmten Vorrichtungsteilen auf der Ausströmseite etc. betreffen, beziehen sich solche Angaben dann natürlich auf die entsprechenden Vorrichtungsteile sowie die Strömungsrichtung auf der Einströmseite. Die Strömungsrichtung am Ort des Anschlussbereichs auf der Einströmseite ist vorzugsweise die Strömungsrichtung des in den Durchströmungsraum tretenden Wärmeträgermediums und/oder es ist darunter eine Strömungsrichtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten und/oder zweiten Wand des Wärmetauschers zu verstehen. The features mentioned in connection with the outflow side, in particular for the pipe, the connection region and the flow-through space, are also disclosed for the inflow side, in particular also for the second pipe, the second connection region and the flow-through space. As far as the mentioned features relate to relationships or relationships to certain parts of the device on the outflow side, etc., such information then of course relate to the corresponding device parts and the flow direction on the inflow side. The flow direction at the location of the connection region on the inflow side is preferably the flow direction of the heat transfer medium entering the flow space and / or it is understood as meaning a flow direction parallel or substantially parallel to the first and / or second wall of the heat exchanger.

[0037] Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, eignet sich der beschriebene Wärmetauscher vorzüglich für die Verwendung bei Hybrid-Kollektoren. Deshalb umfasst die Erfindung einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher, wie er in diesem Dokument beschrieben ist. As already stated above, the heat exchanger described is excellent for use in hybrid collectors. Therefore, the invention comprises a hybrid collector with a photovoltaic element and a heat exchanger, as described in this document.

[0038] Der Hybrid-Kollektor zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass das Photovoltaik-Element auf dem Wärmetauscher angeordnet und mit diesem thermisch verbunden ist. The hybrid collector is preferably characterized in that the photovoltaic element is arranged on the heat exchanger and is thermally connected thereto.

[0039] Wenn der Wärmetauscher bzw. die genannten Wärmetauscherwände im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet sind, eignet er sich besonders zur Aufnahme einer photovoltaischen Schicht. Solche Wärmetauscher weisen im Wesentlichen auf ihrer gesamten Oberfläche die gleiche Temperatur auf, da die Wände in direktem Kontakt mit dem Wärmetransportmedium stehen. Daher eignen sie sich besonders zur flächigen Kühlung von Photovoltaik-Schichten. Insbesondere wenn die photovoltaische Schicht auf die Wärmetauscheroberfläche aufgebracht ist, kann ein solches Element in einem Vakuumrohr angeordnet sein. Dadurch kann der Wärmeverlust vermindert werden. In einer Ausführungsform ist die photovoltaische Schicht zusammen mit einem Träger der photovoltaischen Schicht in einem Abstand zum Wärmetauscher angeordnet. Dies erlaubt die Verwendung von kristallinen Zellen mit hohem Wirkungsgrad und einer Vielzahl von unterschiedlichen handelsüblichen photovoltaischen Elementen. If the heat exchanger or the heat exchanger walls are formed substantially planar, it is particularly suitable for receiving a photovoltaic layer. Such heat exchangers have substantially the same temperature over their entire surface, since the walls are in direct contact with the heat transport medium. Therefore, they are particularly suitable for the planar cooling of photovoltaic layers. In particular, when the photovoltaic layer is applied to the heat exchanger surface, such an element can be arranged in a vacuum tube. As a result, the heat loss can be reduced. In one embodiment, the photovoltaic layer is arranged together with a carrier of the photovoltaic layer at a distance from the heat exchanger. This allows the use of crystalline cells with high efficiency and a variety of different commercially available photovoltaic elements.

[0040] Eine photovoltaische Schicht (z.B. in der Form einer Folie) kann nicht nur mit einem thermisch leitenden Kleber direkt auf den Wärmetauscher geklebt sein, sondern auch mit Abstand zum Wärmetauscher hinter einem Träger (z.B. einer Glasscheibe) angeordnet sein. In letzterem Fall ist die Schicht vorteilhaft mit dem Träger verklebt. Bei Sonnenwärmekollektoren sind in der Regel teure Solarglas-Abdeckscheiben vorzusehen. Ohne Abdeckscheiben entsteht kein Treibhauseffekt und sind die zu erreichenden Kollektortemperaturen wesentlich niedriger als mit einer Abdeckscheibe. A photovoltaic layer (e.g., in the form of a foil) may not only be glued directly to the heat exchanger with a thermally conductive adhesive, but also spaced from the heat exchanger behind a support (e.g., a glass sheet). In the latter case, the layer is advantageously glued to the carrier. In solar collectors expensive solar glass covers are usually provided. Without cover panels, there is no greenhouse effect and the collector temperatures to be achieved are considerably lower than with a cover panel.

[0041] Als Abdeckscheibe wird daher vorgeschlagen, eine photovoltaische Schicht auf einem Träger mit Abstand vor dem Wärmekollektor anzubringen. Alternativ wird vorgeschlagen, eine photovoltaische Schicht (z.B. in Form einer Folie) direkt auf den Wärmetauscher anzubringen. Falls die photovoltaische Schicht keine oder lediglich eine schlechte thermische Verbindung zum Wärmetauscher aufweist, ist eine möglichst hohe Wärmedurchlässigkeit des Photovoltaik-Elements anzustreben. Andererseits erlaubt eine wärmeleitfähige Verbindung zwischen Photovoltaik-Element und Wärmetauscher eine Verwendung von Wärmestrahlung-sammelnden Photovoltaik-Elementen. Die möglichst direkte Kühlung des Photovoltaik-Elements mit dem Wärmetauscherelement bewirkt eine Erhöhung des Wirkungsgrades des photovoltaischen Elements. Die Bestückung des Wärmetauschers mit einem photovoltaischen Element erhöht den Energiegewinn des Wärmetauschers auf derselben Fläche praktisch um die gesamte gewonnene elektrische Energie. As a cover is therefore proposed to install a photovoltaic layer on a support at a distance in front of the heat collector. Alternatively, it is proposed to mount a photovoltaic layer (e.g., in the form of a foil) directly on the heat exchanger. If the photovoltaic layer has no or only a poor thermal connection to the heat exchanger, the highest possible thermal permeability of the photovoltaic element is desirable. On the other hand, a thermally conductive connection between the photovoltaic element and the heat exchanger allows the use of heat radiation-collecting photovoltaic elements. The most direct possible cooling of the photovoltaic element with the heat exchanger element causes an increase in the efficiency of the photovoltaic element. The equipping of the heat exchanger with a photovoltaic element increases the energy gain of the heat exchanger on the same surface practically all the electrical energy recovered.

[0042] Besonders bevorzugt ist es, wenn vor dem Photovoltaik-Element und/oder vor der photovoltaischen Schicht eine transparente Abdeckung (insbesondere eine Glasscheibe oder Solarglasscheibe) angeordnet ist, wobei zwischen dem Photovoltaik-Element und der transparenten Abdeckung ein Abstand vorgesehen ist. Der Abstand beträgt mit Vorteil 1.5 bis 3.5 cm oder 2 bis 3 cm. Zwischen dem Photovoltaik-Element und der transparenten Abdeckung ist zweckmässigerweise ein Hohlraum, insbesondere ein mit Luft gefüllter Hohlraum, vorgesehen. Die Höhe des Hohlraums kann dabei die für den Abstand zwischen Photovoltaik-Element und Abdeckung genannten Masse aufweisen. Der Hohlraum erstreckt sich vorzugsweise über mindestens 70, 80 oder 90 Prozent der Fläche des Photovoltaik-Elements oder er umfasst mindestens 70, 80 oder 90 Prozent des Raums zwischen Photovoltaik-Element und Abdeckung. Der Hohlraum dient der Erzeugung des oben beschriebenen Treibhauseffekts. Dadurch wird eine erhöhte thermische Wirkung erreicht, vor allem im Winter. Die Abdeckung kann lösbar mit dem Photovoltaik-Element verbunden sein, d.h. sie kann z.B. im Sommer abgenommen und vor Beginn des Winters montiert werden. It is particularly preferred if a transparent cover (in particular a glass pane or solar glass pane) is arranged in front of the photovoltaic element and / or in front of the photovoltaic layer, wherein a gap is provided between the photovoltaic element and the transparent cover. The distance is advantageously 1.5 to 3.5 cm or 2 to 3 cm. A cavity, in particular a cavity filled with air, is expediently provided between the photovoltaic element and the transparent cover. The height of the cavity may have the mass mentioned for the distance between the photovoltaic element and the cover. The cavity preferably extends over at least 70, 80 or 90 percent of the area of the photovoltaic element or it comprises at least 70, 80 or 90 percent of the space between photovoltaic element and cover. The cavity serves to produce the greenhouse effect described above. As a result, an increased thermal effect is achieved, especially in winter. The cover may be detachably connected to the photovoltaic element, i. it can e.g. removed in summer and mounted before the beginning of winter.

[0043] In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist der Hybrid-Kollektor ein Gehäuse auf. Dieses beinhaltet mit Vorteil ein (vorzugsweise plattenförmiges) Photovoltaik-Element auf der Oberseite sowie Seitenwände und eine Rückwand. Besonders in heissen Gegenden kann es von Vorteil sein, wenn das Gehäuse nicht isoliert ist und/oder keine Rückwand aufweist. Auf diese Weise kann der Wärmetauscher auf beiden Seiten Wärme aufnehmen. In a preferred embodiment, the hybrid collector has a housing. This includes with advantage a (preferably plate-shaped) photovoltaic element on the top and side walls and a rear wall. Especially in hot areas, it may be advantageous if the housing is not insulated and / or has no back wall. In this way, the heat exchanger can absorb heat on both sides.

[0044] Das Photovoltaik-Element ist vorzugsweise fest mit dem Gehäuse und/oder den Seitenwänden verbunden. Der Wärmetauscher hingegen ist vorzugsweise nicht fest mit dem Gehäuse und/oder dem Photovoltaik-Element verbunden. The photovoltaic element is preferably fixedly connected to the housing and / or the side walls. The heat exchanger, however, is preferably not firmly connected to the housing and / or the photovoltaic element.

[0045] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist der Wärmetauscher relativ zum Photovoltaik-Element und/oder relativ zum Gehäuse (falls ein solches vorgesehen ist) beweglich oder verschiebbar ausgebildet. Wenn der Wärmetauscher innerhalb des Gehäuses beweglich ist, hat dies den Vorteil, dass der Hybrid-Kollektor (insbesondere, wenn er mit weiteren Hybrid-Kollektoren verbunden ist) keinen Schaden erleidet, wenn Vibrationen oder eine temperaturbedingte Verformung auftreten. Werden Vibrationen oder temperaturbedingte Verformungen auf andere Weise vermieden (z.B. durch Wahl der Materialien), ist eine solche Flexibilität natürlich nicht notwendig. According to an advantageous embodiment variant, the heat exchanger is designed to be movable or displaceable relative to the photovoltaic element and / or relative to the housing (if such is provided). When the heat exchanger is movable within the housing, this has the advantage that the hybrid collector (especially when connected to other hybrid collectors) will not suffer damage when vibrations or a temperature-induced deformation occur. Of course, if vibrations or temperature-induced deformations are avoided (e.g., by choice of materials), such flexibility is not necessary.

[0046] Das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher können in direktem Kontakt stehen. Vorteilhaft sind sie aber über eine Wärmeleitschicht verbunden, welche gasförmig, flüssig oder fest sein kann, wobei eine flüssige und insbesondere eine feste Form bevorzugt ist. Die Wärmeleitschicht ist vorzugsweise elektrisch isolierend. Sie kann vollflächig mit dem Wärmetauscher in Kontakt stehen; mit Vorteil bedeckt die Wärmeleitschicht mindestens 70% oder mindestens 85% der Kontaktfläche zwischen Wärmetauscher und Photovoltaik-Element. Die Wärmeleitschicht weist mit Vorteil die Form einer Folie auf. Es kann auch von Vorteil sein, die Wärmeleitschicht in Form von Streifen oder in Form eines Netzes auszubilden (Trocknung). The photovoltaic element and the heat exchanger may be in direct contact. Advantageously, however, they are connected via a heat conducting layer, which may be gaseous, liquid or solid, with a liquid and in particular a solid form being preferred. The heat conducting layer is preferably electrically insulating. It can be in full contact with the heat exchanger in contact; Advantageously, the heat-conducting layer covers at least 70% or at least 85% of the contact surface between the heat exchanger and the photovoltaic element. The heat-conducting layer advantageously has the form of a film. It may also be advantageous to form the heat-conducting layer in the form of strips or in the form of a net (drying).

[0047] Die Wärmeleitschicht kann neben der Wärmeleitfunktion zwei weitere wichtige Aufgaben erfüllen. Erstens kann sie Unebenheiten am Wärmetauscher oder am Photovoltaik-Element ausgleichen und so als mechanischer Schutz wirken. Bei Verformungen oder Bewegungen kommt es so nicht zur Schädigung des Hybrid-Kollektors. Zweitens kann sie stromdurchflossene Teile der Apparatur von wasserdurchflossenen Teilen elektrisch isolieren. The Wärmeleitschicht can fulfill two other important tasks in addition to the Wärmeleitfunktion. First, it can compensate for bumps on the heat exchanger or on the photovoltaic element and thus act as mechanical protection. Deformation or movement will not damage the hybrid collector. Second, it can electrically isolate current-carrying parts of the apparatus of water-carrying parts.

[0048] Vorteilhaft ist es, wenn die Wärmeleitschicht eine Bewegung des Wärmetauschers relativ zum Photovoltaik-Element erlaubt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu gewährleisten. Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist die Wärmeleitschicht aus einem Stoff gebildet, der bei Normaldruck und/oder durch Drücke, wie sie in Hybrid-Kollektoren auftreten, elastisch oder plastisch verformbar ist. Besonders bevorzugt ist die Wärmeleitschicht aus einem (bei Raumtemperatur) fliessfähigen oder streichfesten Stoff gebildet, insbesondere kann es sich um eine Wärmeleitpaste handeln. Je nach Konstruktion des Hybrid-Kollektors könnten fliessfähige Stoffe bei einer wiederholten Bewegung der genannten Art verdrängt werden. Es kann deshalb bevorzugt sein, für die Wärmeleitschicht einen Stoff zu verwenden, der den Abstand zwischen Wärmetauscher und Photovoltaik-Element konstant hält. Dieser besitzt (insbesondere nach Aushärtung oder Trocknung) mit Vorteil eine definierte äussere Form. Es kann vorteilhaft sein, wenn es sich um einen gummielastischen Stoff handelt (z.B. ein Silikonelastomer etc.). It is advantageous if the heat conducting layer allows movement of the heat exchanger relative to the photovoltaic element. There are several ways to ensure this. According to a preferred embodiment variant, the heat-conducting layer is formed from a material which is elastically or plastically deformable at atmospheric pressure and / or by pressures such as occur in hybrid collectors. The heat-conducting layer is particularly preferably formed from a (at room temperature) flowable or spread-resistant substance, in particular it may be a thermal paste. Depending on the design of the hybrid collector, flowable materials could be displaced in a repeated movement of the type mentioned. It may therefore be preferable to use for the heat conducting layer a substance which keeps the distance between the heat exchanger and the photovoltaic element constant. This has (especially after curing or drying) with advantage a defined outer shape. It may be advantageous if it is a rubber elastic material (e.g., a silicone elastomer, etc.).

[0049] Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsform sind das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Rohr über eine Öffnung aus dem Gehäuse tritt und vorzugsweise relativ zur Öffnung beweglich ausgebildet ist. Die Öffnung weist zu diesem Zweck vorzugsweise einen grösseren Durchmesser auf als der Aussendurchmesser des Rohres. Sie kann rund sein oder als ein Schlitz ausgebildet sein, der sich bis zum Rand der Gehäusewand erstreckt. According to a preferred embodiment, the photovoltaic element and the heat exchanger are arranged in a housing, wherein the tube passes through an opening of the housing and is preferably designed to be movable relative to the opening. The opening has for this purpose preferably a larger diameter than the outer diameter of the tube. It can be round or be formed as a slot which extends to the edge of the housing wall.

[0050] Das Photovoltaik-Element weist mit Vorteil eine Steuerungselektronik auf. Diese beinhaltet vorzugsweise einen Schalter zur elektrischen Trennung des Photovoltaik-Elements vom Stromnetz und/oder von einem oder mehreren weiteren Hybrid-Kollektoren. Der Schalter ist bevorzugt kabellos betätigbar, z.B. über Funkwellen bzw. Radiowellen. Die Photovoltaik-Elemente sind vorzugsweise einzeln, in Gruppen oder gesamthaft abschaltbar, was im Falle eines Brandes von Vorteil ist, da Löscharbeiten so gefahrlos durchgeführt werden können. The photovoltaic element advantageously has control electronics. This preferably includes a switch for electrical separation of the photovoltaic element from the power grid and / or one or more other hybrid collectors. The switch is preferably wirelessly operable, e.g. via radio waves or radio waves. The photovoltaic elements are preferably individually, in groups or as a whole switched off, which is in the case of a fire of advantage, since firefighting can be carried out so safely.

[0051] Weiterhin erstreckt sich das Photovoltaik-Element bevorzugt über die Einströmseite und/oder die Ausströmseite des Wärmetauschers hinaus. Vorzugsweise erstreckt sich das Photovoltaik-Element über das Rohr und/oder das zweite Rohr hinaus. Auf der dem Wärmetauscher zugewandten Seite des überstehenden Teils des Photovoltaik-Elements ist vorzugsweise die Steuerungselektronik und/oder eine Junction-Box (Verteilerdose) angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Verbindung zwischen den Photovoltaik-Elementen über deren Oberflächen herzustellen. Furthermore, the photovoltaic element preferably extends beyond the inflow side and / or the outflow side of the heat exchanger. Preferably, the photovoltaic element extends beyond the tube and / or the second tube. On the heat exchanger side facing the protruding part of the photovoltaic element, the control electronics and / or a junction box (junction box) is preferably arranged. However, it is also possible to make the connection between the photovoltaic elements via their surfaces.

[0052] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage mit mehreren der beschriebenen Hybrid-Kollektoren, welche miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind sie in Serie miteinander verbunden, wobei das Rohr eines Wärmetauschers oder Hybrid-Kollektors jeweils mit dem Rohr eines benachbarten Wärmetauschers oder Hybrid-Kollektors verbunden ist. Das Gleiche gilt für das zweite Rohr. The invention is also a plant with several of the hybrid collectors described, which are interconnected. Preferably, they are connected together in series, wherein the tube of a heat exchanger or hybrid collector is connected to the tube of an adjacent heat exchanger or hybrid collector. The same applies to the second tube.

[0053] Es seien offenbart: [0053] Let it be disclosed:

[0054] 1.) Ein Wärmetauscher, insbesondere für einen Hybrid-Kollektor, wobei – der Wärmetauscher einen Durchströmungsraum für ein Wärmeträgermedium aufweist, – der Durchströmungsraum eine Einströmseite und eine Ausströmseite aufweist, wobei der Durchströmungsraum entlang der Ausströmseite über einen Anschlussbereich mit einem Rohr verbunden ist, und – der Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist, wobei – die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind. 1.) A heat exchanger, in particular for a hybrid collector, wherein - The heat exchanger has a flow space for a heat transfer medium, The flow-through space has an inflow side and an outflow side, the flow-through space being connected to a pipe along the outflow side via a connection region, and - The connection area is formed by one or more openings, wherein - The defined by the flow space flow direction of the heat transfer medium at the location of the connection region and the tangential plane to the pipe at the location of the connection region are arranged at an angle of less than 75 ° to each other.

[0055] 2.) Ein Wärmetauscher nach 1.), wobei – der Durchströmungsraum auf der Oberseite und der Unterseite durch zwei parallel und in einem Abstand von weniger als 5 mm voneinander angeordnete Wände begrenzt ist, welche vorzugsweise aus Kupferblechen bestehen, – die Wände an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung ineinander verzahnt sind, – der Durchströmungsraum an den sich zwischen der Einströmseite und der Ausströmseite erstreckenden Seiten geschlossen ausgebildet ist, – der Durchströmungsraum einen zusammenhängenden Hohlraum bildet, der sich in Strömungsrichtung von der Einströmseite bis zur Ausströmseite und quer zur Strömungsrichtung bis zu den geschlossenen Seiten erstreckt, – die Wände mit dem Rohr verbunden sind oder das Rohr bilden, wobei die durch die erste Wand definierte Ebene tangential am Rohr anliegt und wobei das Rohr einen Durchmesser von mehr als 10 mm auf weist, und – ein Photovoltaik-Element auf der ersten Wand angeordnet und mit dieser thermisch verbunden ist. 2.) A heat exchanger according to 1.), wherein The flow-through space on the upper side and the lower side is delimited by two walls arranged parallel to one another and at a distance of less than 5 mm, which are preferably made of copper sheets, The walls are interlocked by deformation at a plurality of points distributed over the walls, The flow-through space is formed closed at the sides extending between the inflow side and the outflow side, The flow-through space forms a coherent cavity which extends in the flow direction from the inflow side to the outflow side and transversely to the flow direction up to the closed sides, - The walls are connected to the tube or form the tube, wherein the plane defined by the first wall tangentially abuts the tube and wherein the tube has a diameter of more than 10 mm, and - A photovoltaic element disposed on the first wall and is thermally connected thereto.

[0056] 3.) Ein Wärmetauscher nach 1.), wobei – der Durchströmungsraum entlang der Einströmseite über einen zweiten Anschlussbereich mit einem zweiten Rohr verbunden ist, – der zweite Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist, und – die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des zweiten Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des zweiten Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind. 3.) A heat exchanger according to 1.), wherein The flow-through space along the inflow side is connected to a second pipe via a second connection region, - The second connection area is formed by one or more openings, and - The defined by the flow space flow direction of the heat transfer medium at the location of the second connection region and the tangential plane to the tube at the location of the second connection region are arranged at an angle of less than 75 ° to each other.

[0057] 4.) Ein Wärmetauscher nach 1.) oder 3.), wobei der Durchströmungsraum durch eine erste und eine zweite Wand gebildet ist, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand kleiner ist als der Radius des Rohres und vorzugsweise zwischen 0.5 und 10 mm, insbesondere zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1.5 und 3.5 mm beträgt und wobei die Wände vorzugsweise aus Kupferblechen bestehen. 4.) A heat exchanger according to 1.) or 3.), wherein the flow space is formed by a first and a second wall, which are arranged opposite to each other, wherein the distance between the first and the second wall is smaller than that Radius of the tube and preferably between 0.5 and 10 mm, in particular between 1 and 5 mm and more preferably between 1.5 and 3.5 mm and wherein the walls are preferably made of copper sheets.

[0058] 5.) Wärmetauscher nach 4.), wobei die erste und die zweite Wand an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung ineinander verzahnt sind, wobei die Verformungen vorzugsweise rund ausgebildet sind. 5.) heat exchanger according to 4.), wherein the first and the second wall are interlocked at a plurality of points distributed over the walls by deformation into each other, wherein the deformations are preferably formed round.

[0059] 6.) Ein Wärmetauscher nach 4.) oder 5.), wobei die durch die erste und/oder die zweite Wand definierte Ebene und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind, wobei die erste Wand vorzugsweise tangential am Rohr anliegt. 6.) A heat exchanger according to 4.) or 5.), wherein the plane defined by the first and / or the second wall and the tangential plane to the pipe at the location of the connection region at an angle of less than 75 ° to each other are, wherein the first wall is preferably tangent to the pipe.

[0060] 7.) Ein Wärmetauscher nach 4,), 5.) oder 6.), wobei das Rohr durch die erste und/oder die zweite Wand gebildet ist. 7.) A heat exchanger according to 4,), 5.) or 6.), wherein the tube is formed by the first and / or the second wall.

[0061] 8.) Ein Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher nach einem der Punkte 1.) bis 7.). 8.) A hybrid collector with a photovoltaic element and a heat exchanger according to one of the points 1.) to 7.).

[0062] 9.) Ein Hybrid-Kollektor nach 8.), wobei das Photovoltaik-Element auf dem Wärmetauscher angeordnet und mit diesem thermisch verbunden ist, wobei der Wärmetauscher vorzugsweise relativ zum Photovoltaik-Element verschiebbar ist. 9.) A hybrid collector according to 8.), wherein the photovoltaic element is arranged on the heat exchanger and is thermally connected thereto, wherein the heat exchanger is preferably displaceable relative to the photovoltaic element.

[0063] 10.) Ein Hybrid-Kollektor nach 8.) oder 9.), wobei das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher über eine Wärmeleitschicht verbunden sind, wobei es sich bei der Wärmeleitschicht vorzugsweise um eine Wärmeleitpaste handelt. 10.) A hybrid collector according to 8.) or 9.), wherein the photovoltaic element and the heat exchanger are connected via a heat conducting layer, wherein it is preferably a thermal paste in the heat conducting layer.

[0064] 11.) Ein Hybrid-Kollektor nach 8.), 9.) oder 10.), wobei sich das Photovoltaik-Element über die Einströmseite und/oder die Ausströmseite des Wärmetauschers hinaus erstreckt, wobei auf der dem Wärmetauscher zugewandten Seite des überstehenden Teils des Photovoltaik-Elements vorzugsweise eine Steuerungselektronik angeordnet ist. 11.) A hybrid collector according to 8.), 9.) or 10.), wherein the photovoltaic element extends beyond the inflow side and / or the outflow side of the heat exchanger, wherein on the heat exchanger side facing the protruding part of the photovoltaic element is preferably arranged control electronics.

[0065] 12.) Ein Hybrid-Kollektor nach einem der Punkte 8.) bis 11.), wobei das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Rohr des Wärmetauschers über eine Öffnung aus dem Gehäuse tritt und relativ zur Öffnung beweglich ausgebildet ist, wobei es bevorzugt ist, wenn die Öffnung zu diesem Zweck einen grösseren Durchmesser aufweist als der Aussendurchmesser des Rohres. 12.) A hybrid collector according to any one of 8.) to 11.), wherein the photovoltaic element and the heat exchanger are arranged in a housing, wherein the tube of the heat exchanger passes through an opening from the housing and relatively is designed to be movable to the opening, wherein it is preferred if the opening for this purpose has a larger diameter than the outer diameter of the tube.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0066] Es zeigen in schematischer, nicht massstabsgetreuer Darstellung: <tb>Fig. 1<SEP>einen Teil eines Wärmetauschers am Übergang zwischen Durchströmungsraum und Rohr (Ausströmseite); <tb>Fig. 2a<SEP>eine Draufsicht auf den Wärmetauscher; <tb>Fig. 2b<SEP>eine Seitenansicht des Wärmetauschers aus Fig. 2a ; <tb>Fig. 3a<SEP>eine Draufsicht auf einen Hybrid-Kollektor; <tb>Fig. 3b<SEP>eine Seitenansicht des Hybrid-Kollektors aus Fig. 3a ; <tb>Fig. 4<SEP>eine Draufsicht auf zwei miteinander verbundene Hybrid-Kollektoren; <tb>Fig. 5a<SEP>eine perspektivische Ansicht eines Hybrid-Kollektors; und <tb>Fig. 5b<SEP>den in Fig. 5a umkreisten Ausschnitt des Hybrid-Kollektors.In a schematic, not true to scale representation: <Tb> FIG. 1 <SEP> a part of a heat exchanger at the transition between the flow space and the pipe (outflow side); <Tb> FIG. 2a <SEP> is a plan view of the heat exchanger; <Tb> FIG. 2b shows a side view of the heat exchanger from FIG. 2a; <Tb> FIG. 3a <SEP> is a plan view of a hybrid collector; <Tb> FIG. 3b is a side view of the hybrid collector of FIG. 3a; <Tb> FIG. 4 is a plan view of two interconnected hybrid collectors; <Tb> FIG. 5a <SEP> is a perspective view of a hybrid collector; and <Tb> FIG. 5b <SEP> the section of the hybrid collector circled in FIG. 5a.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

[0067] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert. The invention will be explained by way of example with reference to drawings.

[0068] Die Fig. 1 zeigt die Ausströmseite 17 eines Wärmetauschers 11, wobei die Einströmseite in Bezug auf die beschriebenen Komponenten mit Vorteil gleich aufgebaut ist. Dargestellt ist ein Durchströmungsraum 13, welcher von einem Wärmeträgermedium wie Wasser durchflossen wird. Das Wärmeträgermedium tritt an der Einströmseite (nicht gezeigt) in den Durchströmungsraum 13 ein und verlässt diesen auf der Ausströmseite 17. Letztere steht über einen Anschlussbereich 19 in Strömungsverbindung mit einem Rohr 21, durch welches das Wärmeträgermedium abtransportiert wird. Der Durchströmungsraum 13 ist an der Oberseite durch eine erste Wand 43 und an der Unterseite durch eine zweite Wand 45 begrenzt, welche mit Vorteil aus Kupferblech gefertigt sind. Der Durchströmungsraum 13 gibt durch seine Form die Strömungsrichtung 25 des Wärmeträgermediums vor. Es wurde gefunden, dass durch die gezeigte Anordnung und Form des Wärmetauschers 11 eine substanzielle Verminderung des Druckverlusts zwischen Einströmseite und Ausströmseite 17 erreicht werden kann, was es ermöglicht, eine grössere Anzahl solcher Wärmetauscher in Serie zu schalten. Ohne sich auf einen bestimmten Mechanismus einschränken zu wollen, wird angenommen, dass der verminderte Druckverlust dadurch erreicht wird, dass das Wärmeträgermedium über den Anschlussbereich 19 im Wesentlichen tangential in das Rohr 21 eintritt und dadurch im Rohr 21 eine gleichmässigere, gegebenenfalls spiralförmige, Strömung erzeugt wird. Konstruktiv wird dies im gezeigten Beispiel dadurch bewerkstelligt, dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand (43 und 45) kleiner als der Radius des Rohres 21 ausgestaltet ist und die erste Wand 43 etwa tangential auf das Rohr 21 trifft. Der Winkel 29 zwischen der Strömungsrichtung 25 (bzw. der Richtung des Bewegungsvektors des Wärmeträgermediums) und einer Tangentialebene 27 am Ort des Anschlussbereichs 19 (d.h. am Übergang zwischen Durchströmungsraum 13 und Rohr 21) liegt somit zwischen 0° und 30°. Im gezeigten Beispiel ist das Rohr 21 durch die erste und die zweite Wand 43 und 45 gebildet. Die Wände 43 und 45 bilden hier jeweils etwa die Hälfte des Rohrkörpers und treffen etwa gegenüber des Anschlussbereichs 19 zusammen. Es ist ein Überstand 46 am Rohr vorgesehen, der die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Wand 43 und 45 bildet und aus zwei parallel und in Kontakt miteinander angeordneten Teilen der Wände 43 und 45 besteht, die vorzugsweise miteinander verschweisst sind. Fig. 1 shows the outflow side 17 of a heat exchanger 11, wherein the inflow side with respect to the described components is advantageously constructed the same. Shown is a flow-through space 13, which is traversed by a heat transfer medium such as water. The heat transfer medium enters the flow-through space 13 at the inflow side (not shown) and leaves it on the outflow side 17. The latter is in flow communication with a pipe 21 through a connection region 19, through which the heat transfer medium is removed. The flow-through space 13 is bounded at the top by a first wall 43 and at the bottom by a second wall 45, which are advantageously made of copper sheet. The flow-through space 13 is by its shape, the flow direction 25 of the heat transfer medium before. It has been found that a substantial reduction of the pressure loss between inflow side and outflow side 17 can be achieved by the shown arrangement and shape of the heat exchanger 11, which makes it possible to connect a larger number of such heat exchangers in series. Without wishing to be limited to any particular mechanism, it is believed that the reduced pressure drop is achieved by virtue of the heat transfer medium entering the tube 21 substantially tangentially via the connection region 19 and thereby creating a more uniform, optionally spiral, flow in the tube 21 , In the illustrated example, this is achieved structurally in that the distance between the first and the second wall (43 and 45) is made smaller than the radius of the tube 21 and the first wall 43 strikes the tube 21 approximately tangentially. The angle 29 between the flow direction 25 (or the direction of the movement vector of the heat transfer medium) and a tangential plane 27 at the location of the connection region 19 (i.e., at the transition between flow space 13 and tube 21) is thus between 0 ° and 30 °. In the example shown, the tube 21 is formed by the first and second walls 43 and 45. The walls 43 and 45 each form about half of the tubular body and meet approximately opposite the connection area 19 together. A projection 46 is provided on the tube which forms the connection between the first and second walls 43 and 45 and consists of two parts of the walls 43 and 45 arranged in parallel and in contact with each other, which are preferably welded together.

[0069] Fig. 2b zeigt den Wärmetauscher 11 aus derselben Richtung wie Fig. 1 , mit dem Unterschied, dass der Wärmetauscher 11 in seiner gesamten Länge von der Einströmseite 15 bis zur Ausströmseite 17 dargestellt ist. Die Einströmseite 15 ist im Wesentlichen gleich ausgestaltet wie die Ausströmseite 17. Es ist ein zweites Rohr 33 vorhanden, welches dem Durchströmungsraum bzw. dessen Einströmseite 15 über einen zweiten Anschlussbereich das Wärmeträgermedium zuführt. Fig. 2b shows the heat exchanger 11 from the same direction as Fig. 1, with the difference that the heat exchanger 11 is shown in its entire length from the inflow side 15 to the outflow side 17. The inflow side 15 is configured substantially the same as the outflow side 17. There is a second tube 33 which supplies the heat transfer medium to the throughflow space or its inflow side 15 via a second connection region.

[0070] Fig. 2a zeigt den Wärmetauscher 11 in Draufsicht. Es sind wiederum die in Fig. 2b dargestellten Rohre 21 und 33 vorhanden, welche einander gegenüberliegend und vorzugsweise parallel angeordnet sind. Weiterhin ist zu erkennen, dass der Wärmetauscher 11 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und an zwei gegenüberliegenden Enden durch die Einströmseite 15 und die Ausströmseite 17 begrenzt wird. Die beiden zwischen der Einströmseite 15 und der Ausströmseite 17 verlaufenden, sich ebenfalls gegenüberliegenden Seiten 49 schliessen den Durchströmungsraum 13 ab. Es ist beispielsweise möglich, zu diesem Zweck die erste und die zweite Wand mittels verlöteter Falze zu verbinden. Der durch die genannten vier Seiten begrenzte Durchströmungsraum bildet vorzugsweise einen zusammenhängenden Hohlraum. Die erste und die zweite Wand sind mittels einer Vielzahl über die Wände verteilte Verformungen 47 miteinander verzahnt. Dies ermöglicht eine hohe Druckresistenz und Dichtigkeit. Fig. 2a shows the heat exchanger 11 in plan view. Again, there are the tubes 21 and 33 shown in Fig. 2b, which are opposed to each other and preferably arranged in parallel. Furthermore, it can be seen that the heat exchanger 11 has a substantially rectangular shape and is limited at two opposite ends by the inflow side 15 and the outflow side 17. The two extending between the inflow side 15 and the outflow side 17, also opposite sides 49 close the flow space 13 from. It is for example possible to connect for this purpose, the first and the second wall by means of soldered seams. The flow space delimited by said four sides preferably forms a coherent cavity. The first and second walls are interlocked by means of a plurality of deformations 47 distributed over the walls. This allows a high pressure resistance and tightness.

[0071] Fig. 3a (Draufsicht) und Fig. 3b (Seitenansicht) zeigen einen Hybrid-Kollektor 51, der ein Photovoltaik-Element 53 und einen Wärmetauscher 11, wie er vorgängig beschrieben wurde, aufweist. Das Photovoltaik-Element 53 ist hier zur besseren Illustration transparent dargestellt, womit der darunterliegende Wärmetauscher sichtbar wird. Dadurch, dass die erste Wand 43 des Wärmetauschers tangential auf die Rohre 21 und 33 trifft, stehen Letztere nicht über die durch die erste Wand 43 definierte Kontaktebene mit dem Photovoltaik-Element vor. Deshalb kann das Photovoltaik-Element 53 sich über die Rohre 21 und 33 und/oder über den Wärmetauscher hinaus erstrecken. Dies ermöglicht eine überaus platzsparende (insbesondere flache) Bauweise des Hybrid-Kollektors 51. Beispielsweise kann auf dem überstehenden Teil der dem Wärmetauscher zugewandten Seite des Photovoltaik-Elements die Steuerungselektronik für den Hybrid-Kollektor 51 angebracht sein. Der beschriebene Wärmetauscher eignet sich aufgrund seiner geringen Bauhöhe und seiner grossen planen Kontaktfläche besonders für die Anwendung in einem Hybrid-Kollektor. Mit Vorteil stehen mindestens 40%, 60% oder 70% der Unterseite des Photovoltaik-Elements in thermischem Kontakt mit der ersten Wand 43 des Wärmetauschers, wobei der Kontakt mit Vorteil über eine Wärmeleitpaste hergestellt wird. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Wärmetauscher parallel zum Photovoltaik-Element 53 beweglich bleibt. Dies ist wichtig, da das Gehäuse 55 vorzugsweise fest mit dem Photovoltaik-Element 53 verbunden ist. Wenn ein solches Gehäuse 55 auf einem Dach montiert wird, dürfen durch die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Wärmetauschers aufgrund von Temperaturschwankungen keine Spannungen entstehen. Vorzugsweise sind also der Wärmetauscher und das Photovoltaik-Element 53 und/oder das Gehäuse 55 relativ zueinander beweglich. In Fig. 3b ist das Gehäuse 55 von der Seite gezeigt. Die dargestellten Öffnungen 57 für die Rohre 21 und 33 sind vorzugsweise grösser als der Querschnitt der Rohre 21 und 33. Der Abstand der Rohraussenseiten zum Rand der Öffnungen sollte mindestens 0.5 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm betragen. Dies ermöglicht es, dass die Rohre 21 und 33 sich innerhalb der Öffnungen 57 bewegen können. Fig. 3a (top view) and Fig. 3b (side view) show a hybrid collector 51 comprising a photovoltaic element 53 and a heat exchanger 11 as previously described. The photovoltaic element 53 is shown here transparent for better illustration, whereby the underlying heat exchanger is visible. Due to the fact that the first wall 43 of the heat exchanger meets the tubes 21 and 33 tangentially, the latter are not in contact with the photovoltaic element defined by the first wall 43. Therefore, the photovoltaic element 53 may extend beyond the tubes 21 and 33 and / or beyond the heat exchanger. This allows a very space-saving (especially flat) construction of the hybrid collector 51. For example, the control electronics for the hybrid collector 51 may be mounted on the protruding part of the heat exchanger side facing the photovoltaic element. The heat exchanger described is particularly suitable for use in a hybrid collector due to its low height and its large flat contact surface. Advantageously, at least 40%, 60% or 70% of the underside of the photovoltaic element is in thermal contact with the first wall 43 of the heat exchanger, wherein the contact is advantageously produced via a thermal paste. This makes it possible that the heat exchanger remains movable parallel to the photovoltaic element 53. This is important because the housing 55 is preferably fixedly connected to the photovoltaic element 53. When such a housing 55 is mounted on a roof, the expansion and contraction of the heat exchanger may not cause stress due to temperature variations. Preferably, therefore, the heat exchanger and the photovoltaic element 53 and / or the housing 55 are movable relative to each other. In Fig. 3b, the housing 55 is shown from the side. The illustrated openings 57 for the tubes 21 and 33 are preferably larger than the cross section of the tubes 21 and 33. The distance of the tube outer sides to the edge of the openings should be at least 0.5 mm, preferably at least 2 mm. This allows the tubes 21 and 33 to move within the openings 57.

[0072] In Fig. 4 sind zwei miteinander verbundene Hybrid-Kollektoren 51 in Draufsicht gezeigt. Die Rohre 33 für die Zuführung des Wärmeträgermediums der beiden Hybrid-Kollektoren 51 sind miteinander verbunden. Dasselbe gilt für die Rohre 21 für die Abführung des Wärmeträgermediums, wobei hier beispielhaft Verbindungsmittel 59 zur dichten Verbindung der Rohre 21 eingezeichnet sind. Derartige Hybrid-Kollektoren 51 können in der gezeigten Weise in Reihe geschaltet und z.B. auf Gebäudedächern montiert werden. In Fig. 4, two interconnected hybrid collectors 51 are shown in plan view. The tubes 33 for the supply of the heat transfer medium of the two hybrid collectors 51 are connected to each other. The same applies to the tubes 21 for the discharge of the heat transfer medium, in which case connecting means 59 for the tight connection of the tubes 21 are shown here by way of example. Such hybrid collectors 51 may be connected in series, as shown in FIG. be mounted on building roofs.

[0073] Die Fig. 5b zeigt den Aufbau eines Hybrid-Kollektors in einer perspektivischen Ansicht, wobei die einzelnen Teile zur besseren Illustration voneinander getrennt dargestellt sind, Fig. 5a zeigt den in Fig. 5b umkreisten Bereich vergrössert. Gezeigt sind die obere und untere Wand 43 und 45 des Wärmetauschers sowie die Verformungen 47, über die die Wände 43 und 45 miteinander verbunden sind. Die obere Wand 43 trifft im Wesentlichen tangential auf das Rohr 21 und erstreckt sich um einen Teil des Rohrumfangs. Die zweite Wand 45 erstreckt sich ebenfalls teilweise um den Umfang des Rohres 21. Die Wände 43 und 45 umfangen das Rohr 21 also ganz oder teilweise (Stabilität, Dichtigkeit), vorzugsweise zu wenigstens der Hälfte seines Umfangs. Vorzugsweise sind die Wände 43 und 45 dazu rinnenförmig in Form gezogen oder gepresst. Das Rohr 21 weist mit Vorteil Schlitze oder Bohrungen auf, die beim Befestigen des Rohres 21 am Wärmetauscher 11 auf der Ausströmseite 17 des Durchströmungsraums 13 bzw. am Eintritt zum Durchströmungsraum 13 positioniert werden (Öffnungen des Anschlussbereichs), damit eine Strömungsverbindung zwischen Rohr 21 und Durchströmungsraum 13 gewährleistet ist. Die Konstruktion auf der anderen Seite, d.h. beim Rohr 33, ist gleich, wie der Fig. 5a entnommen werden kann. Das Photovoltaik-Element 53 ist flächig mit der oberen bzw. ersten Wand 43 des Wärmetauschers verbunden. Die Kontaktfläche beträgt mit Vorteil mindestens 40%, insbesondere mindestens 60% der Fläche der ersten Wand 43 des Wärmetauschers. Sind z.B. auch die Verformungen 47 mit Wärmeleitpaste gefüllt, so kann die Kontaktfläche über 80% der Fläche der ersten Wand 43 betragen. Weiterhin sind in Fig. 5a und 5b die einzelnen Teile des Gehäuses 55 dargestellt, sowie die auf der Seitenwand vorgesehenen Öffnungen 57 für die Rohre 21 und 33. Fig. 5b shows the construction of a hybrid collector in a perspective view, the individual parts are shown separated from each other for better illustration, Fig. 5a shows the encircled in Fig. 5b area enlarged. Shown are the upper and lower walls 43 and 45 of the heat exchanger and the deformations 47, over which the walls 43 and 45 are interconnected. The upper wall 43 is substantially tangential to the tube 21 and extends around a portion of the tube circumference. The second wall 45 also extends partially around the circumference of the tube 21. The walls 43 and 45 thus surround the tube 21 in whole or in part (stability, tightness), preferably at least half of its circumference. Preferably, the walls 43 and 45 are trough-shaped in shape or pressed. The tube 21 advantageously has slots or bores which are positioned on the heat exchanger 11 on the outflow side 17 of the flow-through space 13 or at the inlet to the flow-through space 13 (openings of the connection area), thus establishing a flow connection between the pipe 21 and the flow-through space 13 is guaranteed. The construction on the other side, i. at the tube 33, is the same as the Fig. 5a can be removed. The photovoltaic element 53 is connected flat to the upper or first wall 43 of the heat exchanger. The contact surface is advantageously at least 40%, in particular at least 60% of the area of the first wall 43 of the heat exchanger. Are e.g. Even the deformations 47 filled with thermal paste, the contact area can be over 80% of the area of the first wall 43. Furthermore, the individual parts of the housing 55 are shown in Fig. 5a and 5b, and provided on the side wall openings 57 for the tubes 21 and 33rd

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

[0074] <tb>11<SEP>Wärmetauscher <tb>13<SEP>Durchströmungsraum <tb>15<SEP>Einströmseite <tb>17<SEP>Ausströmseite <tb>19<SEP>Anschlussbereich <tb>21<SEP>Rohr <tb>25<SEP>Strömungsrichtung (Ausströmseite) <tb>27<SEP>Tangentialebene am Ort des Anschlussbereichs (Ausströmseite) <tb>29<SEP>Winkel zwischen 25 und 27 <tb>33<SEP>zweites Rohr <tb>43<SEP>erste Wand <tb>45<SEP>zweite Wand <tb>46<SEP>Überstand <tb>47<SEP>Verformungen <tb>49<SEP>geschlossene Seiten <tb>51<SEP>Hybrid-Kollektor <tb>53<SEP>Photovoltaik-Element <tb>55<SEP>Gehäuse <tb>57<SEP>Öffnung des Gehäuses <tb>59<SEP>Verbindungsmittel[0074] <Tb> 11 <September> Heat Exchanger <Tb> 13 <September> flow-through chamber <Tb> 15 <September> inflow <Tb> 17 <September> outflow <Tb> 19 <September> terminal area <Tb> 21 <September> Pipe <tb> 25 <SEP> Flow direction (outflow side) <tb> 27 <SEP> Tangential plane at the location of the connection area (outflow side) <tb> 29 <SEP> Angle between 25 and 27 <tb> 33 <SEP> second pipe <tb> 43 <SEP> first wall <tb> 45 <SEP> second wall <Tb> 46 <September> supernatant <Tb> 47 <September> deformation <tb> 49 <SEP> closed pages <Tb> 51 <September> hybrid collector <Tb> 53 <September> photovoltaic element <Tb> 55 <September> Housing <tb> 57 <SEP> Opening the case <Tb> 59 <September> connecting means

Claims

1. Hybrid collector with a photovoltaic element (53) and a heat exchanger (11), wherein - The heat exchanger (11) has a flow space (13) for a heat transfer medium, The flow-through space (13) has an inflow side (15) and an outflow side (17), wherein the flow-through space (13) is connected to a pipe (21) along the outflow side (17) via a connection region (19), - The connection area (19) is formed by one or more openings, characterized in that - The predetermined by the flow space (13) flow direction (25) of the heat transfer medium at the location of the connection region (19) and the tangential plane (27) to the tube (21) at the location of the connection region (19) at an angle (29) of less than 75 ° are arranged to each other and that The flow-through space (13) is connected to a second pipe (33) along the inflow side (15) via a second connection region, - The second connection area is formed by one or more openings, and - The defined by the flow space (13) flow direction of the heat transfer medium at the location of the second connection region and the tangential plane to the tube (33) at the location of the second connection region are arranged at an angle of less than 75 ° to each other.

2. Hybrid collector according to claim 1, characterized in that The flow-through space (13) is delimited on the upper side and the lower side by first and second walls (43, 45) arranged parallel to one another at a distance of less than 5 mm, which is preferably made of copper sheet, - The walls (43, 45) at a plurality over the walls (43, 45) distributed points by deformation (47) are interlocked, The flow-through space (13) is formed closed at the sides (49) connected between the inflow side (15) and the outflow side (17) of the walls (43, 45), - The flow-through space (13) forms a coherent cavity extending in the flow direction from the inflow side (15) to the outflow side (17) and transversely to the flow direction (25) to the walls (43, 45) connected sides (49) . - The walls (43, 45) form the tube (21) or are connected to the tube (21), said defined by the first wall (43) plane tangentially against the tube (21) and wherein the tube (21) has a Internal diameter of more than 10 mm, - The photovoltaic element (53) disposed on the first wall (43) and is thermally connected thereto, wherein the heat exchanger (11) relative to the photovoltaic element (53) is displaceable, and - The photovoltaic element (53) and the heat exchanger (11) in a housing (55) are arranged, wherein the tube (21) of the heat exchanger via an opening of the housing (57) from the housing (55) occurs.

3. hybrid collector according to claim 1, characterized in that the flow-through space (13) by a first and a second wall (43, 45) is formed, which are arranged opposite to each other, wherein the distance between the first and the second wall ( 43, 45) is smaller than the radius of the tube (21) and between 0.5 and 10 mm and wherein the walls (43, 45) are made of metal.

4. hybrid collector according to claim 3, characterized in that the first and the second wall (43, 45) at a plurality of points distributed over the walls by deformation (47) are interlocked.

5. hybrid collector according to one of claims 3 to 4, characterized in that the tube is formed by the first and / or the second wall.

6. Hybrid collector according to one of claims 1 or 3 to 5, characterized in that the photovoltaic element (53) is arranged on the heat exchanger (11) and is thermally connected thereto, wherein the heat exchanger (11) relative to the photovoltaic Element (53) is displaceable.

7. Hybrid collector according to one of claims 1 to 6, characterized in that the photovoltaic element (53) and the heat exchanger (11) are connected via a heat conducting layer.

8. hybrid collector according to one of claims 1 to 7, characterized in that the photovoltaic element (53) extends beyond the inflow side (15) and / or the outflow side (17) of the heat exchanger (11) addition.

9. Hybrid collector according to one of claims 1 or 3 to 8, characterized in that the photovoltaic element (53) and the heat exchanger (11) in a housing (55) are arranged, wherein the tube (21) of the heat exchanger via an opening (57) emerges from the housing (55) and is designed to be movable relative to the opening of the housing (57).

10. hybrid collector according to claim 9, characterized in that the opening of the housing (57) has a larger diameter than the outer diameter of the tube (21).

11. Plant with several hybrid collectors according to one of claims 1 to 10, which are interconnected.