DE19546100A1 - Solar energy absorber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Absorber, insbesondere für einen Sonnenkollektor, der von einem Wärmetransportmedi um unter niedrigem Druck durchströmbar ist, wobei der Absorber aus zwei übereinander angeordneten und mitein ander verbundenen flächigen Wänden gebildet ist und wo bei zwischen den einander zugewandten Flächen der Wände Kanäle für die Führung des Wärmetransportmediums ausge bildet sind.The invention relates to an absorber, in particular for a solar panel from a heat transfer medium to flow through under low pressure, the Absorber made of two superimposed and one with the other is formed on the connected flat walls and where with between the facing surfaces of the walls Channels for guiding the heat transfer medium out forms are.
Ein Absorber der genannten Art ist aus DE 29 02 640 A1 bekannt. Dieser bekannte Absorber besteht aus zwei an einanderliegenden Metallagen und mindestens einem zwi schen den Metallagen angeordneten Metallrohr zum Fort leiten des Wärmetransportmediums. Die Metallagen sind auf beiden Seiten des Rohres unter Bildung von Wärme übertragungsrippen durch Kaltverschweißung miteinander verbunden, wobei das Rohr im wesentlichen auf seiner gan zen Außenumfangsfläche mit mindestens einer Metallage durch Kaltschweißung verbunden ist und wobei der Absor ber im Bereich des Rohres eine größere Gesamtmaterial stärke hat als im Bereich der Rippen.An absorber of the type mentioned is from DE 29 02 640 A1 known. This well-known absorber consists of two mutually lying metal layers and at least one between between the metal layers arranged metal pipe to the fort direct the heat transfer medium. The metal layers are on both sides of the tube with the formation of heat transmission ribs by cold welding to each other connected, the tube essentially on its gan zen outer peripheral surface with at least one metal layer is connected by cold welding and the absorber A larger total material in the area of the pipe strength than in the area of the ribs.
Dieser bekannte Absorber erfordert nachteilig einen großen technischen Aufwand für seine Herstellung, der insbesondere durch die erforderliche Kaltverschweißung verursacht wird. Für eine Kaltverschweißung sind große Walzeinrichtungen nötig, die nur bei der Fertigung von großen Stückzahlen wirtschaftlich einsetzbar sind und die hohe Investitions- und Betriebskosten erfordern. Außerdem weist ein derartiger Absorber den Nachteil rela tiv hoher Energieverluste an der von der Einstrahlung abgewandten Rückseite auf. Diese Verluste werden dadurch verursacht, daß die Absorber-Rückseite praktisch die gleiche Oberflächentemperatur wie die z. B. von der Sonne bestrahlte Absorber-Vorderseite aufweist. Die Gleichheit der Oberflächentemperaturen kommt durch die sehr gut wär meleitende Verbindung der beiden selbst auch noch gut wärmeleitenden Wände zustande.This known absorber disadvantageously requires one great technical effort for its manufacture, the especially due to the required cold welding is caused. For a cold welding are great Rolling devices necessary only in the manufacture of large quantities can be used economically and which require high investment and operating costs. In addition, such an absorber has the disadvantage rela tiv high energy losses from the radiation facing back on. This will result in losses causes the absorber back practically that same surface temperature as the z. B. from the sun irradiated front absorber. The equality the surface temperature comes from the very good conductive connection of the two themselves also good heat-conducting walls.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Absorber der oben angegebenen Art zu schaffen, der mit geringerem Aufwand, insbesondere mit geringeren Investitions- und Herstellungskosten gefertigt werden kann und der gerin gere Energieverluste aufweist.It is therefore the task of an absorber to create the above type, with less Effort, especially with lower investment and Manufacturing costs can be manufactured and the gerin has lower energy losses.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Absorber der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist,This object is achieved in accordance with the invention an absorber of the type mentioned, which thereby is marked
- - daß die Wände teilflächig und/oder linienhaft wärme transportmediumdicht durch Klebstoff miteinander ver bunden sind,- That the walls are partially and / or linearly warm ver transport-medium-tight with adhesive are bound,
- - daß die Kanäle für die Führung des Wärmetransportme diums durch vom Klebstoff zwischen den Wänden unbeleg te Bereiche gebildet sind und- That the channels for the management of heat transfer diums due to the blank between the walls of the adhesive te areas are formed and
- - daß zumindest im Bereich der Kanäle die Wände einen zur Bildung des gewünschten Kanalquerschnitts ausrei chenden Abstand voneinander haben.- That at least in the area of the channels the walls sufficient to form the desired channel cross section distance from each other.
Vorteilhaft ist für die Herstellung des Absorbers ledig lich das Auftragen von Klebstoff in ausgewählten Berei chen der Wände oder auch nur einer der beiden Wände er forderlich. Der Klebstoffauftrag kann im einfachsten Fall manuell erfolgen; eine Mechanisierung oder Automati sierung des Klebstoffauftrages ist auch mit relativ ge ringem Aufwand möglich, so daß sowohl bei Kleinserienfer tigung als auch bei größeren Stückzahlen eine wirtschaft liche Arbeitsweise gewährleistet ist. Da Klebstoff immer ein schlechterer Wärmeleiter als Metall ist, wird auch ein geringerer Wärmestrom von der vorderen, bestrahlten Wand zur hinteren Wand erreicht, was den Wirkungsgrad des Absorbers verbessert.Single is advantageous for the production of the absorber Lich the application of adhesive in selected areas walls or just one of the two walls conducive. The easiest way to apply adhesive Case done manually; a mechanization or automation sation of the adhesive application is also relatively ge little effort possible, so that both in small series economy as well as for larger quantities Liche operation is guaranteed. Because glue always is a worse heat conductor than metal, too a lower heat flow from the front, irradiated Wall to the rear wall reaches what the efficiency of the absorber improved.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß beide Wände eben sind und daß der Klebstoff in einer solchen Dicke teilflächig und/oder linienhaft zwischen den Wänden angebracht ist, daß die Wände nach dem Erhärten oder Abbinden des Kleb stoffs einen gewünschten Abstand voneinander einhalten. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Wände außer ihrem Zuschnitt keine weitere formgebende Bearbeitung erfor dern.It is preferably provided that both walls are flat and that the adhesive in such a thickness over part of the area and / or is attached linearly between the walls, that the walls after the adhesive has hardened or set Maintain a desired distance from each other. In this way it is achieved that the walls besides yours Cutting no further shaping required other.
Eine alternative Ausgestaltung des Absorbers sieht vor, daß mindestens eine der Wände in den für die Verklebung vorgesehenen Teilflächen und/oder Linien Einprägungen in Richtung zur anderen Wand aufweist, wobei die Tiefe der Einprägungen maximal dem gewünschten Abstand der Wände im Bereich der Kanäle entspricht. Mit dieser Ausgestal tung wird erreicht, daß wesentlich geringere Volumina an Klebstoff benötigt werden, wobei diese Einsparung aber mit einer etwas aufwendigeren Bearbeitung der Wände, näm lich der Anbringung der Einprägungen, verbunden ist.An alternative embodiment of the absorber provides that at least one of the walls in the for gluing intended partial areas and / or lines Direction to the other wall, the depth of the Imprints maximum the desired distance between the walls in the area of the channels. With this shape tion is achieved that much smaller volumes Glue are needed, but this saving with a somewhat more complex treatment of the walls, näm Lich the attachment of the embossments is connected.
Eine weitere alternative Ausgestaltung des Absorbers sieht vor, daß mindestens eine der Wände in den für die Kanäle vorgesehenen Bereichen Einprägungen in Richtung von der anderen Wand weg aufweist, wobei die Tiefe der Einprägungen maximal dem gewünschten Abstand der Wände im Bereich der Kanäle entspricht. Mit dieser Ausgestal tung wird der gleiche Vorteil erreicht, wie ihn die vor anstehend beschriebene Ausgestaltung bietet; die Auswahl zwischen den beiden zuletzt erläuterten Alternativen er folgt zweckmäßig im Hinblick darauf, welche von beiden in Abhängigkeit vom gewünschten Kanalbild des Absorbers den geringeren Aufwand für das Einprägen erfordert.Another alternative embodiment of the absorber stipulates that at least one of the walls in the for the Channels provided areas embossed in the direction away from the other wall, the depth of the Imprints maximum the desired distance between the walls in the area of the channels. With this shape The same advantage is achieved as the previous one offers design described above; the selection between the last two alternatives he explained suitably follows with regard to which of the two depending on the desired channel pattern of the absorber requires less effort for stamping.
Bei dem erfindungsgemäßen Absorber sind die Wände bevor zugt aus dünnem Metallblech oder aus dünnen Kunststoff platten oder aus Kunststoffolie oder aus einem aus Me tall und Kunststoff bestehenden Verbundwerkstoff gebil det. Die genannten Materialien sind leicht und ergeben aufgrund der "Sandwich"-Konstruktion des Absorbers den noch eine ausreichend hohe Stabilität. Dabei ist es ohne weiteres möglich, die beiden Wände aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, z. B. die der Sonneneinstrah lung zugewandte Wand aus Metallblech und die der Sonnen einstrahlung abgewandte Wand aus Wärmeisolationsgründen aus Kunststoff oder Verbundwerkstoff.In the absorber according to the invention, the walls are in front pulls from thin sheet metal or from thin plastic plates or from plastic film or from one of me tall and plastic existing composite gebil det. The materials mentioned are light and result due to the "sandwich" construction of the absorber a sufficiently high stability. It is without further possible, the two walls from different To manufacture materials, e.g. B. the sun's rays wall facing sheet metal and that of the sun Irradiated wall for thermal insulation reasons made of plastic or composite.
Der Klebstoff ist bevorzugt ein Silikonklebstoff, da die ses Material alle gestellten Anforderungen gut erfüllt. Es ist einerseits leicht verarbeitbar und unschädlich für die Umwelt und andererseits bietet es eine hohe Kleb kraft und ausreichende Langzeitdichtigkeit der Verklebun gen. Schließlich ist ein Silikonklebstoff durch übliche Wärmetransportmedien, z. B. Wasser oder Wasser-Alkohol- Gemische, nicht angreifbar. Außer Silikonklebstoff sind auch andere Klebstoffe, vorzugsweise Kunststoff-Klebstof fe verwendbar, die auf dem Markt zur Verfügung stehen.The adhesive is preferably a silicone adhesive since the material meets all requirements. On the one hand, it is easy to process and harmless for the environment and on the other hand it offers a high adhesive strength and sufficient long-term tightness of the bond Finally, a silicone adhesive is through usual Heat transfer media, e.g. B. water or water-alcohol Mixtures, not vulnerable. Except are silicone adhesive also other adhesives, preferably plastic glue usable that are available on the market.
Um möglichst einfach Vorlauf- und Rücklaufleitungen an den Absorber anschließen zu können oder mehrere Absorber unmittelbar miteinander verbinden zu können, wird vorge schlagen, daß jeder Absorber mindestens je einen Vor lauf-Anschlußstutzen und Rücklauf-Anschlußstutzen auf weist, wobei die Anschlußstutzen mittels des Klebstoffes dichtend an oder zwischen den Wänden gehalten oder dich tend durch eine der Wände oder durch beide Wände geführt sind. Dabei kann der Klebstoff gleichzeitig für die me chanische Halterung und für die Abdichtung der Anschluß stutzen sorgen, was eine einfache Fertigung gewährlei stet. Alternativ können die Anschlußstutzen konventio nell an den Wänden angebracht sein.To make supply and return lines as simple as possible to be able to connect the absorber or several absorbers Being able to connect directly with one another is featured suggest that each absorber have at least one pre Run connector and return connector on has, the connecting piece by means of the adhesive held tightly against or between the walls or you tend to run through one or both walls are. The adhesive can be used for me mechanical bracket and for sealing the connector sockets ensure what a simple manufacture continuous Alternatively, the connecting pieces can be conventionally nell be attached to the walls.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Absorbers wird zweckmäßig zunächst eine der beiden Wände horizontal aus gelegt und in den gewünschten Flächen oder entlang der gewünschten Linien mit eine geeignete Viskosität aufwei sendem Klebstoff in einer solchen Dicke versehen, daß diese etwas größer ist, als der später gewünschte Ab stand der beiden Wände voneinander. Nach dem Ausbringen des Klebstoffes kann die zweite Wand auf die erste Wand aufgelegt werden, wobei zweckmäßig bis zum Erhärten des Klebstoffes Abstandshalter zwischen den beiden Wänden angebracht sind. Nach dem Aushärten des Klebstoffes sind die Abstandshalter entbehrlich und können entfernt wer den. Um die Verklebung nicht übermäßig zu belasten, kann der Absorber auch nachträglich in einen Rahmen einge setzt werden, der die beiden Wände des Absorbers relativ zueinander fixiert, so daß die statischen Lasten und die durch das Wärmetransportmedium ausgeübten Druckkräfte nicht allein von der Verklebung aufgenommen werden müs sen.In the manufacture of the absorber according to the invention expediently first one of the two walls horizontally placed and in the desired areas or along the desired lines with a suitable viscosity Send adhesive in such a thickness that this is slightly larger than the Ab the two walls stood apart. After spreading of the adhesive can be the second wall on the first wall be placed, expedient until the hardening of the Adhesive spacer between the two walls are attached. After the adhesive has hardened the spacers can be dispensed with and can be removed by anyone the. In order not to put excessive stress on the bond the absorber can also be retrofitted into a frame of the two walls of the absorber relative fixed to each other so that the static loads and the pressure forces exerted by the heat transport medium does not have to be absorbed by the adhesive alone sen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich nung zeigen:Embodiments of the invention are as follows explained using a drawing. The figures of the drawing show:
Fig. 1 einen Absorber bei seiner Herstellung in drei verschiedenen Ausgestaltungen, in einer schema tischen Draufsicht, Fig. 1 an absorber in its manufacture in three different configurations, in a schematic plan view,
Fig. 2 den Absorber aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II und Fig. 2 shows the absorber of Fig. 1 in section along the line II-II and
Fig. 3 den Absorber in einer zweiten Ausführung, eben falls in einem Schnitt entsprechend der Fig. 2. Fig. 3 shows the absorber in a second embodiment, if just in a section corresponding to FIG. 2.
Wie Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besitzt der Absorber 1 eine im wesentlichen rechteckige Grundform, die durch eine erste Wand 11, z. B. aus Metallblech oder Kunst stoff, festgelegt wird. Auf die hier sichtbare Oberseite der ersten Wand 11 ist Klebstoff 2 in verschiedenen Be reichen aufgebracht. Ein erster Bereich des Klebstoffes 2 läuft in einer geschlossenen Linie um den äußeren Rand der Oberfläche der Wand 11 herum. In der dadurch begrenz ten inneren Fläche der Wand 11 sind weitere Bereiche von Klebstoff 2 vorgesehen, die unterschiedlich ausgeführt sein können, wobei aber stets durch die nicht von dem Klebstoff 2 belegten Flächen der Wand 11 ein gewünschtes Kanalbild für ein den fertigen Absorber später durchströ mendes Wärmetransportmedium gebildet wird.As shown in Fig. 1 of the drawing, the absorber 1 has a substantially rectangular basic shape, which by a first wall 11 , for. B. made of sheet metal or plastic. On the visible top of the first wall 11 , adhesive 2 is applied in various loading ranges. A first area of the adhesive 2 runs in a closed line around the outer edge of the surface of the wall 11 . In the thereby limited inner surface of the wall 11 further areas of adhesive 2 are provided, which can be designed differently, but always through the non-occupied by the adhesive 2 surfaces of the wall 11 a desired channel image for a later flow through the finished absorber Heat transfer medium is formed.
Im oberen Teil der Fig. 1 sind die auf der inneren Flä che der Oberseite der Wand 11 angebrachten Bereiche des Klebstoffs 2 im wesentlichen längliche Rechteckflächen, deren Ecken leicht abgeschrägt oder abgerundet sind.In the upper part of FIG. 1, the areas of the adhesive 2 attached to the inner surface of the upper side of the wall 11 are essentially elongated rectangular surfaces, the corners of which are slightly chamfered or rounded.
Im mittleren Teil der Fig. 1 sind die auf der inneren Fläche der Wand 11 angebrachten Bereiche des Klebstoffs 2 linienförmig ausgebildet und bilden parallel zueinan der verlaufende Klebstoffraupen.In the central part of FIG. 1, the areas of the adhesive 2 applied to the inner surface of the wall 11 are linear and form beads of adhesive running parallel to one another.
Im unteren Teil der Fig. 1 schließlich sind die Bereiche des Klebstoffs 2 auf der inneren Fläche der Wand 11 als geschlossene Ovale ausgeführt, wodurch gegenüber der Aus gestaltung im oberen Teil der Fig. 1 Klebstoff 2 einge spart wird.In the lower part of FIG. 1, finally, the areas of the adhesive 2 on the inner surface of the wall 11 are designed as closed ovals, whereby adhesive 2 is saved compared to the design in the upper part of FIG. 1.
An der linken oberen Ecke des Absorbers 1 ist ein Vor lauf-Anschlußstutzen 13 angebracht, der in den randsei tigen Bereich des Klebstoffs 2 eingebettet ist. Das inne re Ende dieses Vorlauf-Anschlußstutzens 13 mündet in ei nem durch die Bereiche des Klebstoffs 2 definierten Ver teilerkanal 14. Zwischen den parallel zueinander verlau fenden Bereichen des Klebstoffs 2 auf der inneren Fläche der Wand 11 verlaufen viele im Querschnitt kleinere Kanä le 15, die zur Aufnahme von eingestrahlter Sonnenenergie durch das Wärmetransportmedium dienen. Am rechten Rand des Absorbers 1 ist ein Sammelkanal 16 ausgebildet, in welchen unten rechts ein Rücklauf-Anschlußstutzen 17 mün det. Auch der Anschlußstutzen 17 ist in den Klebstoff 2 dichtend eingebettet. Für die Gestaltung der Kanäle 14, 15, 16 hinsichtlich ihres Querschnitts, ihres Verlaufs und ihrer Verteilung besteht jede Freiheit; außerdem den in der Zeichnung dargestellten Kanalbildern sind weitere Kanalbilder problemlos herstellbar, z. B. in Form einer oder mehrerer Harfen oder in Mäanderform.At the top left corner of the absorber 1 , a pre-run connector 13 is attached, which is embedded in the randsei term area of the adhesive 2 . The inner end of this flow connector 13 opens into egg nem defined by the areas of the adhesive 2 Ver distributor channel 14th Between the areas of the adhesive 2 running parallel to one another on the inner surface of the wall 11 , many channels 15 of smaller cross-section run, which serve to absorb incident solar energy through the heat transfer medium. On the right edge of the absorber 1 , a collecting channel 16 is formed, in which a return connection piece 17 mün det bottom right. The connecting piece 17 is embedded in the adhesive 2 sealing. There is every freedom for the design of the channels 14 , 15 , 16 with regard to their cross-section, their course and their distribution; also the channel images shown in the drawing, other channel images can be easily produced, for. B. in the form of one or more harps or in meandering form.
Die Bereiche des Klebstoffs 2 werden manuell oder auto matisiert auf die Oberfläche der Wand 11 aufgetragen. Nach dem Klebstoffauftrag kann eine zweite, hier noch nicht sichtbare Wand 12 (vgl. Fig. 2 und 3) aufgelegt und ihrerseits in Kontakt mit dem Klebstoff 2 gebracht werden. Bis zum Erhärten des Klebstoffs 2 werden die beiden Wände 11, 12 zweckmäßig durch geeignete Abstands halter in einem gewünschten Abstand voneinander gehal ten. Nach dem Erhärten des Klebstoffs 2 kann dieser die Abstandshalteraufgabe übernehmen.The areas of the adhesive 2 are applied manually or automatically to the surface of the wall 11 . After the adhesive has been applied, a second wall 12 (see FIGS. 2 and 3), which is not yet visible here, can be placed on the wall and, in turn, brought into contact with the adhesive 2 . Until the adhesive 2 has hardened, the two walls 11 , 12 are expediently held at a desired distance from one another by suitable spacers. After the adhesive 2 has hardened, it can take over the spacer task.
Aus Fig. 2 wird deutlich, daß der Absorber 1 im einfach sten Fall aus zwei ebenen Wänden 11, 12 und dazwischen angeordneten Bereichen von Klebstoff 2 gebildet sein kann. Zwischen den Bereichen des Klebstoffs 2 liegen die Kanäle 15 zur Führung des Wärmetransportmediums.From Fig. 2 it is clear that the absorber 1 can be formed in the simplest case from two flat walls 11 , 12 and interposed areas of adhesive 2 . The channels 15 for guiding the heat transfer medium lie between the regions of the adhesive 2 .
In dem Beispiel gemäß Fig. 2 besteht die obere, der ein fallenden Sonnenstrahlung zugewandte Wand 12 aus Metall blech; die der Sonnenstrahlung abgewandte untere Wand 11 besteht hier aus Kunststoff, da dieser eine bessere Wär meisolation bietet. Da auch der Klebstoff 2 ein relativ schlechter Wärmeleiter ist, gibt es bei dem Absorber 1 verminderte Wärmeverluste durch Abstrahlung an der Absor berunterseite, d. h. hier an der unteren Wand 11.In the example according to FIG. 2, the upper wall 12 , which faces a falling solar radiation, is made of sheet metal; the lower wall 11 facing away from the solar radiation consists here of plastic, since this offers better thermal insulation. Since the adhesive 2 is also a relatively poor heat conductor, there is reduced heat loss in the absorber 1 due to radiation on the underside of the absorber, ie here on the lower wall 11 .
Eine alternative Ausführung des Absorbers 1 zeigt die Fig. 3, wobei hier die obere Wand 12 mit Einprägungen 12′ in den Bereichen versehen ist, die für die Kontak tierung mit dem Klebstoff 2 vorgesehen sind. Auf diese Weise wird bei praktisch unverändertem Strömungsquer schnitt der Kanäle 15 die Menge des erforderlichen Kleb stoffs 2 vermindert. Alternativ oder ergänzend kann die andere Wand 11 mit entsprechenden Einprägungen versehen sein.An alternative embodiment of the absorber 1 shows Fig. 3, wherein here the upper wall 12 is provided with embossments 12 'in the areas which are provided for the contact with the adhesive 2 . In this way, the amount of adhesive 2 required is reduced with practically unchanged flow cross section of the channels 15 . Alternatively or in addition, the other wall 11 can be provided with corresponding impressions.
Claims (7)
- - daß die Wände (11, 12) teilflächig und/oder linien haft wärmetransportmediumdicht durch Klebstoff (2) miteinander verbunden sind,
- - daß die Kanäle (14, 15, 16) für die Führung des Wärmetransportmediums durch vom Klebstoff (2) zwischen den Wänden (11, 12) unbelegte Bereiche gebildet sind und
- - daß zumindest im Bereich der Kanäle (14, 15, 16) die Wände (11, 12) einen zur Bildung des gewünsch ten Kanalquerschnitts ausreichenden Abstand vonein ander haben.
- - That the walls ( 11 , 12 ) are connected to one another over part of the area and / or in lines that are heat-transport medium-tight by adhesive ( 2 ),
- - That the channels ( 14 , 15 , 16 ) for guiding the heat transfer medium by the adhesive ( 2 ) between the walls ( 11 , 12 ) unoccupied areas are formed and
- - That at least in the region of the channels ( 14 , 15 , 16 ) the walls ( 11 , 12 ) have a sufficient distance from one another to form the desired channel cross section.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19546100A DE19546100A1 (en) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | Solar energy absorber |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SOLAR DIAMANT SYSTEMTECHNIK GMBH, 48493 WETTRINGEN |