DE10011812A1 - Sonnenkollektor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend aus zwei zueinander parallel erstreckten Vor- und Rücklaufrohren (1, 2), an die mehrere, ebenfalls zueinander parallele Röhrenkollektoren (3) mit ihren den Wärmeträger führenden Koaxialrohren (4, 4') zu einen im Rücklaufrohr (2) und zum anderen im Vorlaufrohr (1) mündend angeschlossen sind. DOLLAR A Nach der Erfindung ist ein solcher Sonnenkollektor derart ausgebildet, daß von den beiden, eine zusammenhängende Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohren (1, 2) das Rücklaufrohr (2) mit gleichmäßig beabstandeten Schnellanschlußstutzen (5) für die darin abgedichtet einschiebbaren Koaxialrohre versehen ist, zu welchen Schnellanschlußstutzen (5) axial fluchtend im Bereich zwischen den Vor- und Rücklaufrohren (1, 2) Durchgriffe (6) für die in diese Durchgriffe mit Schiebesitz einschiebbaren Vorlaufrohrteile (4') der Koaxialrohre (4) angeordnet sind. Damit ist der Aufgabe genügt, die Herstellungskosten zu reduzieren, Dichtungsstellen zu minimieren und die Montagezeit für einen solchen Sonnenkollektor wesentlich zu verkürzen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend aus zwei zueinander parallel erstreckten Vor- und Rücklaufrohren, an die mehrere, ebenfalls zueinander parallele Röhrenkollek­ toren mit ihren den Wärmeträger führenden Koaxialrohren zum einen im Rücklaufrohr und zum anderen im Vorlaufrohr mündend angeschlossen sind.

Derartige Sonnenkollektoren sind bspw. nach der DE 430 88 626 C1 bekannt. Die Koaxialrohre erstrecken sich dabei in einer nach außen dichten, transparenten, evakuierten Hülse. Der Wärmeträger strömt aus dem Rücklaufrohr in die mit ihm ver­ bundenen äußeren, innerhalb der Hülse mit Absorbern versehenen Koaxialrohre der einzelnen Kollektoren ein und gelangt nach deren Passage und Wärmeaufnahme via innerer Koaxialrohre, die das Rücklaufrohr durchgreifen, in das Vorlaufrohr. Es handelt sich hierbei also um vom Wärmeträger direkt durchströmte Kol­ lektoren im Gegensatz zu im Prinzip ähnlich aufgebauten Kol­ lektoren, bei denen ein leicht verdampfbarer Wärmeträger einem Kondensator zugeführt wird, um dort seine Wärme an einen an­ deren Wärmeträger abzugeben. Hierzu sei auf die EP 0 109 716 und auch die EP 0 717 244 verwiesen.

Die Herstellung von Kollektoren der ersten Art, bei der also das innere Rohr der Koaxialrohre jedes Einzelkollektors das Rücklaufrohr durchgreift, um den erwärmten Wärmeträger in das Vorlaufrohr zu führen, ist wegen der Vielzahl der Anschluß­ stutzen und auch der Rohrdurchgriffe beträchtlich aufwendig, so daß man, und dies ist die momentane Praxis, die Führung des zu erwärmenden Mediums bei besonderer Anschlußnippelgestaltung unter Inkaufnahme einer entsprechenden Vielzahl von Lötan­ schlüssen bspw. mit biegsamen Rohrstücken jeweils direkt zum Rücklauf- und Vorlaufrohr vornimmt.

Ausgehend von einem direkt durchströmbaren Sonnenkollektor der eingangs genannten Art, liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, die Herstellungskosten zu reduzieren, Dichtungsstellen zu minimieren und die Montagezeit für einen solchen Sonnen­ kollektor zu verkürzen.

Diese Aufgabe ist mit einem Sonnenkollektor der gattungsge­ mäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß von den beiden, eine zusammenhängende Einheit bildenden Vor- und Rück­ laufrohren das Rücklaufrohr mit gleichmäßig beabstandeten Schnellanschlußstutzen für die darin abgedichtet einschieb­ baren Koaxialrohre versehen ist, zu welchen Schnellanschluß­ stutzen axial fluchtend im Bereich zwischen den Vor- und Rücklaufrohren Durchgriffe für die mit Schiebesitz in die Durchgriffe einschiebbaren Vorlaufrohrteile der Koaxialrohre angeordnet sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen, deren Merkmale in speziellen Beschreibungsteil im Einzelnen mit erläutert werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind die gestellten Forderungen nach Reduzierung der Herstellungskosten, Minimie­ rung der Dichtungsstellen und Verkürzung der Monatgezeiten erfüllt, da, abgesehen von der völlig separaten Herstellbar­ keit der Einheit aus Vor- und Rücklaufrohren die Röhrenkol­ lektoren nur noch in die Schnellanschlußstutzen des Rück­ laufrohres einzuschieben sind, wobei die inneren, die äußeren Rohrteile der Koaxialrohre überragenden Rohrteile unter Pas­ sage der Durchgriffe automatisch im Vorlaufrohr ausmünden. Ei­ ne Abdichtung zwischen Durchgriffen und diese durchgreifenden inneren Rohrteilen ist dabei, wie sich gezeigt hat, nicht erforderlich, da in diesem Bereich nur ein enger Ringspalt vorliegt. Da die Röhrenkollektoren trotz Anbindung einerseits an das Rücklaufrohr und andererseits an das Vorlaufrohr lediglich einzuschieben sind, ist die Einheit aus diesen Roh­ ren völlig unabhängig von den Röhrenkollektoren herstellbar und Lötungen zu derartigen Separatanschlüssen an die Vor- und Rücklaufrohre entfallen.

Von den möglichen Ausführungsformen der Einheit aus Vor- und Rücklaufrohren wird die bevorzugt, bei der diese Einheit nach dem sogenannten Hydro-Formpreßverfahren hergestellt wird, wo­ bei das Ausgangswerkstück ein rohrförmiger, mehr oder weniger dünnwandiger, in etwa schon an die Endform angepaßter Blech­ formling ist.

Bei entsprechender Formwerkzeuggestaltung ist es aber auch möglich, die ganze Einheit in einem Stück aus einem geeigneten Kunststoff zu spitzen, wobei entweder das Formwerkzeug mit ziehbaren Kernen für die Vor- und Rücklaufrohre, die Schnell­ anschlußstutzen und die Durchgriffe versehen ist oder die Ein­ heit im sogenannten und Kernausschmelzverfahren hergestellt wird, das auch anwendbar ist, wenn die Einheit aus einem dafür geeigneten Kunststoff gebildet werden soll.

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 perspektivisch und zum Teil aufgeschnitten den An­ schlußbereich mehrerer Röhrenkollektoiren an die eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohre;

Fig. 2-7 teilweise im Schnitt und in seitenansicht ver­ schiedene Ausführungsformen des Sonnenkollektors;

Fig. 8-10 schematisch verdeutlicht unterschiedliche Her­ stellungsmöglichkeiten der die Vor- und Rücklauf­ rohre bildenden Einheit;

Fig. 11 teilweise im Schnitt und in Ansicht das Ende des Vorlauf- bzw. des Rücklaufrohres;

Fig. 12 in Draufsicht des Ende des Vor- und des Rücklauf­ rohres und

Fig. 13, 14 zwei Draufsichten auf unterschiedlich lange Ein­ heiten von Vor- und Rücklaufrohren.

Der Sonnenkollektor besteht nach wie vor aus zwei zueinander parallel erstreckten Vor- und Rücklaufrohren 1, 2, an die meh­ rere, ebenfalls zueinander parallele Röhrenkollektoren 3 mit ihren den Wärmeträger führenden Koaxialrohren 4, 4' zum einen im Rücklaufrohr 2 und zum anderen im Vorlaufrohr 1 mündend ange­ schlossen sind.

Verwiesen wird hierzu auf Fig. 1, der gleichzeitig auch zu entnehmen ist, was die Erfindung ausmacht, daß nämlich von den beiden, eine zusammenhängende Einheit bildenden Vor- und Rück­ laufrohren 1, 2 das Rücklaufrohr 2 mit gleichmäßig beabstan­ deten Schnellanschlußstutzen 5 für die darin abgedichtet ein­ schiebbaren Koaxialrohre 4 versehen ist, zu welchen Schnellan­ schlußstutzen 5 axial fluchtend im Bereich zwischen den Vor- und Rücklaufrohren 1, 2 Durchgriffe 6 für die in diese Durch­ griffe mit Schiebesitz einschiebbaren Vorlaufrohrteile 4' der Koaxialrohre 4 angeordnet sind.

Für die Herstellung der vorgenannten Einheit gibt es ver­ schiedene Möglichkeiten, die stark schematisiert in den Fig. 8 bis 10 dargestellt sind, von denen aber die gemäß Fig. 8 bevor­ zugt wird, wonach die eine Einheit bildenden Vor- und Rück­ laufrohre 1, 2 in Form eines hydro-formverpreßten Elementes ausgebildet sind. Das Hydro-Preßverfahren bedarf dabei keiner besonderen Erläuterung, da hinlänglich bekannt. Da hierbei von einem entsprechend bemessenen Rohrrohling ausgegangen wird, der zweckmäßig schon eine flach elliptische Querschnittsform hat, ergeben sich dabei die Schnellanschlußstutzen 5 beim "Aufblasen" zunächst als geschlossene Auswölbungen, deren Kap­ pen 5' einfach abgeschnitten werden, wie mit strichpunktierter Linie in Fig. 8 angedeutet.

Gemäß Fig. 9 ist es aber auch möglich, zwei formidentische Schalen S zu pressen, diese gegeneinander zu legen und in den grob schraffierten Bereichen miteinander bspw. per Rollnaht­ schweißung fest zu verbinden.

Bei der ebenfalls möglichen Ausführungsform nach Fig. 10 besteht die Einheit aus einem einzig formverpreßten Blechzu­ schnitt, der dann anschließend, wie mit Pfeil P angedeutet un­ ter Einlage eines Dorns D (strichpunktiert in Fig. 10) in die ausgeprägten Vorlaufrohrhälften zusammengefaltet, gegf. insge­ samt möglichst fest verpreßt wird, wobei es genügen kann, gegf. nur die schnellanschlußseitigen Ränder R dicht zu ver­ binden und auch die stirnseitigen Ränder.

In diesem Falle sind also die eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohre 1, 2 aus einem formverpreßten Materialzuschnitt 8 gebildet, der um eine mittige, die äußere Mantellienie 9 des Vorlaufrohres 1 bildende Faltlinie 9' zusammengefaltet ist, und beide Zuschnitthälften 8' sind flüssigkeitsdicht in der Trennebene E miteinander verbunden.

Bezüglich der hier sogenannten Durchgriffe 6 für die inneren Rohrteile 4' der Koaxialrohre 4 und auch die Zusammenfassung der Vor- und Rücklaufrohre 1, 2 zu einer Einheit bestehen eben­ falls unterschiedliche Möglichkeiten, die in den Fig. 2 bis 7 dargestellt sind. Bei den Ausführungsformen gemäß der Fig. 2, 3 und 5 sind diese Durchgriffe 6 wie vorbeschrieben ausgebildet, wobei die Ausführungsformen nach den Fig. 2, 3 bspw. aus Kunst­ stoff bestehen und die nach Fig. 5 aus geeignetem Blech (bspw. dünnes Edelstahl-, Cu- oder Messingblech). Außerdem sind die einzelnen Röhrenkollektoren 3 bei der Ausführungsform nach Fig. 2, wie dargestellt, mit einer Überwurfmutter 30 am jeweiligen Schnellanschlußstutzen 5 abgedichtet fixiert.

Gemäß Fig. 6 besteht eine weitere Ausführungsform bzgl. der Durchgriffe 6 darin, daß diese als kleine Rohrstutzen 10 am Vorlaufrohr 1 angesetzt sind, die in entsprechend bemessene Öffnungen 11 des Rücklaufrohres 2 eingreifen und mit diesem flüssigkeitsdicht verbunden sind.

Ferner ist es gemäß Fig. 7 möglich, das Vorlaufrohr 1 in das längs aufgeschlitzte Rücklaufrohr 2, wie dargestellt, zu inte­ grieren und mit Einhalsungen 12 zur Aufnahme der darin einschiebbaren, inneren Vorlaufrohrteile 4' der Koaxialrohre 4 zu versehen.

Um die einfache Ausformung der Vor- und Rücklaufrohre 1, 2 an deren Enden nicht zusätzlich zu erschweren und unter Berück­ sichtigung evtl. besonderer Anschlußgegebenheiten, sind unter Verweis auf Fig. 1 und 11, 12 in den Enden 13 der Vor- und Rück­ laufrohre 1, 2 Anschlußrohrstücke 14 eingesetzt, in die mit O- Ringen 15 bestückte Anschlüsse 16 eingeschoben sind.

Das gleiche abgedichtete Anschlußprinzip ist vorteilhaft auch für den Anschluß der Röhrenkollektoren 3 vorgesehen, wie dies aus der Fig. 1 und den Fig. 3 bis 7 ersichtlich ist, d. h., in die mit Anlageflanschen 17 versehenen Schnellanschlußstutzen 5 sind mit O-Ringen 15 versehene, an den Enden der äußeren Koa­ xialrohrteile 4" angesetzte, mit entsprechenden Flanschen 17' versehene Einschubnippel 18 eingeschoben.

Ferner sind sowohl die Anschlüsse 16 an den Vor- und Rück­ laufrohren 1, 2 als auch die Einschubnippel 18 der Röhrenkol­ lektoren 3 mit aufschiebbaren Spannbügeln 19 oder Profil­ schellen an den eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohren 1, 2 festgelegt.

Die vorgesehen Ausbildung der äußeren Koaxialrohre 4" in Form elastisch biegbarer Rohrstücke ist zwar bekannt, gewinnt aber im vorliegenden Zusammenhang insofern besondere Bedeutung, als damit keine starre Verbindung mehr zwischen den inneren Ko­ axialrohren 4' und den äußeren der Röhrenkollektoren 3 be­ steht, d. h., etwaigen axialen Fluchtabweichungen zwischen den Durchgriffen 6 und den Schnellanschlußstutzen 5, die zu Bela­ stungen der Glashülsen der Röhrenkollektoren führen könnten, ist damit begegnet. Schutz dafür wird nur im vorliegenden Zusammenhang beansprucht.

Der Vollständigkeit halber sind in den Fig. 13, 14 Draufsichten auf aus den Vor- und Rücklaufrohren 1, 2 gebildete Einheiten (hier in aus Kunststoff gebildet) allerdings ohne angesetzte Röhrenkollektoren 3 dargestellt. Die Ausführungsform nach Fig. 14 unterscheidet sich dabei von der nach Fig. 13 dadurch, daß diese aus zwei Einheiten 20 zusammengesetzt ist. Die hy­ draulische Verbindung der Einheiten 20 erfolgt dabei durch entsprechend ausgebildete, o-ring-abgedichtete Verbindungsnip­ pel 32. An den anschlußfernen Enden sind die Vor- und Rück­ laufrohre 1, 2 im übrigen durch sinngemäß abgedichtete und ebenfalls mit Spannbügeln fixierte Verschlußnippel 31 ver­ schlossen.

Claims (10)

1. Sonnenkollektor, bestehend aus zwei zueinander parallel er­ streckten Vor- und Rücklaufrohren (1, 2), an die mehrere, eben­ falls zueinander parallele Röhrenkollektoren (3) mit ihren den Wärmeträger führenden Koaxialrohren (4, 4') zum einen im Rück­ lauf rohr (2) und zum anderen im Vorlauf rohr (1) mündend ange­ schlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden, eine zusammenhängende Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohren (1, 2) das Rücklaufrohr (2) mit gleich­ mäßig beabstandeten Schnellanschlußstutzen (5) für die darin abgedichtet einschiebbaren Koaxialrohre (4) versehen ist, zu welchen Schnellanschlußstutzen (5) axial fluchtend im Bereich zwischen den Vor- und Rücklaufrohren (1, 2) Durchgriffe (6) für die in diese Durchgriffe mit Schiebesitz einschiebbaren Vor­ laufrohrteile (4') der Koaxialrohre (4) angeordnet sind.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohre (1, 2) mit den Durchgriffen (6) in Form eines hydro-formverpreßten oder in Form eines im Kernschmelzverfahrens hergestellten Ele­ mentes ausgebildet sind.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohre (1, 2) aus zwei identisch formverpreßten Halbschalen (7) gebildet und diese in ihrer Trennebene (E) flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohre (1, 2) aus einem formverpreßten Materialzuschnitt (8) gebildet und dieser um eine mittige, die äußere Mantellienie (9) des Vor­ laufrohres (1) bildende Faltlinie (9') zusammengefaltet und beide Zuschnitthälften (8') flüssigkeitsdicht in der Trennebe­ ne (E) miteinander verbunden sind.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgriffe (6) als kleine Rohrstutzen (10) am Rück­ laufrohr (2) angesetzt sind, die in entsprechend bemessene Öffnungen (11) des Vorlaufrohres (1) eingreifen und mit diesem flüssigkeitsdicht verbunden sind.

6. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorlaufrohr (1) in das längs aufgeschlitzte Rücklauf­ rohr (2) integriert und mit Einhalsungen (12) zur Aufnahme der darin einschiebbaren, inneren Vorlaufrohrteile (4') der Koa­ xialrohre (4) versehen ist.

7. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Enden (13) der Vor- und Rücklaufrohre (1, 2) An­ schlußrohrstücke (14) eingesetzt sind, in die mit O-Ringen (15) bestückte Anschlüsse (16) eingeschoben sind.

8. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit Anlageflanschen (17) versehenen Schnellan­ schlußstutzen (5) mit O-Ringen (15) versehene, an den Enden der äußeren Koaxialrohrteile (4") angesetzte, mit entsprechen­ den Flanschen (17') versehene Einschubnippel (18) eingeschoben sind.

9. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anschlüsse (16) als auch die Einschubnippel (18) der Röhrenkollektoren (3) mit aufschiebbaren Spannbügeln (19), Profilschellen od. dgl. an den eine Einheit bildenden Vor- und Rücklaufrohren (1, 2) festgelegt sind.

10. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Koaxialrohrteile (4") der Koaxialrohre (4) in Form elastisch biegbarer Rohrstücke ausgebildet sind.