-
Die
Erfindung betrifft ein Röhrenkollektormodul
für ein
Sonnenkollektorsystem und eine Röhrenkollektoranordnung.
-
Sonnenkollektorsysteme
dienen dazu, ein Wärmeträgermedium,
insbesondere Wasser, durch Sonneneinstrahlung zu erwärmen. Dazu
wird eine Sonnenkollektoranordnung auf eine für die Sonneneinstrahlung zugänglichen
Fläche,
z.B. einem Hausdach, angebracht und das Wärmeträgermedium in einem Kreislauf
durch die Sonnenkollektoranordnung gepumpt.
-
Derzeit übliche Sonnenkollektoranordnungen
weisen Röhrenkollektoren
auf, die im Wesentlichen parallel mit einer Vorlaufleitung und einer
Rücklaufleitung
verbunden sind, so dass ein Wärmeträgermedium
parallel durch die Röhrenkollektoren
gepumpt wird. Die parallele Anordnung der Röhrenkollektoren ist bisher
der seriellen Anordnung vorzuziehen, da diese kostengünstiger
herzustellen war und einfacher beispielsweise auf einem Hausdach
zu montieren ist.
-
-
Die
parallele Durchströmung
hat den Nachteil, dass durch die parallel angeordnete Rohrführung keine
Zwangsdurchströmung
erfolgt. Dies kann zu Wirkungsgradeinbußen und unkontrollierten Verdampfungszonen
in einzelnen Röhrenkollektoren
der Sonnenkollektoranordnung führen.
Dies tritt vor allem bei niedrigen Durchflüssen, die durch das Pumpsystem
für das
Wärmeträgermedium
beispielsweise bei niedrigen Einstrahlungswerten oder bei hohen geforderten
Temperaturen eingestellt werden sowie beim Betrieb im Hochtemperaturbereich
auf.
-
Ein
weiterer Nachteil bei diesen Sonnenkollektoranordnungen ist es,
dass durch die großen
auftretenden Temperaturunterschiede thermisch bedingte Längenunterschiede
hervorgerufen werden, die zu Verspannungen in der Sonnenkollektoranordnung
und somit zu einem erhöhten
Verschleiß führen können.
-
Insbesondere
beim Anschließen
von koaxialen Röhrenkollektoren
kommt es aufgrund deren Abmessungen zu einer unterschiedlich großen Längenänderung
von Innenrohr und Außenrohr
des Röhrenkollektors,
die im montierten Zustand bei häufigen Temperaturschwankungen,
beispielsweise aufgrund des Tag-Nacht-Zyklus, zu Rissen, Brüchen und
sonstigen Beschädigungen
der Sonnenkollektoranordnung führen
kann.
-
Aus
DE 100 11 812 A1 ist
ein Röhrenkollektormodul
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Es ist ein Sonnenkollektor
bestehend aus zwei zueinander parallel erstreckten Vor- und Rücklauf röhren beschrieben,
an die mehrere, ebenfalls zueinander parallele Röhrenkollektoren mit den Wärmeträger führenden
Koaxialrohren zum einen im Rücklaufrohr
und zum anderen im Vorlaufrohr mündend
angeschlossen sind. Die Koaxialrohre umfassen jeweils ein koaxiales
Innen- und Außenrohr,
die als getrennte Bauteile bereitgestellt und bei der Montage jeweils
für sich
in die Vor- bzw. Rücklaufrohre
in einem hierfür vorgesehen
Schiebesitz befestigt werden.
-
DE 28 22 184 A1 beschreibt
einen röhrenförmigen Solarkollektor,
der ebenfalls koaxiale Röhrenkollektoren
verwendet. Diese sind so aufgebaut, daß ein koaxiales Innenrohr mittels
einer Haltefeder, die sich im koaxialen Außenrohr befindet, an einen Durchgriff
des Rücklaufrohres
gedrückt
wird.
-
Aus
der
DE 101 02 825
A1 ist ein Röhrenkollektormodul
unter Verwendung einer seriellen Verschaltung von sog. Dewar-Röhren bekannt.
-
Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten durch Temperaturschwankungen
bedingten Schäden
oder einen erhöhten
Verschleiß bei
einem Röhrenkollektormodul
einer Sonnenkollektoranordnung zumindest weitgehend zu vermeiden.
-
Die
Erfindung stellt hierfür
ein Röhrenkollektormodul
für eine
Sonnenkollektoranordnung nach Anspruch 1, eine Kollektoranordnung
nach Anspruch 14 und ein Kollektorsystem nach Anspruch 18 bereit. Weitere
Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
-
Danach
umfaßt
ein erfindungsgemäßes Röhrenkollektormodul
für eine
Sonnenkollektoranordnung, nach einem Aspekt der Erfindung, ein Kollektoranschlussmodul
mit einem Zuführungsanschluss
zum Zuführen
eines Wärmeträgermediums, einem
Abführungsanschluss
zum Abführen
des Wärmeträgermediums
und einem Kollektoranschluss, an welchem ein vom Wärmetragermedium
durchflossener Röhrenkollektor
angeschlossen ist, wobei der Röhrenkollektor
ein Außenrohr
und ein darin angeordnetes und mit dem Außenrohr eine zusammenhängende Einheit
bildendes Innenrohr aufweist, und der Kollektoranschluss mit einem
Loslager ausgestattet ist, in welchem ein Anschlussende des Innenrohres
aufgenommen ist, derart, daß das
Innenrohr bei thermisch bedingter Längenänderung des Röhrenkollektors
in dessen Längsrichtung
verschiebbar ist.
-
Es
kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Kollektoranschluss des
Kollektoranschlussmoduls einen Innenanschluss für ein Innenrohr des Röhrenkollektors
und einen Außenanschluss
für ein
Außenrohr
des Röhrenkollektors
aufweist. Der Innenanschluss ist als Loslager ausgebildet.
-
Vorzugsweise
sind der Zuführungsanschluss mit
dem Innenanschluss und den Auführungsanschluss
mit dem Außenanschluss
oder der Zuführungsanschluss
mit dem Außenanschluss
und der Abführungsanschluss
mit dem Innenanschluss verbunden.
-
Weiterhin
ist es möglich,
dass das Kollektoranschlussmodul so gestaltet ist, um eine Wärmeträgerflüssigkeit
von dem Zuführungsanschluss über den
an dem Kollektoranschluss anschließbaren Röhrenkollektor an den Abführungsanschluss
zu leiten.
-
Vorzugsweise
kann das Loslager eine Aufnahmeeinrichtung aufweisen, um das Innenrohr
aufzunehmen, wobei ein dem Innenrohr zugewandtes Ende der Aufnahmeeinrichtung
konisch geformt ist. Dadurch wird die Montage eines Röhrenkollektors
in dem Kollek toranschlussmodul erheblich vereinfacht, da beim Einstecken
des Röhrenkollektors
das Innenrohr in das Loslager geführt wird.
-
Zwischen
Zuführungsanschluss
und Kollektoranschluss kann eine Zuführungsleitung und zwischen
Kollektoranschluss und Abführungsanschluss eine
Abführungsleitung
vorgesehen sein. Insbesondere kann zwischen Zuführungsleitung und Abführungsleitung
eine Entlüftungsverbindung
zum Entlüften
angeordnet sein. Die Entlüftungsverbindung
ist vorzugsweise als eine Durchlassöffnung zwischen Zuführungsleitung
und Abführungsleitung
ausgebildet.
-
In
einer Ausführungsform
ist das Kollektoranschlussmodul mit mehreren Kollektoranschlüssen vorgesehen,
die im Wesentlichen nebeneinander angeordnet sind, wobei das zugeführte Wärmeträgermedium
die Röhrenkollektoren
im Wesentlichen nacheinander durchströmt.
-
Vorzugsweise
liegen der Zuführungsanschluss
und der Abführungsanschluss
im Wesentlichen einander gegenüber
und sind zueinander komplementär
geformt, so dass beim seriellen Zusammenschließen mehrerer Kollektoranschlussmodule der
Zuführungsanschluss
mit dem Abführungsanschluss
eines nachfolgenden Kollektoranschlussmoduls durch Ineinanderstecken
miteinander verbindbar ist.
-
Alternativ
kann vorgesehen sein, dass der Zuführungsanschluss oder der Auführungsanschluss im
Wesentlichen dem Kollektoranschluss gegenüberliegt und der Abführungsanschluss
bzw. der Zuführungsanschluss
seitlich dazu angeordnet ist. Das Kollektoranschlussmodul ist insbesondere
rohrförmig ausgeführt, wobei
der Kollektoranschluss einen ersten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser
und einen zweiten Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser aufweist,
wobei der Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser das Loslager zum
Aufnehmen des Innenrohres des Kollektormoduls bildet. Diese Ausgestaltung
ermöglicht
eine besonders einfache Herstellung des Kollektoranschlussmoduls
in Form eines Rohres mit zwei verschiedenen Durchmessern. Zur einfacheren
Montage des Röhrenkollektors
in dem Kollektoranschlussmodul kann der Übergang zwischen dem größeren Durchmesser
und dem kleineren Durchmesser verjüngend ausgebildet sein.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kann
der Zuführungsanschluss
und/oder der Abführungsanschluss
mit einer Verbindungsleitung versehen sein, um das Kollektoranschlussmodul
mit einem weiteren Zuführungsanschluss
und/oder mit einem weiteren Abführungsanschluss
eines weiteren Kollektoranschlussmoduls in einer Röhrenkollektoranordnung
mit mehreren Röhrenkollektoren
zu verbinden.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Röhrenkollektormodul
für eine
Sonnenkollektoranordnung vorgesehen, die ein Kollektoranschlussmodul
und einen Röhrenkollektor aufweist.
Der Röhrenkollektor
umfasst ein Außenrohr und
ein darin angeordnetes Innenrohr, wobei das Innenrohr ein Anschlussende
aufweist, das durch das Loslager aufgenommen ist. Auf diese Weise
wird ein vorgefertigtes Modul zur Verfügung gestellt, das auf einfache
Weise seriell verbunden werden kann.
-
Vorzugsweise
ist das Anschlussende des Innenrohres sich verjüngend ausgebildet ist und in
dem Loslager aufgenommen, um beim Zusammenbau des Röhrenkollektormoduls
das Innenrohr einfacher in das Loslager einzuschieben.
-
Insbesondere
kann ein Anschlussende des Außenrohres
mit dem Kollektoranschluss des Kollektoranschlussmoduls mit Hilfe
einer Lötverbindung, Klemmverbindung
oder Doppel-O-Verbindung verbunden sein, um eine dauerhafte, dichte
und mechanisch belastbare Verbindung zu schaffen.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Röhrenkollektoranordnung mit
mehreren Kollektoranschlussmodulen vorgesehen, an die über die
jeweiligen Kollektoranschlüsse Röhrenkollektoren
angeschlossen sind. Die Röhrenkollektoren
weisen ein Innenrohr und ein Außenrohr auf.
Mindestens zwei der Kollektoranschlussmodule sind so miteinander
verbunden, dass der Abführungsanschluss
des einen Kollektoranschlussmoduls mit dem Zuführungsanschluss eines anderen
Kollektoranschlussmoduls in Verbindung steht.
-
Vorzugsweise
ist der Auführungsanschluss des
einen Kollektoranschlussmoduls mit dem Zuführungsanschluss des anderen
Kollektoranschlussmoduls über
eine Verbindungsleitung verbunden. Insbesondere kann die Verbindungsleitung
u-förmig
oder s-förmig
gebogen sein, um eine thermisch bedingte Längenänderung zumindest teilweise
zu kompensieren.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass die Verbindung an dem Abführungsanschluss
und/oder an dem Zuführungsanschluss
mit Hilfe einer Lötverbindung, Klemmverbindung
oder als Doppel-O-Verbindung ausgeführt ist.
-
Vorzugsweise
ist ein erstes Kollektoranschlussmodul so ausgestaltet, um den Zuführungsanschluss
mit dem Innenrohr des Röhrenkollektors und
den Auführungsanschluss
mit dem Außenrohr des
Röhrenkollektors
zu verbinden und ein zweites Kollektoranschlussmodul so ausgestaltet,
um den Zuführungsanschluss
mit dem Außenrohr
des Röhrenkollektors
und den Abführungsanschluss
mit dem Innenrohr des Röhrenkollektors
zu verbinden. Das erste und das zweite Kollektoranschlussmodul sind in
Reihe über
die Verbindungsleitung miteinander verbunden.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kollektorsystem
für mehrere Röhrenkollektoranordnungen
mit Sammelleitungen zum Zuführen
und Abführen
eines Wärmeträgermediums
vorgesehen. Eine der Sammelleitungen ist über flexible Zuläufe mit
den Zuführungsanschlüssen des
jeweiligen Kollektoranschlussmoduls der mehreren Röhrenkollektoranordnungen
und eine andere der Sammelleitungen über flexible Abläufe mit
den mehreren Rücklaufanschlüssen des
jeweiligen Kollektoranschlussmoduls der mehreren Röhrenkollektoranordnungen
versehen, so dass die Röhrenkollektoranordnungen
im Parallelbetrieb betrieben werden können.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Daraus
ergeben sich weitere Vorteile der Erfindung. Es zeigen:
-
1 einen
koaxialen Röhrenkollektor
gemäß dem Stand
der Technik;
-
2 eine
Schnittansicht eines Kollektoranschlussmoduls zum Anschließen eines
Röhrenkollektors
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
3 ein
Röhrenkollektormodul
mit einem Kollektoranschlussmodul und einem daran angeschlossenen
Röhrenkollektor;
-
4 eine
serielle Anordnung von mehreren Röhrenkollektormodulen;
-
5 eine
Sonnenkollektoranordnung mit mehreren seriell verbundenen Röhrenkollektormodulen
in parallelem Anschluss an Sammelleitungen;
-
6 ein
Kollektoranschlussmodul gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 ein
Röhrenkollektormodul
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
-
8 eine
serielle Verschaltung von mehreren Röhrenkollektormodulen gemäß 7;
-
9 eine
Sonnenkollektoranordnung mit seriell verbundenen Röhrenkollektormodulen
gemäß 7 in
parallelem Anschluss an Sammelleitungen;
-
10 eine
weitere Ausführungsform
eines Kollektoranschlussmoduls;
-
11 eine
serielle Anordnung von mehreren Röhrenkollektormodulen gemäß 10;
und
-
12 eine
Sonnenkollektoranordnung mit seriell verbundenen Röhrenkollektormodulen
gemäß 10 in
parallelem Anschluss an Sammelleitungen.
-
In 1 ist
ein Röhrenkollektor 1 dargestellt, der üblicherweise
beim Aufbau von Sonnenkollektoranordnungen zum Einsatz kommt. Der
Röhrenkollektor 1 wird
bei Betrieb des Sonnenkollektors von einem Wärmeträgermedium z.B. in Pfeilrichtung
durchströmt,
das durch einfallende Sonnenstrahlung erwärmt wird. Der Röhrenkollektor 1 ist
mit einer koaxialen Rohrführung
ausgebildet, bei der ein Innenrohr 2 in einem Aussenrohr 3 angeordnet
ist.
-
An
einem Anschlussende des Röhrenkollektors 1 sind
sowohl Innenrohr als auch Aussenrohr jeweils mit einer Öffnung versehen,
durch die das Wärmeträgermedium
zugeführt
bzw. abgeführt
werden kann. Das Innenrohr 2 weist an einem anderen Ende des
Röhrenkollektors
eine Durchgangsöffnung 4 auf, durch
die das Wärmeträgermedium
entweder von dem Innenrohr 2 ins Aussenrohr 3 oder
von dem Aussenrohr 3 ins Innenrohr 2 fließen kann.
-
Sowohl
Innenrohr 2 als auch Aussenrohr 3 sind an dem
Anschluß des
Röhrenkollektors 1 gegenüberliegenden
Ende verschlossen und lediglich über
die Durchgangsöffnung 4 miteinander
verbunden. Insbesondere werden das Innenrohr 2 und das Aussenrohr 3 fest
miteinander verbunden. Im gezeigten Beispiel durchdringt das Innenrohr 2 das
Aussenrohr 3, wobei die Ränder des Aussenrohrs 3 mit
der Oberfläche
des Innenrohrs fest verbunden sind, z.B. durch Verlöten oder
Verschmelzen, und das Innenrohr 2 verschlossen ist.
-
Der
Röhrenkollektor 1 wird
bei Aufbau einer Sonnenkollektoranordnung mit einem Kollektoranschlussmodul
mit einer Klemmringverschraubung druckdicht angeschlossen. Die Klemmringverschraubung
weist einen Klemmring 5 und eine Schraubenmutter 6 auf,
die auf einen entsprechenden Kollektoranschluß eines Kollektoranschlussmoduls
aufgeschraubt werden kann und dabei den Kollektoranschluss und das
Anschlussende des Röhrenkollektors 1 mit
dem Klemmring verklemmt.
-
In 2 ist
ein Kollektoranschlussmodul 10 nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Das Kollektoranschlussmodul 10 weist einen
ersten Anschluss 11 und einen zweiten Anschluss 12 auf,
durch die das Wärmeträgermedium jeweils
zu- oder abgeführt
werden kann.
-
Im
dargestellten Beispiel ist der erste Anschluss 11 baulich
komplementär
zum zweiten Anschluss 12 aufgeführt, so dass mehrere im Wesentlichen
baugleiche Kollektoranschlussmodule 10 miteinander verbunden
werden können,
indem jeweils ein erster Anschluss 11 in einen zweiten
Anschluss 12 ein gesteckt wird.
-
Die
beiden Anschlüsse 11, 12 sind
im wesentlichen rohrförmig
ausgebildet, wobei der Außendurchmesser
des ersten Anschlusses 11 dem Innendurchmesser des zweiten
Anschlusses 12 im Wesentlichen entspricht, so dass beim
Ineinanderstecken des ersten 11 in den zweiten Anschluss 12 eine dichte
und stabile Rohrleitungsverbindung geschaffen wird.
-
Der
erste Anschluss ist über
eine erste Verbindungsleitung 13 mit einer Aufnahmeeinrichtung 14 verbunden.
Die Aufnahmeeinrichtung 14 weist ein Loslager für das Innenrohr 2 des
Röhrenkollektors 1 auf,
wobei, wie aus 3 ersichtlich, das Innenrohr 2 im
montierten Zustand des Röhrenkollektors 1 in die
Aufnahmeeinrichtung 14 hineinreicht. Die Eingriffslänge im Loslager,
sowie die Toleranzen, sind abhängig
vom jeweiligen verwendeten Material. Bevorzugt sind das Innenrohr
und eine koni sche Aufnahme 14' im seriellen Zusammenschluss aus
dem gleichen Material gefertigt. Die Toleranzen und die Eingriffslänge ist
dann so gewählt,
dass ein hydraulischer Kurzschluss (direkter Übergang von Einlass zu Auslass)
weitestgehend unterdrückt
wird. Die Toleranz an dieser Stelle ist weiterhin abhängig vom
jeweils verwendeten Volumenstrom. Um das Kollektormodul innerhalb
einer weiten Volumenstrombandbreite einsetzen zu können, werden
die Toleranzen in der Regel eng gewählt und die Eingriffslänge so lang wie
möglich.
Es besteht jedoch genauso die Möglichkeit,
das Loslager mit größeren Toleranzen
zu versehen, um den dabei entstehenden Ringspalt als Entlüftung zu
verwenden. Eine weitere Variante besteht darin, innerhalb des Loslagers
einen O-Ring anzubringen, um den Hydraulischen Kurzschluss zu unterbinden.
Eine Entlüftungsbohrung
ist dann wieder notwendig.
-
Die
Aufnahmeeinrichtung 14 reicht in einen Kollektoranschluss 15 des
Kollektoranschlussmoduls 10. Der Kollektoranschluss ist
im wesentlichen rohrförmig
ausgebildet und auf einem Grundelement des Kollektoranschlussmoduls 10 aufgesetzt.
Der Kollektoranschluss 15 wird vorzugsweise separat von
dem Grundelement hergestellt und durch Löten oder sonstige dauerhafte
Verbindungstechniken mit dem Grundelement des Kollektoranschlussmoduls 10 verbunden.
-
Beim
Aufsetzen des Röhrenkollektors 1 auf den
Kollektoranschluss 15 des Kollektoranschlussmoduls 10 schiebt
sich das Anschlussende des Innenrohres 2 in die Aufnahmeeinrichtung 14 wobei
der Klemmring 5, wie in 3 dargestellt,
auf einer äußeren Kante
des Kollektoranschlusses 15 zu liegen kommt.
-
Der
Kollektoranschluss 15 weist ein Außengewinde 16 auf,
auf das die Schraubenmutter 6 aufgeschraubt werden kann
und den Röhrenkollektor und
die äußere Kante
des Kollektoranschlusses über den
Klemmring 5 miteinander verbindet. Auch andere Verbindungen
zwischen dem Röhrenkollektor 1 und
dem Kollektoran schlussmodul 10 sind denkbar, die eine dauerhafte,
stabile und auf einfache Weise herstellbare Verbindung schaffen.
-
Es
wird also eine dichte Verbindung zwischen dem Aussenrohr 3 und
dem Kollektoranschluss 15 geschaffen. Das Innenrohr 2 des
Röhrenkollektors
reicht in die Aufnahmeeinrichtung 14 hinein und bildet
ein Loslager, indem sich das Innenrohr 2 lediglich gegen
laterale Bewegungen nicht jedoch in Längsrichtung gehalten ist, d.h.
das Innenrohr 2 kann sich in Längsrichtung in der Aufnahmeeinrichtung 14 bei
einer thermisch bedingten Längenänderung
verschieben. Das Loslager ist so ausgebildet, dass nur ein geringer
Anteil des Wärmeträgermediums
zwischen der Außenfläche des
Innenrohrs 2 und der Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung 14 hindurchfließen kann
und so direkt von dem ersten Anschluss 11 zu dem zweiten
Anschluss fließen
kann.
-
An
dem Kollektoranschluss 15 ist das offene Ende des Außenrohres 3 fest
verbunden, so dass eine dichte Anschlussstelle entsteht. Weiterhin
ist das offene Ende des Außenrohres 3 über eine
zweite Verbindungsleitung 17 mit dem zweiten Anschluss 12 verbunden.
-
Beim
Betrieb einer Sonnenkollektoranordnung mit einem solchen Kollektoranschlussmodul 10 kann
beispielsweise ein Wärmeträgermedium über den
ersten Anschluss 11 zugeführt werden, dass über die
Aufnahmeeinrichtung 14 dem Innenrohr 2 eines angeschlossenen
Röhrenkollektors 1 zugeführt wird,
und über
das Außenrohr 3 und über den
zweiten Anschluss 12 abgeführt wird.
-
Um
die Montage zu vereinfachen, ist die Aufnahmeeinrichtung 14 mit
ihrem dem Innenrohr 2 zugewandten Rand konisch nach außen geformt,
so dass beim Einstecken des Röhrenkollektors 1 das
Innenrohr 2 auf einfache Weise in die Aufnahmeeinrichtung 14 geschoben
werden kann, da es bei einer Versetzung durch die konische Formgebung
in die Aufnahmeeinrichtung gelenkt wird.
-
Auf
diese Weise kann ein Vorbeischieben des Innenrohrs 2 an
der Aufnahmeeinrichtung 14 oder ein Verkanten bei der Montage
verhindert werden.
-
Da
das Innenrohr 2 in der Aufnahmeeinrichtung 14 in
Längsrichtung
beweglich ist, können
thermisch bedingte Längenänderungen
aufgenommen werden, ohne dass diese zu Verspannungen zwischen dem
Röhrenkollektor 1 und
dem Kollektoranschlussmodul 10 führen. Dies ist wichtig, da
Röhrenkollektoren 1 üblicherweise
aus Glas oder anderem zerbrechlichen Material gebildet sind, und
somit sehr empfindlich gegenüber
mechanischen Spannungen sind.
-
Zwischen
der ersten Verbindungsleitung 13 und der zweiten Verbindungsleitung 17 kann
eine kleine Durchlassöffnung 18 vorgesehen
sein, mit deren Hilfe eine Entlüftung
der Sonnenkollektoranordnung vorgenommen werden kann.
-
Die
Durchlassöffnung 18 ist
so klein ausgeführt,
dass nur ein sehr geringer Teil des Wärmeträgermediums durch die Durchlassöffnung 18 und
somit direkt von dem ersten Anschluss 11 zu dem zweiten
Anschluss 12 fließen
kann und somit nicht zur Wärmeabführung aus
dem Röhrenkollektor 1 beiträgt.
-
Die
ersten und zweiten Anschlüsse 11, 12 des
Kollektoranschlussmoduls 10 können als Lötverbindung, Klemmringverbindung
oder als Doppel-O-Ring ausgeführt
sein, mit der sich eine druckfeste Rohrverbindung erreichen lässt. Insbesondere ist
eine Verbindungsart zu wählen,
die auf einfache Weise bei der Montage hergestellt werden kann.
-
In 4 ist
eine serielle Zusammenschaltung mehrerer Röhrenkollektormodule, die aus
den zuvor beschriebenen Kollektoranschlussmodulen 10 aufgebaut
sind, dargestellt. Man erkennt, dass die ersten Anschlüsse 11 jeweils
in die zweiten Anschlüsse 12 eines
benachbarten Moduls eingreifen und mittels eines weiteren Klemmrings 19 verbunden sind.
Anstelle des weiteren Klemmrings 19 können auch andere Verbindungstechniken
Verwendung finden.
-
Wie
in 5 dargestellt, kann der in 4 dargestellte
serielle Zusammenschluss in einer Sonnenkollektoranordnung eingesetzt
sein, wobei mehrere serielle Zusammenschlüsse aus Röhrenkollektormodulen parallel
mit Sammelleitungen, d.h. einer Vorlaufleitung zur Zuführung des
Wärmeträgermediums
und einer Rücklaufleitung
zur Abführung
des Wärmeträgermediums
verbunden sind.
-
Insbesondere
sind der erste Anschluss 11 eines ersten Röhrenkollektormoduls
der seriellen Zusammenschaltung über
eine flexible Zuleitung 21 mit der Vorlaufleitung 23 und
ein zweiter Anschluss 12 des letzten Röhrenkollektormoduls der seriellen
Zusammenschaltung über
eine flexible Ableitung 22 mit der Rücklaufleitung 24 verbunden.
Die Sonnenkollektoranordnung der 5 ist so
ausgeführt,
die in Gruppen zusammengefassten Röhrenkollektormodule mit Hilfe
der Vorlaufleitung 23 und der Rücklaufleitung 24 mit
dem Wärmeträgermedium
zu versorgen.
-
Die
Vor- und Rücklaufleitung 23, 24 sind üblicherweise
in Form von parallel laufenden Rohrleitungen vorgesehen. Die flexible
Ausführung
der Zuleitung 21 sowie der Ableitung 22 dient
dazu, die entstehenden thermischen Spannungen zwischen den üblicherweise
starr ausgebildeten Vorlauf- und Rücklaufleitungen 23, 24 und
den seriellen Zusammenschlüssen
der Röhrenkollektormodule 10 auszugleichen.
-
In 6 ist
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Kollektoranschlussmoduls 30 dargestellt.
Das Kollektoranschlussmodul 30 weist im Gegensatz zur zuvor
beschrieben Ausführungsform
einen ersten Anschluss 31 auf, der einem Kollektoranschluss 32 gegenüberliegend
angeordnet ist. Das Grundelement des Kollektoranschlussmoduls 30 ist
im Wesentlichen rohrförmig
ausgebildet, bei dem sich der Querschnitt des Rohres in Richtung des
ersten Anschlusses 31 verjüngt, um das Loslager für das Innenrohr 2 des
Röhrenkollektors 1 zu
bilden. Die Verjüngung
des Kollektoranschlussmoduls 30 ist im Wesentlichen konisch
ausgebildet, so dass das Innenrohr 2 beim Verbinden mit
dem Röhrenkollektor 1 in
einen ersten Abschnitt 38 mit dem verringertem Durchmesser
des Grundelementes geführt
wird. Der erste Abschnitt 38 mit dem verringertem Durchmesser
ist als Loslager für
das Innenrohr 2 ausgebildet, so dass zwischen Außenwand
des Innenrohrs 2 und der Innenwand des ersten Abschnittes 38 mit
verringertem Durchmesser ein möglichst
geringer Zwischenraum verbleibt.
-
In
einem zweiten Abschnitt 34 mit dem größeren Durchmesser des Grundelementes
ist in seitlicher Anordnung ein zweiter Anschluss 33 ausgebildet,
an den eine weitere Rohrverbindung angeschlossen werden kann.
-
An
den ersten Anschluss 31 kann beispielsweise eine im Wesentlichen
U-förmige
Rohrverbindung 35 angeschlossen werden, um zwei Kollektoranschlussmodule 30 mit
ihren ersten Anschlüssen 31 miteinander
zu verbinden.
-
An
den zweiten Anschluss 33 kann eine gerade Rohrverbindung 36 angeschlossen
werden, um zwei nebeneinander liegende Kollektoranschlussmodule 10 mit
ihren zweiten Anschlüssen 33 zu
verbinden.
-
In 7 ist
ein Röhrenkollektormodul
mit einem Kollektoranschlussmodul 30 gemäß der zweiten Ausführungsform
und einem herkömmlichen
Röhrenkollektor 1 dargestellt.
-
In 8 ist
eine Aneinanderreihung des in 7 dargestellten
Röhrenkollektormoduls
dargestellt. Bei der seriellen Zusammenschaltung solcher Röhrenkollektormodule
werden die ersten Anschlüsse 31 und
die zweiten Anschlüsse 33 miteinander verbunden,
so dass eine serielle Anordnung entsteht. Die ist möglich, da
es keine bevorzugte Fließrichtung in
den Röhrenkollektoren 1 gibt,
und somit die Röhrenkollektoren
im Wechsel vom Innenrohr 2 zum Aussenrohr 3 und
vom Außenrohr 3 zum
Innenrohr 2 durchflossen werden.
-
Die
u-förmig
gebogene Rohrverbindung 35 zwischen den ersten Anschlüssen 31 der
Röhrenkollektormodule 30 kann
dazu dienen, Spannungen zu kompensieren. Insbesondere werden thermisch
bedingte Längenänderungen
der U-förmigen
und der geraden Rohrverbindungen 35, 36 zwischen
den Anschlüssen 31, 33 der
Röhrenkol
lektormodule 30 ausgeglichen.
-
In 9 ist
eine Sonnenkollektoranordnung mit mehreren Serienanschlüssen von
Röhrenkollektormodulen 30 dargestellt.
Vorlauf- und Rücklaufleitungen 23, 24 sind über flexible
Zuleitungen 21 bzw. flexible Ableitungen 22 mit
den seriellen Zusammenschlüssen
der Röhrenkollektormodule 30 verbunden. Es
sind drei serielle Zusammenschlüsse
dargestellt, die bezüglich
des Flusses des Wärmeträgermediums parallel
geschaltet mit Vorlaufleitung 23 und Rücklaufleitung 24 verbunden
sind.
-
In 10 ist
eine weitere Möglichkeit
dargestellt, eine Rohrverbindung zwischen mehreren Kollektoranschlussmodulen
herzustellen. Die Rohrverbindung 37 ist s-förmig ausgebildet,
um bei mehrere parallel zueinander angeordneten Röhrenkollektoren 1,
die mit einem Kollektoranschlußmodul 30 angeschlossen
sind, so zu verbinden, dass deren zweite Anschlüsse 33 mit den ersten
Anschlüssen 31 des
jeweils benachbarten Kollektoranschlussmoduls 30 verbunden
sind.
-
Insbesondere
kann die s-förmige
Rohrleitung 37 durch Verlöten mit den Kollektoranschlussmodulen 30 verbunden
werden. Beim Verbinden mehrerer solcher Kollektoranschlussmodule
miteinander entsteht eine Anordnung eines seriellen Zusammenschlusses
wie in 11 dargestellt. Dabei werden
die Röhrenkollektoren 1 in
gleicher Flussrichtung durchströmt,
wobei generell ein Fließen
des Wärmeträgermediums
in beide Richtungen möglich ist.
-
In 12 ist
eine Sonnenkollektoranordnung mit mehreren seriellen Zusammenschlüssen, wie
in 11 dargestellt, gezeigt. Serielle Zusammenschlüsse der
Röhrenkollektormodule
sind parallel mit Vorlaufleitung und Rücklaufleitung verbunden.