DE102008058355A1 - Solar collector for heating liquid, has distributor pipe made of plastic for supplying and discharging liquid to be heated, where wall of distributor pipe is provided with undulated profile - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Solarkollektor zum Erwärmen einer Flüssigkeit, umfassend mindestens ein Verteilerrohr aus Kunststoff zur Zu- oder Ableitung der zu erwärmenden Flüssigkeit, das eine Längsachse und eine Verteilerrohr-Wandung aufweist, über deren Länge Rohranschlussstutzen zum Anschluss von Kollektorrohren verteilt sind.The The present invention relates to a solar collector for heating a liquid comprising at least one distributor tube made of plastic for supply or discharge of the to be heated Liquid, which has a longitudinal axis and a manifold wall has, over the length of pipe connection piece distributed for connection of collector tubes.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Solarkollektoren werden in unterschiedlichen Ausführungsformen zur Erwärmung des Wassers von Schwimmbädern, fest installierter oder frei aufstellbarer Schwimmbecken, Kinderpools im Innen- oder Außenbereich, Gartenduschen und dergleichen eingesetzt. Der Solarkollektor wird vom zu erwärmenden Wasser kontinuierlich durchströmt, wobei der Wasserstrom Wärme aus dem Solarkollektor aufnimmt und als erwärmtes Wasser kontinuierlich daraus wieder abgeführt wird. Die sich dabei einstellende Temperatur hängt bei gegebener Kollektorfläche und Menge des strömenden Wassers von der Sonneneinstrahlung ab und liegt in der Regel deutlich unter 50°C.such Solar collectors are available in different embodiments for heating the water of swimming pools, solid installed or freely deployable swimming pool, children's pools indoors or outdoors, garden showers and the like used. The solar collector is heated by the Water flows continuously, with the water flow Heat from the solar collector absorbs and as heated Water is continuously removed from it again. The The resulting temperature depends on the given temperature Collector area and amount of flowing water from sunlight and is usually well below 50 ° C.
Ein
Solarkollektor dieser Art ist in der
Eine
andere Art von Solarabsorbern wird zur Wärmeerzeugung oder
-rückgewinnung im Bereich der Brauchwassererwärmung
und Wohnraumbeheizung eingesetzt. Dabei werden hohe Temperaturen in
der Regel über 60°C angestrebt, was durch eine diskontinuierliche
Betriebsweise des Absorbers erreicht wird, indem Wasser oder ein
anderer Wärmeträger innerhalb des Absorbers verbleibt
und darin solange erhitzt wird, bis es die Solltemperatur erreicht
hat. Ein derartiger Solarabsorber ist aus der
Das Eintöten der Kapillarrohre beim Lötprozess birgt das Risiko, dass die als Weltrohr ausgebildete und daher dünne Wandung des Sammelrohres beeinträchtigt oder sogar beschädigt wird. Insbesondere können die thermische Beaufschlagung und die mechanische Einwirkung durch das zusätzliche Lötmaterial den Verlauf von Kraftlinien ungünstig verändern und zu erhöhten mechanischen Spannungen im Bereich der Lötstelle führen. Zudem unterliegt das Sammelrohr durch Druck- und Temperaturschwankungen beim bestimmungsgemäßen Einsatz ständig Verformungen, die durch das Wellrohr-Profil des Verteilerrohres noch begünstigt werden. Andauernde Verformungen führen zur Ermüdung des Materials und schließlich zu Bruch oder Riss im Bereich der Lötverbindungen. Davon abgesehen ist die Montage ist relativ aufwändig.The Killing the capillary tubes during the soldering process holds the risk of being trained as a world tube and therefore thin Wall of the manifold affected or even damaged becomes. In particular, the thermal impingement and the mechanical action of the additional solder material change the course of force lines unfavorably and to increased mechanical stresses in the field of Lead solder joint. In addition, subject to the manifold by pressure and temperature fluctuations when intended Constantly use deformations caused by the corrugated tube profile of the manifold still favored. Continuous deformations lead to fatigue of the material and eventually to break or crack in the area of the solder joints. From that Apart from the assembly is relatively expensive.
Die Verbindung von Verteilerrohr-Teilstücken miteinander oder mit Zu- und Ablaufrohren oder anderen Anschlusselementen aus Kunststoff erfolgt üblicher weise durch Kleben oder Schweißen. Die bisher eingesetzten, biegesteifen und starren Verteilerrohre aus Kunststoff haben eine glatte Außenwandung. Dadurch können an den Enden des Verteilerrohres oder an Zwischenstücken flüssigkeitsdichte Anschlüsse in Form von Rohrmuffen angebracht werden, wobei die glatte Zylindermantelfläche als Dichtfläche dient. Die Außenwandung eines derartigen starren Verteilerrohres hält einem radial nach innen gerichteten Anpressdruck ohne weiteres stand.The Connection of manifold sections with each other or with inlet and outlet pipes or other plastic connection elements usual way by gluing or welding. The previously used, rigid and rigid distribution pipes made of plastic have a smooth outer wall. Thereby can be at the ends of the manifold or at intermediate pieces Liquid-tight connections in the form of pipe sockets be attached, with the smooth cylinder surface serves as a sealing surface. The outer wall of a such rigid manifold holds a radially after inside directed pressure easily stood.
Im Sinne einer hohen Effizienz ist es erwünscht, dass die Kollektorrohre möglichst dicht beieinander liegen, um eine weitgehend geschlossene Einstrahlungsfläche für die Solarstrahlung bereit zu stellen. Andererseits verbleibt bei enger Anordnung der Kollektorrohre zwischen den Anschlussstutzen benachbarter Kollektorrohre nur eine kurze Verteilerrohrstrecke, von der bei Ablängungen mittig zwischen den Anschlussstutzen am Verteilerrohrende sogar nur die Hälfte für Fixierung und Abdichtung von Anschlüssen zur Verfügung steht. Dies erschwert die Herstellung einer verlässlich festen und dichten Verbindung von zwei Verteilerrohr-Teilstücken miteinander oder mit anderen Anschlusselementen, wie etwa Endkappen, Abzweigern oder Temperatur- oder Drucksensoren, und zwar insbesondere dann, wenn aus Gründen der Ästhetik die Kollektorrohre parallel und in gleichem Abstand zueinander verlaufen sollen.In terms of high efficiency, it is desirable that the collector tubes are as close to each other as possible in order to provide a largely closed irradiation surface for the solar radiation. On the other hand remains with a narrow arrangement of the collector tubes between the connecting pieces of adjacent collector tubes only a short manifold route from which stands at cutouts in the middle between the connecting piece at the manifold end even only half for fixing and sealing of connections available. This makes it difficult to make a reliably tight and tight connection of two manifold sections to each other or to other connectors such as end caps, taps, or temperature or Pressure sensors, and in particular if, for reasons of aesthetics, the collector tubes should be parallel and equidistant from each other.
Um
dieses Problem zu lösen, wird in der
Diese Verbindungsmethode hat sich beim Einsatz biegesteifer Verteilerrohre aus Kunststoff mit glatter Außenwandung bewährt. Bei Verteilerrohren, die eine gewisse radiale oder axiale Flexibilität aufweisen, unterliegen Klebe- oder Schweißverbindungen jedoch einer Ermüdung, die mit der Zeit zu Leckagen und zum Bruch führen kann.These Connection method has the use of rigid distribution pipes Made of plastic with smooth outer wall proven. In distribution pipes, which have a certain radial or axial flexibility have adhesive or welded joints however, a fatigue that leaks over time and can lead to breakage.
Flexible Verteilerrohre sind jedoch andererseits erwünscht, weil sie sich auf die Frostbeständigkeit und andere Eigenschaften des Solarkollektors vorteilhaft auswirken können.flexible However, distribution pipes are on the other hand desirable because They focus on frost resistance and other properties advantageous effect of the solar collector.
Technische AufgabeTechnical task
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor mit flexiblem Verteilerrohr aus Kunststoff bereit zu stellen, der sich durch einfache und sichere Montierbarkeit, Frostbeständigkeit, Ermüdungsfestigkeit und hohe Effizienz auszeichnet und der außerdem die Anforderungen an eine ästhetische Anmutung erfüllt.Of the The present invention is therefore based on the object, a solar collector to provide with flexible plastic manifold, the characterized by simple and safe mountability, frost resistance, Fatigue resistance and high efficiency excels and In addition, the requirements for an aesthetic Appearance fulfilled.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Solarkollektor der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wandung des Verteilerrohrs mit einem Wellprofil versehen ist, und dass die Rohranschlussstutzen in einem vorderen, dem Verteilerrohr zugewandten Längenabschnitt mit einem nicht runden Innenquerschnitt und mit einem nicht runden Außenquerschnitt ausgebildet sind, wobei Innenquerschnitt und Außenquerschnitt jeweils eine kürzere Abmessung in Richtung der Verteilerrohr-Längsachse und senkrecht dazu eine längere Abmessung aufweisen.These Task is starting from a solar collector of the aforementioned Species solved according to the invention, that the wall of the manifold provided with a corrugated profile is, and that the pipe connection in a front, the manifold facing longitudinal section with a non-circular inner cross-section and formed with a non-round outer cross-section are, wherein inner cross section and outer cross section in each case one shorter dimension in the direction of the distributor tube longitudinal axis and perpendicular to have a longer dimension.
Beim erfindungsgemäßen Solarkollektor sind ein, mehrere oder bevorzugt alle Verteilerrohre mit einem Wellprofil versehen, weisen also einen wellenförmig wechselnden Außendurchmesser auf, wie dies bei einem Wellrohr üblich ist. Desweiteren sind die Verteilerrohre mit Rohranschlussstutzen in besonderer Ausgestaltung versehen, die eine einfach herzustellende und verlässliche Verbindung der Verteilerrohre miteinander oder mit anderen Anschlusselementen ermöglicht, wie dies im Folgenden noch näher erläutert wird.At the Solar collector according to the invention are one, several or preferably all distribution pipes are provided with a corrugated profile, So have a wavy changing outer diameter on, as is usual with a corrugated pipe. Furthermore are the distribution pipes with pipe connection in a special configuration provided, which is an easy to manufacture and reliable Connection of the distribution pipes with each other or with other connection elements allows, as explained in more detail below becomes.
Das Verteilerrohr mit Wellrohr-Profil zeichnet sich durch eine gewisse Flexibilität einerseits und durch eine hohe Gestaltsteifigkeit gegenüber Außendruck bei relativ geringer Wandstärke andererseits aus. Es kann in Teilstücken vorgegebener Länge bereitstehen oder auch in Rollenform aufgewickelt sein, was die Lagerhaltung vereinfacht und den Transport zum Einsatzort erleichtert.The Manifold with corrugated tube profile is characterized by a certain Flexibility on the one hand and high structural rigidity against external pressure at relatively low wall thickness on the other hand. It can be in sections of predetermined length be available or wrapped in roll form what the Storage simplifies and facilitates the transport to the place of use.
Der Einsatz von Verteilerrohren mit Wellrohrprofil wirkt sich außerdem auf die Frostbeständigkeit des Solarkollektors vorteilhaft aus. Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass das Verteilerrohr infolge seines Wellrohrprofilierung elastisch und biegsam ist und dadurch der Ausdehnung des Eises folgen kann.Of the Use of distribution pipes with corrugated pipe profile also has an effect on the frost resistance of the solar collector advantageous out. This can be attributed to that the manifold due to its corrugated tube profiling elastic and is flexible and thereby can follow the expansion of the ice.
Weiterhin zeigt ein unter Einsatz flexibler Verteilerrohre aufgebauter, mattenähnlicher, flächiger Solarkollektor auch eine gewisse Biegsamkeit in Richtung der Matten-Normale. Die flächige Anordnung der Kollektorrohre kann sich daher Unebenheiten der Unterlage leicht anpassen. Als Beispiel seien gewölbte Flächen genannt, auf denen (Mauer) oder um die herum (Säulen, Türme) der Solarkollektor vollflächig aufliegen kann, was nicht nur aus ästhetischer Sicht vorteilhaft ist, sondern auch Beschädigungen nur lokal aufliegender Teile des Solarkollektors durch einwirkende Biegekräfte verhindert.Farther shows a built using flexible manifolds, mat-like, flat solar collector also a certain flexibility towards the mat normal. The flat arrangement The collector tubes can therefore be uneven surfaces easily to adjust. As an example, there are curved surfaces called on (wall) or around (pillars, towers) the solar collector can rest on the entire surface, which is not only from an aesthetic point of view is advantageous, but also Damage to only local parts of the solar collector prevented by acting bending forces.
Über die Länge des Verteilerrohres sind Rohranschlussstutzen für den Anschluss der Kollektorrohre verteilt. Im Unterschied zu den bisherigen Kollektorrohren sind die Rohranschlussstutzen nicht oder nicht ausschließlich mit rundem radialem Querschnitt (senkrecht zur Längsachse der Rohranschlussstutzens) ausgebildet, sondern mindestens in einem vorderen Längenabschnitt mit einem nicht kreisförmigen radialen Querschnitt. Geeignete nicht kreisförmige Innen- oder Außenquerschnitte sind beispielsweise oval oder rechteckig und auch Zwischenformen dazu.about the length of the distributor pipe are pipe connection pieces distributed for the connection of the collector pipes. In difference to the previous collector tubes are the pipe connection not or not exclusively with a round radial cross section formed (perpendicular to the longitudinal axis of the pipe connection piece), but at least in a front length section a non-circular radial cross-section. suitable non-circular inner or outer cross-sections are for example oval or rectangular and also intermediate forms to.
Wichtig dabei ist, dass die kleinere Abmessung des Außenquerschnitts in Richtung der Verteilerrohr-Längsachse verläuft. Diese Abmessung wird im Folgenden auch als „Breite” des Rohranschlussstutzens bezeichnet. Die geringere Breite ist in einem vorderen Längenabschnitt des Anschlussstutzens vorgesehen, der der Verteilerrohr-Wandung zugewandt ist. Dieser Längenabschnitt wird im Folgenden auch als „Fuß” oder „Fußbereich” des Rohranschlussstutzens bezeichnet.It is important that the smaller dimension of the outer cross section runs in the direction of the distributor tube longitudinal axis. This dimension is also referred to below as the "width" of the pipe connection piece. The smaller width is provided in a front longitudinal portion of the connecting piece, which faces the manifold tube wall. This length section is in Fol Also referred to as "foot" or "foot" of the pipe connection.
Das bedeutet, dass der Rohranschlussstutzen in seinem Fußbereich mit schmaler Breite ausgeführt ist. Bei nominal gleich bleibendem Mittenabstand der Rohranschlussstutzen vergrößert eine im Vergleich zur runden Ausführungsform geringere Breite den Freiraum im Fußbereich und damit die Länge der zur Herstellung einer flüssigkeitsdichten Verbindung zur Verfügung stehenden Verteilerrohr-Mantelfläche.The means that the pipe connection in his foot area is designed with a narrow width. At nominal equal remaining center distance of the pipe connection enlarged a smaller width compared to the round embodiment the free space in the foot area and thus the length for producing a liquid-tight connection available distributor tube lateral surface.
Da die Verteilerrohr-Mantelfläche mit einem Weltprofil versehen ist, kann der größere Freiraum im Fußbereich bei gleicher Feinheit des Wellprofils ein oder mehrere Rillen (Wellentäler) des Profils zusätzlich freistellen, die für eine Verlängerung des Verteilerrohrs oder für einen anderen Anschluss genutzt werden können.There the distribution pipe lateral surface provided with a world profile is, the greater clearance in the foot area with the same fineness of the corrugated profile, one or more grooves (troughs) of the profile additionally exempt for one Extension of the manifold or for a other connection can be used.
Bei den Kollektorrohren handelt es sich in der Regel um Rundrohre mit Wellprofil, die im einfachsten Fall auf die Rohranschlussstutzen aufgesteckt werden. Zum diesem Zweck sind die Rohranschlussstutzen in einem hinteren, dem Kollektorrohr zugewandten Längenabschnitt vorzugsweise als Rundrohr mit rundem Außenquerschnitt ausgebildet.at The collector tubes are usually round tubes with Corrugated profile, in the simplest case on the pipe connection be plugged. For this purpose, the pipe connection pieces in a rear, the collector tube facing the longitudinal section preferably designed as a round tube with a round outer cross section.
Der hintere Längenabschnitt des Rohranschlussstutzens schließt sich an den vorderen Längenabschnitt unmittelbar oder über ein Zwischenstück an. Er dient zum Anschluss der Kollektorrohres und hat daher einen an das anzuschließende Kollektorrohr in Form und Abmessung angepassten Außenquerschnitt.Of the rear longitudinal section of the pipe connection closes to the front length section directly or over an intermediate piece. It serves to connect the collector tube and Therefore has a to be connected to the collector tube in Shape and dimension adapted outer cross-section.
Die verhältnismäßig geringe Breite im Fußbereich des Rohranschlussstutzens hat Einfluss auf dessen Innenquerschnitt und kann zu einer Verringerung des Strömungsquerschnitts für die zu erwärmende Flüssigkeit im Vergleich zum Strömungsquerschnitt im daran angeschlossenen Kollektorrohr führen. Eine Verengung in diesem Bereich wirkt sich auf das Strömungsverhalten ungünstig aus, erfordert einen höheren Druck und führt daher auch zu verstärktem Abrieb im Bereich des Anschlussstutzens.The relatively small width in the foot area of the pipe connection has influence on its inner cross section and can lead to a reduction of the flow cross section for the liquid to be heated in Comparison to the flow cross-section in the connected Lead the collector tube. A narrowing in this area Affects the flow behavior unfavorable out, requires a higher pressure and therefore leads also to increased abrasion in the area of the connecting piece.
Daher ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Solarkollektors vorgesehen, dass die Fläche des Innenquerschnitts im vorderen Längenabschnitt mindestens so groß ist wie die Fläche des Innenquerschnitts im hinteren Längenabschnitt.Therefore is in a preferred embodiment of the solar collector provided that the area of the inner cross section in the front Length section is at least as large as the Surface of the inner cross section in the rear section.
Dadurch, dass die Fläche des Innenquerschnitts im Fußbereich des Anschlussstutzens genau so groß oder sogar größer ist, wird ein vorteilhaftes Strömungsverhalten ohne Druckverlust durch eine vorgelagerte und unnötige Querschnittsverengung erreicht. Dieser Effekt wird dadurch erzielt, dass im Fußbereich des Rohranschlussstutzens die längere Abmessung des Innenquerschnitts so groß ist, dass sie die geringere Breite so kompensiert oder sogar überkompensiert, dass keine Verengung des Strömungsquerschnitts auftritt. Die Fläche des Innenquerschnitts im hinteren Längenabschnitt entspricht in der Regel in etwa der Fläche des Innenquerschnitts des Kollektorrohres (sie ist geringfügig kleiner, wenn das Kollektorrohr den Anschlussstutzen übergreift).Thereby, that the area of the inner cross section in the foot area the connecting piece just as big or even bigger is, is a favorable flow behavior without pressure loss achieved by an upstream and unnecessary cross-sectional constriction. This effect is achieved in that foot area of the pipe connecting piece, the longer dimension of the inner cross section so big that it compensates for the smaller width or even overcompensated for that no narrowing of the flow cross section occurs. The area of the inner cross section in the rear Length section usually corresponds approximately to the area the internal cross section of the collector tube (it is small smaller, if the collector tube overlaps the connecting piece).
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Solarkollektors ist vorgesehen, dass der Außen- und der Innenquerschnitt im vorderen Bereich abgerundet rechteckig bis oval ausgebildet sind.at preferred embodiments of the invention Solar collector is provided that the outdoor and the Inner cross-section in the front area rounded off rectangular to oval are formed.
Derartige Querschnitte sowie Zwischenformen davon erlauben eine weitgehende Querschnittsverringerung in Richtung der Verteilerrohr-Längsachse bei gleichzeitiger Beibehaltung eines genügend großen Strömungsquerschnitts.such Cross-sections and intermediate forms of it allow a large extent Cross-section reduction in the direction of the distributor tube longitudinal axis while maintaining a sufficiently large Flow cross-section.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Rohranschlussstutzen zwischen dem vorderen Längenabschnitt und dem hinteren Längenabschnitt einen Absatz mit einer in Richtung des Kollektorrohres weisenden Sockelfläche aufweist.Farther It has proven to be beneficial if the pipe connection between the front longitudinal section and the rear Length section a paragraph with one in the direction of Having collector tube facing base surface.
Ein derartiger Absatz am Außenmantel des Rohranschlussstutzens ergibt sich auf einfache Weise dadurch, dass die längere Abmessung im Fußbereich des Rohranschlussstutzens größer ist als die entsprechende Abmessung (quer zur Verteilerrohr-Längsachse) im Außenbereich, die sich beispielsweise als Radius eines runden Querschnitts ergibt. Der so zwangsläufig erzeugte Absatz zwi schen Fuß- und Außenbereich des Rohranschlussstutzens dient vorteilhaft als Anschlag beim Aufschieben eines Kollektorrohres.One Such paragraph on the outer jacket of the pipe connection piece results in a simple way that the longer Dimensions in the foot area of the pipe connection larger is the corresponding dimension (transverse to the distributor tube longitudinal axis) in the outdoor area, for example, as the radius of a round cross section results. The so inevitably generated Paragraph between foot and outer area of the pipe connection is used advantageous as a stop when pushing a collector tube.
Für die Herstellung einer Verlängerung des Verteilerrohres oder den dichten Anschluss anderer Bauteile oder stirnseitiger Abschlüsse des Verteilerrohres hat sich eine Ausführungsform des Solarkollektors bewährt, bei der ein Ende des Verteilerrohres von einer Manschette übergriffen wird, die einen nach innen ragenden Innenwulst aufweist, der in ein Wellental des Verteilerrohr-Wellprofils eingreift.For the production of an extension of the manifold or the tight connection of other components or frontal terminations the distributor tube has an embodiment of the solar collector proven, in which one end of the manifold of a Cuff is overlapped, which protrudes inward Inner bead has, in a trough of the manifold Wellprofils intervenes.
Zur Herstellung einer flüssigkeitsdichten Verbindung ist eine Manschette vorgesehen, die die Verteilerrohr-Mantelfläche umgreift, und dabei mit einem oder mit mehreren Innenwülsten versehen ist, die jeweils in ein Wellental (eine Rille) des Wellprofils eingreifen. Dadurch wird zumindest zwischen Manschette und Verteilerrohr eine Fügeverbindung erzeugt, die zu einer Fixierung des Verteilerrohr-Endes beiträgt. In dem Fall genügt es, ist der Innenwulst umlaufend oder in Form mehrere Noppen oder Stege ausgebildet ist, die in die jeweilige Rille einrasten können. In einer bevorzugten Ausführungsform dient der Innenwulst oder ein weiterer Innenwulst auch zur Abdichtung. In dem Fall ist ein umlaufender Innenwulst erforderlich, der in die jeweilige Rille einrasten kann. Andernfalls wird die Abdichtung durch einen in ein Wellental des Wellprofils eingelegten Dichtring erzeugt, den die Manschette umgreift und an dem sie dicht anliegt.To produce a liquid-tight connection, a sleeve is provided, which surrounds the distributor tube lateral surface, and is provided with one or more internal beads, each of which engages in a trough (a groove) of the corrugated profile. As a result, at least between the sleeve and manifold a joint connection is generated, which contributes to a fixation of the manifold end. In the case it is sufficient, the inner bead is circumferential or in the form of several nubs or bars is formed, which can engage in the respective groove. In a preferred embodiment, the inner bead or a further inner bead also serves for sealing. In this case, a circumferential inner bead is required, which can engage in the respective groove. Otherwise, the seal is produced by an inserted into a wave trough of the corrugated profile sealing ring, which engages around the sleeve and on which it rests tightly.
In jedem Fall wird ist durch diese Art der Verbindung und Abdichtung der Montageaufwand für die Herstellung der Verbindung gering und Klebe- oder Schweißverbindungen, die wegen der Flexibilität des erfindungsgemäßen Solarkollektors sowieso nur eine geringe Lebensdauer hätten, erübrigen sich dadurch. Dies wird durch die oben beschriebene Ausbildung der Rohranschlussstutzen erreicht, die eine Schaffung von soviel Freiraum im Fußbereich des Anschlussstutzen gewährleistet, dass mindestens ein Wellental für die (dichtende) Aufnahme eines umlaufenden Innenwulstes zur Verfügung steht. Davon unabhängig kann die Manschette zusätzlich mit einer den Fußbereich umgreifenden Aussparung versehen sein, wie dies aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist.In Any case will be through this type of connection and sealing the assembly costs for the preparation of the connection low and glued or welded joints because of the flexibility the solar collector according to the invention anyway only a short life would have, unnecessary through it. This is due to the above-described training of Pipe connecting pieces achieved, which create a lot of free space ensured in the foot area of the connecting piece, that at least one wave trough for the (sealing) recording a circumferential inner bead is available. From that independently, the cuff can be additionally with a recess encompassing the foot area, as is known from the aforementioned prior art.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarkollektors ist vorgesehen, dass die Manschette aus einem elastischen Werkstoff besteht und dass der mindestens eine Innenwulst durch Eingriff in das Wellental das Verteilerrohr nach Außen abdichtet.at a preferred embodiment of the invention Solar collector is provided that the cuff made of an elastic Material consists and that the at least one inner bead through Engage in the trough the manifold to the outside seals.
Dadurch, dass die Manschette einschließlich ihres Innenwulstes aus einem elastischen Werkstoff besteht, kann diese gleichzeitig als Dichtung wirken. Hierbei ist ein innen umlaufenden Innenwulst vorgesehen.Thereby, that the cuff including its inner bead out an elastic material, this can simultaneously as Seal work. Here, an inner circumferential inner bead is provided.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Rohranschlussstutzen integraler Bestandteil des Verteilerrohres sind.It has proved to be particularly favorable when the pipe connection integral part of the manifold.
Verteilerrohr und Rohranschlussstutzen bilden hierbei einen integralen Verbund, sie sind also aus einem Stück gefertigt. Die Rohranschlussstutzen sind mit der Außenwandung des Verteilerrohres integral verbunden und werden vorteilhafterweise im gleichen Arbeitsgang geformt. Als Beispiele hierfür seien ein kontinuierliches Extrusionsblasverfahren oder ein diskontinuierliches Blasformverfahren genannt. Der integrale Verbund hat den Vorteil, dass der Aufwand für die nachträgliche Ausbildung einer formschlüssigen und dichten Verbindung zwischen Verteilerrohr und Rohranschluss (etwa durch Verschweißen von Kunststoffteilen) entfällt ebenso wie die in der Regel damit einhergehende thermische Belastung des Verteilerrohres. Eine Störung der bei der Herstellung des Verteilerrohres vorgegebenen Kraftlinienverläufe (mit eher geringen mechanischen Spannungen) durch ein nachträgliches Anbringen von Teilen wird vermieden, und damit auch die Ausbildung von Spannungsspitzen. Der integral angeformte Rohrstutzen trägt daher auch bei andauernden Verformungskräften zu einer geringeren Rissanfälligkeit bei.manifold and pipe connection pieces form an integral composite, So they are made of one piece. The pipe connection pieces are integrally connected to the outer wall of the manifold and are advantageously formed in the same operation. When Examples include a continuous extrusion blown or called a discontinuous blow molding. The integral Verbund has the advantage that the effort for the subsequent Forming a positive and tight connection between distributor pipe and pipe connection (eg by welding Of plastic parts) deleted as well as the rule concomitant thermal load on the manifold. A Disturbance of specified in the production of the manifold Lines of force (with rather low mechanical stresses) by a subsequent attachment of parts is avoided and thus also the formation of voltage peaks. The integral molded pipe socket therefore carries even with ongoing Deformation forces to a lower susceptibility to cracking at.
Es hat sich auch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Rohranschlussstutzen entlang einer ersten Längsseite der Verteilerrohr-Wandung angeordnet sind, und auf der der ersten Längsseite gegenüberliegenden zweiten Längsseite der Verteilerrohr-Wandung eine Vielzahl von Prägeelementen zur Formstabilisierung vorgesehen sind.It has also proved to be particularly advantageous when the pipe connection along a first longitudinal side of the manifold wall are arranged, and on the opposite side of the first longitudinal side second longitudinal side of the manifold wall a variety are provided by embossing elements for shape stabilization.
Bei den Prägeelementen handelt es sich um eine maschinell hergestellte Ausformungen im Bereich der Verteilerrohr-Wandung, die jeweils einem Rohranschlussstutzen ungefähr – im Idealfall genau – gegenüberliegen. In der Regel sind die Prägeelemente als ringförmige Vertiefungen oder Erhebungen mit etwa den (radialen) Abmessungen im Fußbereich des Rohranschlussstutzens ausgeformt. Die Prägeelemente bewirken einen Ausgleich mechanischer Spannungen, die infolge der nur einseitig in der Verteilerrohr-Wandung integrierten Rohranschlussstutzen erzeugt würden, und sie tragen so zu einer besseren Formbeständigkeit und Dichtigkeit des Solarkollektors bei. Darüber hinaus erhöhen sie die Steifigkeit des Wellrohres.at the embossing elements is a machine-made Formations in the area of the manifold wall, each a pipe connection approximately - ideally - exactly opposite. In general, the embossing elements are as annular Depressions or elevations with approximately the (radial) dimensions formed in the foot region of the pipe connection piece. The Embossing elements compensate for mechanical stresses, the integrated as a result of only one side in the manifold wall Pipe connection would be generated, and they wear this way to a better dimensional stability and tightness of the Solar collector at. In addition, they increase the rigidity of the corrugated pipe.
Im Idealfall liegt jedem Rohranschlussstutzen an der ersten Längsseite jeweils ein Prägeelement an der zweiten Längsseite der Verteilerrohr-Wandung exakt gegenüber. Abweichungen von diesem Idealfall sind in gewissem Umfang hinnehmbar, führen aber zu höheren mechanischen Spannungen innerhalb des Verteilerrohres.in the Ideally, each pipe connection is located on the first longitudinal side in each case an embossing element on the second longitudinal side the manifold wall exactly opposite. deviations from this ideal case are to some extent acceptable but to higher mechanical stresses within the manifold.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, wenn auch die Prägeelemente integraler Bestandteil des Verteilerrohres mit Wellprofil sind.Farther It has proven to be favorable, although the embossing elements integral part of the distributor tube with corrugated profile.
Die Prägeelemente und die Rohranschlussstutzen sind hierbei mit der Außenwandung des Verteilerrohres integral verbunden und werden im gleichen Arbeitsgang ausgeformt. Der integrale Verbund hat den Vorteil, dass der Aufwand für ein nachträgliches Erzeugen von Prägeelementen und die damit einhergehenden Störungen des Kraftlinienverlaufs in der Wandung des Verteilerrohres vermieden werden.The Embossing elements and the pipe connection are here integrally connected to the outer wall of the manifold and are formed in the same operation. The integral composite has the advantage that the expense of an afterthought Create embossing elements and the associated Disturbances of the line of force in the wall of the distribution pipe be avoided.
Es hat sich außerdem bewährt, wenn die Kollektorrohre als Wellrohre ausgebildet sind, die über ihre Länge gleichmäßig verteilte Markierungsbereiche mit vermindertem Außendurchmesser aufweisen.It has also proven itself when the collector pipes are formed as corrugated pipes over their length evenly distributed marking areas with having reduced outer diameter.
Kollektorrohre sind in aller Regel in Form von Wellrohren ausgeführt, und sie werden bei der Montage des Solarkollektors nach Bedarf von der Rolle abgeschnitten. Ergänzend dazu zeigen die Kollektorrohre gemäß der Erfindung vorzugsweise über ihre Länge gleichmäßig verteilte Markierungsbereiche. Die Markierungsbereiche sind in einem konstanten Abstand voneinander – beispielsweise alle 50 cm – über die Länge des Kollektorrohres verteilt, und sie sind optisch durch einen verminderten Außendurchmesser erkennbar. Zusätzlich können auch Markierungen anderer Art vorgesehen sein, wie etwa Markierungen durch Farbe oder Prägung der Oberfläche. Eine Funktion der Markierungsbereiche besteht darin, dass sie das Abmessen der Rohrlänge beim Zurechtschneiden erleichtern.Collector pipes are usually in the form of Corrugated tubes executed, and they are cut off during assembly of the solar collector as needed from the roll. In addition to the collector tubes according to the invention preferably over its length uniformly distributed marking areas. The marking areas are distributed at a constant distance from each other - for example, every 50 cm - over the length of the collector tube, and they are visually recognizable by a reduced outer diameter. In addition, markings of another type may be provided, such as markings by color or embossing of the surface. One function of the marking areas is to facilitate measuring the pipe length when trimming.
Außerdem können sie zur Stabilisierung der mattenförmigen Anordnung der Kollektorrohre herangezogen werden, sofern diese parallel zueinander angeordnet sind und ihre Markierungsbereiche in einer geraden Linie oder in mehreren geraden Linien liegen. Denn in diesem Fall ist es leicht möglich, entlang der Linie oder der Linien der Markierungsbereiche ein oder mehrere Stabilisierungsprofile anzuordnen, die mit den Markierungsbereichen zusammenwirken. Hierzu weist jedes Stabilisierungsprofil über seine Länge mehrere offene, halbkreisförmige Aussparungen für die Kollektorrohre auf. Die Größe der Aussparungen ist dabei auf dem verminderten Außendurchmesser der Markierungsbereiche ausgelegt. Die Kollektorrohre werden so – mittels ihrer Markierungsbereiche – in einem oder in mehreren Stabilisierungsprofilen fixiert. Eine Verschiebung in Längsachsenrichtung ist danach nur im Umfang der Länge des Markierungsbereiches möglich. Dadurch wird ein übermäßiges Verziehen der mattenförmigen Anordnung – etwa durch mechanische Einwirkungen oder durch Unterschiede in der thermischen Ausdehnung zwischen Tag und Nacht, die sogar zu einem allmählichen „Wegwandern” des Solarkollektors führen können – vermindert, und so eine gewisse Formstabilität der Anordnung erreicht. Andererseits wird die erforderliche Flexibilität zum Ausgleich von Wärmedehnungen beibehalten.Furthermore They can help to stabilize the mat-shaped Arrangement of the collector tubes are used, provided that they are parallel are arranged to each other and their marking areas in one straight line or in several straight lines. Because in this Case it is easily possible along the line or the Lines of marker areas one or more stabilization profiles to arrange, which interact with the marking areas. For this has each stabilization profile over its length several open, semicircular recesses for on the collector pipes. The size of the recesses is on the reduced outer diameter of the marking areas designed. The collector tubes are - by means of their Marking areas - in one or more stabilization profiles fixed. A shift in the longitudinal axis direction is thereafter only possible within the scope of the length of the marking area. This will cause excessive warping the mat-shaped arrangement - about by mechanical Actions or differences in thermal expansion between Day and night, even to a gradual "walking away" of the Solar collector can lead - diminished, and thus achieved a certain dimensional stability of the arrangement. On the other hand, the required flexibility is compensated maintained by thermal expansion.
Die Markierungsbereiche können als Wandungsbereiche mit feinerer Wellenform und dickerer Wandstärke ausgebildet sein – im Folgenden auch als „Feinwelle” oder „feinwellig” bezeichnet – und ansonsten eine gröbere Wellenform, was im Folgenden auch als „Grobwelle” oder „grobwellig” bezeichnet wird. Die feinwelligen Bereiche sind optisch leicht erkennbar und sie zeichnen sich durch eine vergleichsweise größere Wandstärke und damit durch eine höhere me chanische Stabilität aus. Dies vermindert die Gefahr einer mechanischen Beschädigung, wenn an diesen Bereichen eine Fixierung angreift, wie beispielsweise durch Einclipsen in Aufnahmen eines Stabilisierungsprofils, wie oben beschrieben.The Marking areas can be used as wall areas with finer Waveform and thicker wall thickness be formed - in Also referred to below as "fine wave" or "fine wave" - and otherwise a coarser waveform, which below is called "coarse wave" or "coarse wave". The fine-wave areas are visually easily recognizable and they are characterized by a comparatively larger one Wall thickness and thus by a higher me chanic Stability out. This reduces the risk of mechanical Damage if a fixation occurs at these areas, such as by clipping into shots of a stabilization profile, as described above.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarkollektors ist dem Verteilerrohr ein biegesteifes Formprofil zugeordnet, das in einem Parallelabstand von weniger als 50 cm zum Verteilerrohr verläuft, und das über seine Länge offene Aufnahmen für eine Clipsverbindung mit den Kollektorrohren aufweist.at a preferred embodiment of the invention Solar collector is the distribution pipe a rigid form profile assigned at a parallel distance of less than 50 cm to the Distributor pipe runs, and that over its length open receptacles for a clip connection with the collector tubes having.
Das Verteilerrohr oder die Verteilerrohre des erfindungsgemäßen Solarkollektors zeigen infolge ihrer Ausbildung als Wellrohr eine gewisse Flexibilität und tragen somit zur Formstabilität der mattenförmigen Anordnung der Kollektorrohre weniger bei als die traditionellen, biegesteifen Gattrohre. Für Anwendungen, bei denen eine gewisse Formstabilität gewünscht ist, ist vorzugsweise jedem flexiblen Verteilerrohr ein biegesteifes Formprofil zugeordnet. Das Formprofil verläuft parallel und in einem geringen Abstand zum jeweiligen Verteilerrohr und trägt so zur Formstabilisierung der Kollektorrohr-Anordnung bei. Es liegt vorzugsweise unterhalb der Kollektorrohre und zeigt beispielsweise nach oben offene, halbkreisförmige Ausnehmungen zur Aufnahme der Kollektorrohre. Der Durchmesser der Ausnehmungen ist an den Durchmesser der Kollektorrohre angepasst. Über die Länge der Kollektorrohre können mehrere derartiger Formprofile vorgesehen sein, wobei diese dann als „Stabilisierungsprofile” im oben erläuterten Sinne dienen.The Manifold or the distribution pipes of the invention Solar collector show as a result of their training as a corrugated pipe certain flexibility and thus contribute to dimensional stability the mat-shaped arrangement of the collector tubes less at as the traditional, rigid husbandry tubes. For Applications where a certain dimensional stability desired is preferably a flexible rigid each flexible manifold Assigned shape profile. The profile is parallel and at a small distance to each manifold and carries so as to stabilize the form of the collector tube arrangement. It lies preferably below the collector tubes and shows, for example upwardly open, semicircular recesses for receiving the collector pipes. The diameter of the recesses is at the Adjusted diameter of the collector tubes. About the length the collector tubes can be several such shape profiles be provided, which then as "stabilization profiles" in serve as explained above.
Vorzugsweise bestehen die Verteilerrohre und die Kollektorrohre aus dem gleichen Kunststoff. Fügeverbindungen der Bauteile miteinander zeigen wegen des jeweils gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten geringe Dichtungs- und Alterungsprobleme, was sich auch im Hinblick auf eine gute Frostbeständigkeit bemerkbar macht.Preferably the distribution pipes and collector pipes are the same Plastic. Fügeverbindungen the components show together because of each of the same thermal expansion coefficient low Sealing and aging problems, which also in terms of makes a good frost resistance noticeable.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarkollektors weist das Verteilerrohr eine lichte Weite im Bereich von 40 mm bis 75 mm auf.at a preferred embodiment of the invention Solar collector, the manifold has a clear width in the range from 40 mm to 75 mm.
Ausführungsbeispielembodiment
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt in schematischer Darstellung im Einzelnen:following the invention is based on embodiments and a drawing explained in more detail. It shows in schematic representation in detail:
Der
in
Das
zu erwärmende Wasser gelangt über den Einlauf
Die
Verteiler-Zuleitung
Im
Unterschied dazu werden beim Solarkollektor gemäß vorliegender
Erfindung Verteilerrohre
Das
Wellprofil, welches sowohl auf der Außen- als auch auf
der Innenwandung der Verteilerrohre
Die
flexiblen Verteilerrohre
Zur
Formstabilisierung sind auf beiden Stirnseiten der Absorbermatte
Ähnliche
Halteprofile
Details
und vorteilhafte Ausführungsformen der Verteilerrohre
Die
Rohranschlussstutzen
Der
vordere, mit der Wandung
Infolge
der Längenunterschiede zwischen der langen Abmessung LL im Fußbereich
Die
Rohranschlussstutzen
Die
Sicke
Aus
der Seitenansicht des Verteilerrohres
Der
breitere Abstand (
In
Zur
Abdichtung wird eine Dichtungshülse
Zur
Verlängerung des Verteilerrohrs
Im
Ausführungsbeispiel von
Die
Markierungsbereiche
Innerhalb
der Absorbermatte
Die
Halteprofile
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102005061008 B3 [0003] DE 102005061008 B3 [0003]
- - DE 10039111 B4 [0004] - DE 10039111 B4 [0004]
- - DE 8815930 U1 [0008] - DE 8815930 U1 [0008]
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-
2008
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DE102008058355B4 (en) | 2011-04-28 |
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---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
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