DE10126135A1 - Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen, wobei die Absorber Rohr- oder rohrförmige Register zur Aufnahme eines fluiden Absorbermediums sowie Absorberbleche umfassen, welche in thermischem Kontakt zu den Registern stehen. Erfindungsgemäß werden die vorgefertigten Register mit einem wärmehärtenden Klebstoff auf den Absorberblechen stoffschlüssig befestigt, wobei der Klebstoff metallische Füllmaterialien aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen, wobei die Absorber Rohr- oder rohrförmige Register zur Aufnahme eines fluiden Absorbermediums sowie Absorberbleche umfassen, welche in thermischem Kontakt zu den Registern stehen, gemäß Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.
Solarthermische Absorber, die regelmäßig in sogenannte Kollektoren eingebaut werden, sind bekannt.
Derartige Absorber umfassen relativ großflächige Absorber­ bleche, auf denen ein oder mehrere Rohrregister aufgebracht sind. Die Rohrregister stehen in thermischem Kontakt zu den Absorberblechen, so daß Wärmeenergie aufgenommen und über das Absorberfluid zu einem Wärmetauscher transportiert werden kann. Zur Sicherung eines ausreichenden mechanischen, aber auch thermischen Kontakts zwischen Rohrregister und Absorber­ blechen werden regelmäßig Löt- oder Schweißverbindungen genutzt. Bei der Löt- oder Schweißtechnologie und den gege­ benen relativ hohen Temperaturen besteht jedoch die Gefahr, daß sich die dünnwandigen Absorberbleche verziehen und/oder unerwünschte mechanische Spannungen auftreten.
Darüber hinaus ist die thermische Verbindungstechnologie durch Löt- oder Schweißverfahren bereits aus energetischer Sicht recht teuer und führt zu höheren Kosten.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen anzugeben, wobei die Absorber Rohr- oder rohrförmige Register zur Aufnahme eines fluiden Absorbermediums sowie Absorberbleche umfassen, die in thermischem Kontakt zu den Registern stehen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Ver­ fahren in seiner Definition nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Demnach besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, die vorgefertigten, z. B. mäanderförmig geformten Register mit einem wärmehärtenden Klebstoff auf den Absorberblechen stoffschlüssig zu befestigen, wobei der Klebstoff metallische Füllmaterialien zur Optimierung der Wärmeleitzahl aufweist.
Verfahrensseitig wird der vortemperierte Klebstoff in einer bevorzugten Schichtdicke im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm auf die Befestigungsfläche am Absorber oder dem jeweiligen Register aufgebracht. Anschließend werden die zu verbindenden Teile positioniert und durch Klammern oder dergleichen mecha­ nische Mittel zeitweilig fixiert.
Im Anschluß hieran erfolgt ein thermischer Aushärtevorgang. Bevorzugt wird bei einer Temperatur von im wesentlichen 120°C über 60 Minuten ausgehärtet, wobei die Aufheizrate im Bereich von 2°C bis 5°C je Minute liegt.
Nach der Aushärtung wird ein Abkühlschritt auf im wesentlichen 90°C vorgenommen und es werden die mechanischen Fixierein­ richtungen entfernt.
Es hat sich gezeigt, daß die erhaltenen Klebeverbindungen außerordentlich stabil und scherfest sind, wobei durch die metallische Füllung des vorzugsweise Einkomponenten-Epoxid­ harz-Klebstoffs ausreichende Wärmeleitverhältnisse mit einem geringen Wärmewiderstand gegeben sind.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher beschrieben werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen, wird zunächst das Absorberblech, welches z. B. aus einem Kupfer- oder Aluminiummaterial besteht, oberflächengereinigt. Eine selbige Reinigung erfolgt auch für die vorgefertigten rohrförmigen Register. Nach der Reinigung kann eine mechanische Vorbehandlung erfolgen, wobei insbe­ sondere an ein Oberflächen-Aufrauhen gedacht ist.
Bevorzugt alternativ ist eine chemische Vorbehandlung möglich, z. B. eine Lösemittel-Dampfentfernung oder eine alkalische Behandlung.
Der Klebstoff wird vor der Verarbeitung auf etwa 20°C bis 25°C bevorzugt in einem geschlossenen Behälter temperiert. Im Anschluß erfolgt ein Auftragen des Klebstoffs, z. B. mittels Fließpistole, auf die zu klebenden Werkstoffe, und zwar in einer möglichst gleichmäßigen Schichtdicke. Optimale Festig­ keiten wurden im Versuch bei Klebstoffdicken von 0,05 mm bis 0,15 mm erzielt.
Die thermische Aushärtung erfolgt in einem speziellen Härtezyklus von bevorzugt 60 Minuten bei 120°C, wobei die Temperatur in der Klebefuge während der angegebenen Zeit erreicht werden muß. Weitere Aushärtezyklen können wie folgt gewählt werden:
120°C 40 Minuten
150°C 20 Minuten
180°C 7 Minuten
205°C 2 Minuten
Nach der Aushärtung werden die verbundenen Teile auf ca. 90°C abgekühlt und es erfolgt ein Entfernen der Fixiereinrich­ tungen.
Alles in allem können mit derartig geklebten Absorbern Kollektoren guter Leistungswerte geschaffen werden, ohne daß es zu einem Verziehen oder sonstigen durch mechanische Spannung beeinflußten negativen Eigenschaften der einzu­ setzenden Absorber kommt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Absorbern, insbesondere für thermische Solaranlagen, wobei die Absorber Rohr- oder rohr­ förmige Register zur Aufnahme eines fluiden Absorbermediums sowie Absorberbleche umfassen, welche in thermischem Kontakt zu den Registern stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten Register mit einem wärmehärtenden Klebstoff auf den Absorberflächen stoffschlüssig befestigt werden, wobei der Klebstoff metallische Füllmaterialien aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vortemperierte Klebstoff in einer bevorzugten Schichtdicke im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm auf die Befestigungsfläche am Absorber und/oder dem jeweiligen Register aufgebracht, anschließend die zu verbindenden Teil positioniert und durch Klammern oder dergleichen mechanische Mittel zeitweilig fixiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen thermischen Aushärtezyklus von
120°C 40 Minuten 150°C 20 Minuten 180°C 7 Minuten 205°C 2 Minuten, oder insbesondere 120°C 60 Minuten
wobei die Temperatur in der Klebefuge während der angegebenen Zeit erreicht werden muß.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aushärtung ein Abkühlschritt auf im wesentlichen 90°C erfolgt und die mechanischen Fixiereinrichtungen entfernt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Aufheizrate von 2°C bis 5°C je Minute.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines wärmeleitenden Einkomponenten-Klebstoffs auf der Basis metallisch gefüllter, modifizierter Epoxidharze.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10243422A1 (de) * 2002-09-16 2004-03-25 Global Science Patent Gmbh Wärmeübertragungselement
EP2362157A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-31 go!nnovate AG Solarkollektor

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