DE10033240A1

DE10033240A1 - Vakuumröhre für Solarenergieanlagen

Info

Publication number: DE10033240A1
Application number: DE10033240A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kastorff
Original assignee: SOLATHERM SOLAR HEIZSYSTEME EN
Current assignee: KASTORFF, MANFRED, 86167 AUGSBURG, DE
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: DE10033240C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumröhre (1) für Solarenergieanlagen beinhaltend einen evakuierten, transparenten Zylinder (2) und wenigstens ein Absorberrohr (8), welches innerhalb des Zylinders (2) und parallel zu dessen Längsachse (6) angeordnet ist, wobei der Zylinder (2) an einem Mantelumfangsabschnitt (14) mit einer Verspiegelung (12) versehen ist. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, daß die Längsachse (22) des Absorberrohres (8) zur Längsachse (6) des Zylinders (2) in einem Vertikalabstand (X) in einer von der Verspiegelung (12) wegweisenden Richtung versetzt ist. Alternativ trägt das Absorberrohr wenigstens eine Absorberfahne, welche in einer Vertikalebene angeordnet ist und sich ausgehend vom Absorberrohr beidseitig bis höchstens zur radial inneren Umfangsfläche des Zylinders erstreckt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vakuumröhre für Solarenergie anlagen beinhaltend einen evakuierten, transparenten Zylinder und wenigstens ein Absorberrohr, welches innerhalb des Zylinders und par allel zu dessen Längsachse angeordnet ist, wobei der Zylinder an ei nem Mantelumfangsabschnitt mit einer Verspiegelung versehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2 sowie von einem Vakuumröhrenkollektor gemäß Anspruch 10.

Eine derartige Vakuumröhre bzw. ein derartiger Vakuumröhren kollektor ist aus der DE 43 18 127 A1 bekannt, wobei die Längsachse des Absorberrohres gegenüber der Längsachse des Zylinders um ei nen Vertikalabstand in Richtung auf die Verspiegelung zu versetzt an geordnet ist.

Aus dem Stand der Technik sind außerdem Vakuumröhrenkol lektoren mit Vakuumröhren bekannt, bei welchen die Längsachse des Absorberrohres und die Längsachse des Zylinders koaxial zueinander angeordnet sind und das Absorberrohr eine Absorberfahne trägt, wel che sich in einer Horizontalebene befindet.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumröhre und einen Vakuumröhrenkollektor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche einen höheren solaren Ertrag aufweisen.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Längsachse des Absorberrohres zur Längsachse des Zylinders in ei nem Vertikalabstand in einer von der Verspiegelung weg weisenden Richtung versetzt ist.

Gemäß Anspruch 2 trägt das Absorberrohr wenigstens eine Ab sorberfahne, welche in einer Vertikalebene angeordnet ist und sich ausgehend vom Absorberrohr beidseitig bis höchstens zur radial inne ren Umfangsfläche des Zylinders erstreckt.

Gemäß Anspruch 10 beinhaltet der Vakuumröhrenkollektor zu mindest eine der oben beschriebenen Vakuumröhren.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vakuumröhre gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, daß wegen des Vertikalversatzes des Absorberrohres in Bezug auf die Längsachse des Zylinders in einer von der Verspiegelung weg weisenden Richtung insbesondere bei gegenüber der Vertikalen schräger und diffuser Sonneneinstrahlung eine Verbesserung des Kollektor wirkungsgrades erzielt wird. Ebenso wird ist die Vakuumröhre gemäß Anspruch 2 aufgrund ihrer vertikalen Absorberfahne in der Lage, schräg einfallende und/oder diffuse Sonnenstrahlung besser absorbie ren zu können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Vakuum röhre gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine weitere Vakuumröhre gemäß der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete bevorzugte Ausfüh rungsform einer Vakuumröhre gemäß der Erfindung ist eine von mehre ren Vakuumröhren, welche in einem Vakuumröhrenkollektor zusam mengefaßt sind. Die Vakuumröhre 1 umfaßt einen transparenten Zylin der 2, vorzugsweise aus Glas, dessen Innenraum 4 evakuiert ist, um Wärmeverluste durch Konvektion zu verhindern. Parallel zur Längsach se 6 des Zylinders 2 verläuft im Innenraum 4 des Zylinders 2 ein als Absorberrohr 8 ausgebildeter Absorber, welcher von einem Wärmeträ germedium des Kollektorkreislaufs durchströmt ist. Hierzu sind an einer oder an beiden Stirnseiten des Zylinders 2 ein Kanal zum Anschluß an den Kollektorkreislauf vorgesehen. Alternativ könnte die Vakuumröhre 1 aber auch von dem Typ sein, bei welchem das Absorberrohr 8 einen eigenen geschlossenem Wärmekreislauf hat, wobei die Wärme mittels eines Wärmetauschers an den Kollektorkreislauf abgegeben wird. Sol che Absorberrohre 8 werden auch als "Heat-Pipe" bezeichnet.

Eine radial innere Umfangsfläche 10 eines Mantelumfangsab schnitts des Zylinders 2 ist mit einer Verspiegelung 12 versehen. Die Verspiegelung 12 befindet sich daher innerhalb des evakuierten Zylin ders 2. Bei der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform er streckt sich die Verspiegelung 12 bezogen auf die durch einen Pfeil S veranschaulichte Sonneneinstrahlungsrichtung beinahe über die ge samte untere Mantelhalbschale 14 des Zylinders 2, wobei die freien Enden 16 der Verspiegelung 12 jeweils einen geringen Abstand zu ei ner horizontalen Mittellinie 18 des Zylinders 2 aufweisen. Über den ver bleibenden, zur Sonne weisenden Teil 20 des Zylinderumfangs erfolgt dann die Sonneneinstrahlung in den Zylinder 2. Die Verspiegelung 12 wird vorzugsweise durch eine Silberschicht oder einen Aluminiumspie gel an der radial inneren Umfangsfläche 10 des Zylinders 2 gebildet.

Die Längsachse 22 des Absorberrohres 8 ist zur Längsachse 6 des Zylinders 2 in einem Vertikalabstand X in einer von der Verspiege lung 12 des Zylinders 2 weg weisenden Richtung nach oben hin ver setzt angeordnet. Dabei befindet sich die Längsachse 22 des Absorber rohres in einer Vertikalebene 24, welche auch die Längsachse 6 des Zylinders 2 enthält. In derselben Vertikalebene 24 verläuft auch eine vom Absorberrohr 8 getragene Absorberfahne 26, welche sich vom Absorberrohr 8 bis höchstens an die Verspiegelung 12 erstreckt, wobei das freie Absorberfahnenende 28 die Verspiegelung 12 nicht berührt, sondern einen geringen Abstand zu dieser aufweist. Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit ist die Absorberfahne 26 beidseits mit einer einen hohen Absorptionsgrad aufweisenden Absorberbeschichtung 30 verse hen. Durch den Versatz des Absorberrohres 8 nach oben kann daher die Absorberfahne 26 länger ausfallen, wodurch eine größere wirksame Absorberfläche zur Verfügung steht. Anstatt nur einseitig könnte das Absorberrohr 8 auch beidseitig mit in der Vertikalebene 24 verlaufen den Absorberfahnenabschnitten versehen sein, wobei wegen des Ab sorberrohrversatzes der dann obere Absorberfahnenabschnitt kürzer ist als der in Fig. 1 gezeigte, untere Absorberfahnenabschnitt 26 und sich bis maximal an die radial innere Umfangsfläche 10 des Zylinders 2 er strecken kann.

In Fig. 2 ist eine weitere Vakuumröhre 1 gemäß der Erfindung dargestellt, bei welcher die Längsachse 22 des Absorberrohres 8 koa xial mit der Längsachse 6 des Zylinders 2 ist. Die Verspiegelung 12 ist wiederum an der unteren Mantelhalbschale 14 des Zylinders 2 ange bracht. Die Absorberfahne 26 besteht aus einem oberen Absorberfah nenabschnitt 32 und einem unteren Absorberfahnenabschnitt 34, wel che sich je vom Absorberrohr 8 weg erstrecken und innerhalb einer die Längsachsen 22, 6 des Absorberrohres 8 und des Zylinders 2 enthal tenden Vertikalebene 24 befinden. Die freien Enden 28 der beiden Ab sorberfahnenabschnitte 32, 34 liegen der radial inneren Umfangsfläche 10 des Zylinders 2 mit geringem Abstand gegenüber, so daß die Ge samthöhe der Absorberfahne 26 im wesentlichen dem Innendurchmes ser des Zylinders 2 entspricht.

Claims

1. Vakuumröhre (1) für Solarenergieanlagen beinhaltend einen evakuier ten, transparenten Zylinder (2) und wenigstens ein Absorberrohr (8), welches innerhalb des Zylinders (2) und parallel zu dessen Längsachse (6) angeordnet ist, wobei der Zylinder (2) an einem Mantelumfangsab schnitt (14) mit einer Verspiegelung (12) versehen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Längsachse (22) des Absorberrohres (8) zur Längsachse (6) des Zylinders (2) in einem Vertikalabstand (X) in einer von der Verspiegelung (12) weg weisenden Richtung versetzt ist.

2. Vakuumröhre (1) für Solarenergieanlagen beinhaltend einen evakuier ten, transparenten Zylinder (2) und wenigstens ein Absorberrohr (8), welches innerhalb des Zylinders (2) und parallel zu dessen Längsachse (6) angeordnet ist, wobei der Zylinder (2) an einem Mantelumfangsab schnitt (14) mit einer Verspiegelung (12) versehen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Absorberrohr (8) wenigstens eine Absorber fahne (26) trägt, welche in einer Vertikalebene (24) angeordnet ist und sich ausgehend vom Absorberrohr (8) beidseitig bis höchstens zur ra dial inneren Umfangsfläche (10) des Zylinders (2) erstreckt.

3. Vakuumröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberrohr (8) wenigstens eine Absorberfahne (26) trägt, welche in einer Vertikalebene (24) angeordnet ist und von welcher sich zumindest ein Teil vom Absorberrohr (8) bis höchstens zur Verspiegelung (12) er streckt.

4. Vakuumröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (22) des Absorberrohres (8) koaxial mit der Längsachse (6) des Zylinders (2) ist.

5. Vakuumröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberfahnenende (28) oder die Absor berfahnenenden (28) einen geringen Abstand zur Verspiegelung (12) oder zur radial inneren Umfangsfläche (10) des Zylinders (2) aufweist oder aufweisen.

6. Vakuumröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verspiegelung (12) zumindest über ei nen Teil der unteren Halbschale (14) des Zylinders (2) erstreckt.

7. Vakuumröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspiegelung (12) durch eine Silberschicht oder einen Aluminiumspie gel auf der radial inneren Umfangsfläche (10) des Zylinders (2) gebildet wird.

8. Vakuumröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberfahne (26) beidseitig mit einer einen hohen Absorptionsgrad aufweisenden Absorberbeschichtung (30) ver sehen ist.

9. Vakuumröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberrohr (8) von einem Wärmeträger medium direkt durchströmt ist oder ein Wärmerohr mit eigenem Wär mekreislauf bildet.

10. Vakuumröhrenkollektor für Solarenergieanlagen beinhaltend wenig stens eine Vakuumröhre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü che.