DE19714774A1 - Wärmerohr, insbesondere für einen Röhrenkollektor - Google Patents
Wärmerohr, insbesondere für einen RöhrenkollektorInfo
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- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
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- Y02E10/44—Heat exchange systems
Description
Die Erfindung betrifft ein Wärmerohr, insbesondere für
einen Röhrenkollektor zur thermischen Wandlung von Solar
strahlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sogenannte Wärmerohre bestehen aus einem wärmeleitfähi
gen, zähen Material und dienen dem Wärmetransport von ei
nem erwärmbaren Rohrabschnitt zum anderen Rohrende, wo
die transportierte Wärme abgegeben wird. Der typische An
wendungsfall für solche Wärmerohre sind Röhrenkollektoren
zur thermischen Wandlung von Solarstrahlung, welche im
wesentlichen aus einer Glasröhre und dem sich darin er
streckenden und an einem Ende austretenden Wärmerohr be
stehen. Die Glasröhre trägt eine selektive Absorptions
schicht, so daß die durchfallende Solarstrahlung im Inne
ren der Glasröhre auf das Wärmerohr trifft und eine Er
wärmung bewirkt. Der Innenraum des Wärmerohres ist herme
tisch verschlossen und enthält eine geringe Menge eines
kondensierbaren Trägerfluides, welches in Abstimmung mit
dem eingeschlossenen Rohrvolumen zugemessen wird. Das
Wärmerohr ist weitgehend luftleer, das heißt, der herr
schende statische Druck liegt unterhalb des Dampfdruckes
des Trägerfluides bei der Umgebungstemperatur. Liegt ein
derartig fluidbefülltes und evakuiertes Wärmerohr ange
stellt und wird der unten liegende Abschnitt erwärmt, so
beginnt das Trägerfluid im Wärmerohr zu zirkulieren und
transportiert dabei die im unteren Rohrabschnitt zuge
führte Wärme in den oberen, kühleren Rohrabschnitt, wo
dem Trägerfluid die Wärme wieder entzogen wird und eine
Kondensation an der Rohrwand erfolgt. Das kondensierte
Trägerfluid fließt anschließend zur Wiedererwärmung in
den unten liegenden Verdampfungsabschnitt. Mit derartigen
Wärmerohren können lange Transportwege von einigen Metern
vom Verdampfungsabschnitt zum Kondensationsabschnitt er
reicht werden.
Bei bekannten Röhrenkollektoren werden daher durch die
Verdampfung des Trägerfluides auf der gesamten Länge der
bestrahlten Glasröhre bei der Wärmeabfuhr im oberen,
freiliegenden Kondensationsabschnitt des Wärmerohres hohe
Temperaturen erreicht, welche einen Betrieb von Kochgerä
ten oder auch anderen Nutzgeräten ermöglichen.
Einem wirtschaftlichen Betrieb der Röhrenkollektoren ste
hen im Vergleich zu herkömmlichen Energiequellen bei der
Bereitstellung nutzbarer Wärme jedoch immer wieder hohe
Herstellungskosten gegenüber. Insbesondere ist die Ferti
gung der Wärmerohre zum Transport der aus der Solarstrah
lung gewonnenen Wärmeenergie teuer, da ein hermetischer
Verschluß des luftleeren und mit einem Trägerfluid be
füllten Wärmerohres erforderlich ist. Im Betrieb des Wär
merohres entstehen durch das Verdampfen des Trägerfluides
hohe Innendrücke, denen der Verschluß standhalten muß.
Üblicherweise werden daher Ventile verwendet, welche nach
dem Befüllen des einseitig bereits verschlossenen Wärme
rohres mit einem Trägerfluid in das verbleibende offene
Rohrende abdichtend eingesetzt werden und in Pumprichtung
bei der Evakuierung durchströmbar sind. Solche hitzebe
ständigen und besonders druckfesten Ventile sind jedoch
wertvolle Bauelemente, deren Einsatz die Herstellungsko
sten des Wärmerohres erheblich erhöhen. Im Anwendungsfall
des Röhrenkollektors werden darüber hinaus zum Betrieb
eines Nutzgerätes meistens mehrere parallel angeordnete
Röhrenkollektoren eingesetzt, um aus der zur Verfügung
stehenden Solarstrahlung die notwendige Wärmemenge zu
konvertieren und dem Nutzgerät zuzuführen, wobei klar
ist, daß eine der Summe der Wärmerohre entsprechende An
zahl von teuren Ventilen eingesetzt werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstel
lungskosten eines Röhrenkollektors und insbesondere eines
für den Röhrenkollektor zu verwendenden Wärmerohres im
Verhältnis zur Leistungsfähigkeit zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren
zum hermetischen Verschließen eines offenen Rohrendes ei
nes Wärmerohres mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Darüber hinaus ist Gegenstand der Erfindung, bei einem
Röhrenkollektor mit mehreren parallelen Wärmerohren die
Anordnung derart zu treffen, daß mit geringem baulichen
Aufwand ein wahlweiser oder gleichzeitiger Betrieb mehre
rer Nutzgeräte ermöglicht ist.
Vor dem hermetischen Verschließen eines offenen Rohrendes
wird das Wärmerohr in einer angestellten Bearbeitungslage
festgehalten. Das bereits verschlossene Rohrende liegt
unten, da das Wärmerohr vor dem Verschließen des verblei
benden offenen Rohrendes mit der zugemessenen Trägerflüs
sigkeit befüllt wird. Zum Verschließen des offenen Rohr
endes wird das Wärmerohr an einem von dem offenen Rohren
de beabstandeten Verschlußabschnitt mit einem geeigneten
Werkzeug einschnürend gequetscht. Aufgrund des elasti
schen Materialverhaltens des Wärmerohres ist an der
Quetschstelle keine fluidische, druckfeste Abdichtung er
reichbar und es verbleibt ein geringfügiger Durchgangs
querschnitt. Anschließend wird in das Wärmerohr bis zur
Anlage an dem Quetschstelle ein Lotstück eingeführt, des
sen Schmelztemperatur oberhalb der vorgesehenen Betriebs
temperatur des Wärmerohres liegt. In einem dritten Ver
fahrensschritt wird an das offene Rohrende eine Vakuum
pumpe angeschlossen. Nach Einschalten der Vakuumpumpe
wird das Wärmerohr infolge des Saugdruckes der Vakuum
pumpe an der Quetschstelle evakuiert. Im vierten Verfah
rensschritt wird schließlich der Verschlußabschnitt lokal
bis oberhalb der Schmelztemperatur des Lotstückes er
wärmt. Das verlaufende und anschließend erstarrende Hart
lot verschließt die Quetschstelle hermetisch und druckbe
ständig auch bei Vorliegen extrem hoher Innendrücke im
Wärmerohr.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich
aus dem Ausführungsbeispiel eines Röhrenkollektors zur
thermischen Wandlung von Solarstrahlung mit mehreren Wär
merohren, welches nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert ist. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Röhrenkollek
tors,
Fig. 2 einen Röhrenkollektor in einem Querschnitt entlang
der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 ein Rohrende eines Wärmerohres in schematischer,
aufgebrochener Darstellung.
Fig. 1 zeigt einen Röhrenkollektor 1, welcher zur thermi
schen Wandlung von Solarstrahlung vom Sonnenlicht durch
scheinbare Glasröhren 3a-3f aufweist, deren Innenraum
durch die Solarstrahlung erwärmt wird. In jeder Glasröhre
3a-3f erstreckt sich jeweils ein Wärmerohr 2 aus Kupfer
zur Wärmeabfuhr. Um die Intensität der in die Glasröhre 3
fallenden und damit das Wärmerohr 2 erwärmenden Solar
strahlung zu erhöhen, ist unter jedem Glasrohr 3 ein etwa
halbkreisförmiger Reflektor 7 aus Aluminium angeordnet,
dessen Brennpunkt zur Bündelung der reflektierten Solar
strahlung innerhalb der jeweiligen Glasröhre 3a-3f
liegt.
Wie insbesondere Fig. 2 mit einem Querschnitt des Röhren
kollektors 1 gemäß II-II in Fig. 1 zeigt, ist die Glas
röhre 3 doppelwandig ausgeführt, wobei der Zwischenraum 6
der Innenwand 4 und der Außenwand 5 evakuiert ist. Die
Innenwand 4 trägt auf ihrem gesamten Umfang dem Zwischen
raum 6 zugewandt eine selektive Absorptionsschicht 8. Die
durch die Absorptionsschicht 8 fallende Solarstrahlung 22
wird beim Auftreffen auf ein Hindernis im Innenraum 16
des Röhrenkollektors 1 in Wärme umgewandelt. Im Zentrum
des Röhrenkollektors 1 erstreckt sich das Wärmerohr 2,
welches aus Kupfer besteht und daher gute Wärmeleiteigen
schaften aufweist. Das Wärmerohr 2 ist mittels Schellen
20 in der Glasröhre 3 gehalten, welche in axialem Abstand
zueinander angeordnet sind und sich an der Innenwand 4
abstützen. Die Schellen 20 bestehen aus Aluminium und
leiten daher die Wärme der Innenwand 4 in das Wärmerohr 2
ein. Der evakuierte Zwischenraum 6 der doppelwandigen
Glasröhre 3 verhindert einen Wärmeaustritt aus dem Röh
renkollektor 1 und unterstützt somit die Aufheizung des
Wärmerohres 2 im Innenraum 16 der Glasröhre 3. Der ein
wärts gekrümmte Reflektor 7 aus Aluminium umgreift den
Röhrenkollektor 1 auf dessen der natürlichen Einfalls
richtung der Solarstrahlung 22 gegenüber liegenden Um
fangshälfte.
Das Wärmerohr 2 ist an seinen Rohrenden hermetisch ver
schlossen und enthält eine geringe Menge eines konden
sierbaren Trägerfluides 23. Als Trägerfluid wird im vor
liegenden Anwendungsbeispiel mit einem kupfernen Wärme
rohr 2 destilliertes Wasser verwendet, so daß keine kor
rosiven Wirkungen des Trägerfluides auf das Wärmerohr zu
erwarten sind. Als weitere vorteilhafte Wärmerohr/Träger
fluid-Paarung werden Edelstahl und Alkohol angesehen. Das
Wasser 23 wird in dem Behälter 21 des Wärmerohres 2 unter
einem Unterdruck eingeschlossen, welcher unterhalb des
Dampfdruckes des Wassers bei Umgebungstemperatur, also
bei etwa 0,02 bar liegt. Die eingeschlossene Wassermenge
wird vorzugsweise mit etwa 5-7% des Gesamtvolumens des
Behälters 21 zugemessen. Die Erwärmung des Wärmerohres 2
im Innenraum 16 der doppelwandigen Glasröhre 3 und der
Wassererwärmung bewirkt aus thermodynamischen Zustands
gründen einen proportionalen Druckanstieg. Wie sich aus
Fig. 1 ergibt, ist der Röhrenkollektor 1 mit seinen Glas
röhren 3 und den sich darin längs erstreckenden Wärmeroh
ren 2 unter einem Anstellwinkel α gegenüber der Horizon
talen angeordnet. Der Schwerkraft folgend, wird sich das
Wasser jeweils im unten liegenden Teil eines Wärmerohres
2 sammeln, welcher als Verdampfungsabschnitt 13 jeweils
in der Glasröhre 3 aufgenommen ist und somit aufgrund der
Solarstrahlung erwärmt wird. Der heiße, energiereiche
Wasserdampf strömt infolge der Druckerhöhung im Verdamp
fungsabschnitt 13 gegen die Steigung aufwärts und schlägt
sich im frei außerhalb der Glasröhre 3 liegenden Konden
sationsabschnitt 14 des Wärmerohres 2 an der Rohrwand
nieder. Bei der Kondensation wird die transportierte Wär
memenge freigesetzt und kann zum Betrieb eines Nutzgerä
tes verwendet werden. Das kondensierte Wasser fließt in
den Verdampfungsabschnitt 13 zurück und der Zyklus des
Wärmetransports beginnt aufs neue. Die Glasröhren 3 wei
sen an ihrem oben liegenden Ende eine Öffnung des Innen
raumes auf, so daß bei der Montage des Röhrenkollektors 1
das Wärmerohr 2 einfach in den Innenraum einschiebbar
ist. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Röhrenkol
lektors 1 kann die Öffnung der Glasröhre 3, durch die das
Wärmerohr 2 mit seinem Kondensationsabschnitt 14 aus
tritt, mit einem Stopfen oder ähnlichem verschlossen wer
den.
Der Kondensationsabschnitt 14 jedes Wärmerohres 2 durch
setzt einen Wärmetauscher 12, welcher im Ausführungsbei
spiel aus Aluminium besteht und jeweils eine gemeinsame
Sammelschiene 17 umgreift. In die Sammelschiene wird die
gesamte Wärmemenge aller Wärmerohre 2 eingeleitet und
einer Nutzung zugeführt. Die Sammelschiene 17 ist als
Rohr ausgebildet und ähnlich wie die Wärmerohre 2 mit
einem Trägerfluid befüllt. Die Wärmerohre 2 sind somit
als Primärwärmerohre 2 fluidisch von dem wärmesammelnden
Sekundärwärmerohr 17 getrennt. Das Sekundärwärmerohr 17
ist etwa bis zur Hälfte des eingeschlossenen Rohrvolumens
mit Wasser als Trägerfluid befüllt. Die von den Konden
sationsabschnitten 14 der Primärwärmerohre 2 in das Se
kundärrohr 17 übergegangene Wärmemenge führt zu einer Er
wärmung und Verdampfung des Wassers im Sekundärrohr 17,
und durch mindestens eine mittig zwischen den Wärme
tauschern 19a bis 19f liegende Rohrverzweigung 18b wird
Wasserdampf abgeleitet. Im Bereich des Verbrauchers 28
kondensiert der Wasserdampf und setzt somit die trans
portierte Wärmemenge zur Nutzung frei. Im gezeigten Aus
führungsbeispiel weist das Sekundärrohr 17 mehrere Rohr
verzweigungen 18a, 18b, 18c zur Versorgung mehrerer Ver
braucher 28 auf, welche wahlweise zuschaltbar sind, zum
Beispiel Kochgeräte oder ähnliches.
Vorteilhaft kann auch die Sammelschiene 17 rohrartig aus
gebildet sein und jeweils zwei Rohrverzweigungen 18a, 18b
zu einem geschlossenen Versorgungskreis 27 verbunden
sein. Das Sammelrohr 17 und der Versorgungskreis 27 sind
vollständig mit einer Transportflüssigkeit gefüllt, wobei
ein Wasser-Glykol-Gemisch als vorteilhaft gesehen wird.
Die Transportflüssigkeit wird mittels einer (nicht darge
stellten) Pumpe in Umlauf gebracht und versorgt einen
Verbraucher 28 mit der den Primärwärmerohren 2 der Röh
renkollektoren 1 abgegriffenen Wärmemenge. Eine solche
Vorrichtung mit Röhrenkollektoren zur thermischen Wand
lung von Solarstrahlung mit Primärwärmerohren 2 und einem
sekundären, geschlossenen Versorgungskreis 27 eignet sich
insbesondere zur Erwärmung von Brauchwasser, beispiels
weise für Gebäudeinstallationen. Das Sammelrohr 17 kann
jedoch auch vorteilhaft mit Öl als Pumpmedium gefüllt
sein, wodurch Nutztemperaturen oberhalb 100°C mit gerin
gen Innendrücken des Sammelrohres 17 erreichbar sind.
Denkbar wäre auch eine Wärmeübertragung durch freie Kon
vention im Trägermedium des Sammelrohres 17.
Alternativ zur Rohrausführung der Sammelschiene 17 kann
auch eine massive Ausführung vorteilhaft sein, wobei die
gesamte Wärmemenge auf dem Wege der Wärmeleitung zu den
Verbrauchern transportiert wird.
Um einen störungsfreien Wärmetransport in den Wärmerohren
zu gewährleisten, sind die Wärmerohre auf ihrer Innen
seite strukturiert ausgeführt, so daß das aus dem Konden
sationsabschnitt rücklaufende Wasserkondensat vor dem in
Gegenrichtung strömenden Dampf geschützt wird. Zu diesem
Zweck können Metallnetze in das Wärmerohr eingebracht
werden oder die Wärmerohre auf ihren Innenwänden mit
drallförmig gezogenen Rillen versehen werden. Die Längen
der Verdampfungs- und gekühlten Kondensationsabschnitte
der Wärmerohre können je nach Anwendung unterschiedlich
sein, wobei ein Längenverhältnis von 7 : 1 bis 10 : 1 bei
einer Gesamtlänge von 2 bis 3 Metern als vorteilhaft an
gesehen wird.
In Fig. 3 ist der Endabschnitt eines Wärmerohres 2 ge
zeigt, welcher mittels zweier mechanisch eingebrachter,
benachbarter Quetschstellen 10, 11 unter Verringerung des
Rohrquerschnittes und Einschluß eines verschmolzenen Lot
stückes 9 hermetisch verschlossen ist. In dem einge
schlossenen Behälter 21 des Wärmerohres 2 herrscht dabei
ein geringer Innendruck, welcher etwa dem Dampfdruck des
darin geführten Trägermediums Wasser entspricht. Zum Ver
schließen des Wärmerohres auf die dargestellte Art wird
das Wärmerohr in einer angestellten Bearbeitungslage
festgehalten, wobei ein bereits verschlossenes Rohrende
unten liegt. Ein solcher Verschluß kann beispielsweise
durch einen in das Rohrende eingelöteten Stopfen erfol
gen. Vor dem Verschließen des Behälters 21 wird die zuge
messene destillierte Wassermenge in das Wärmerohr 2 ein
gefüllt.
In einem ersten Verfahrensschritt zum hermetischen Ver
schließen des Behälters 21 wird das Wärmerohr in einem
vom offenen Rohrende 12 beabstandeten Verschlußabschnitt
15 einschnürend gequetscht. Zum Quetschen des Wärmerohres
2 kann beispielsweise ein abgestumpftes Dornwerkzeug ver
wendet werden, welches die anliegende Rohrwand einwärts
verformt in Richtung auf die diametral gegenüberliegende
Rohrwand. Zur Verringerung des Rohrquerschnittes kann das
Wärmerohr gleichzeitig von zwei aufeinander zubewegenden
Dornwerkzeugen gequetscht werden, wobei es jedoch als be
sonders vorteilhaft angesehen wird, das Wärmerohr 2 beim
Anbringen der Quetschstelle 10 gegen ein ebenes Widerla
ger zu halten, so daß lediglich ein Teil des Umfanges des
Wärmerohres 2 verformt wird. Auf einfachste Art kann eine
Quetschung des Wärmerohres 2 mit einem Schraubstock und
einem auf das Wärmerohr wirkenden Zylinderstift vorgenom
men werden. Nach dem Lösen der Quetschkraft wird sich der
Rohrquerschnitt aufgrund elastischen Materialverhaltens
geringfügig ausweiten, so daß auch bei einem Aneinander
liegen der diametral gegenüberliegenden Wandabschnitte
ein Durchgangsspalt 26 verbleibt, welcher hohen Druckun
terschieden nicht standhalten kann. Über den Durchgangs
spalt 26 wird in einem späteren Arbeitsgang der Behälter
21 durch eine an das offene Rohrende 12 angeschlossene
Vakuumpumpe 24 evakuiert. Als vorteilhafter Abstand der
Quetschstelle 10 vom freien Rohrende 12 kann bei einem
Nenndurchmesser des Wärmerohres 2 von etwa 10 bis 15 mm,
vorteilhaft 15 cm angenommen werden, wodurch das freie
Rohrende 12 nicht durch die Quetschung verformt wird und
die Vakuumpumpe 24 fluidisch dicht an das Rohrende 12 an
schließbar ist.
Im zweiten Verfahrensschritt wird vom noch freiliegenden
Rohrende 12 ein Lotstück 9 bis zur Anlage an die Quetsch
stelle 10 in den Verschlußabschnitt 15 eingeführt. Für
das Lotstück 9 kann ein zugeschnittenes Hartlotstück ver
wendet werden, welches üblicherweise in Drahtform ver
trieben wird und mit festem Flußmittel ummantelt ist. Der
Schmelzpunkt des Lotstückes 9 muß dabei oberhalb der zu
erwartenden maximalen Betriebstemperatur des Wärmerohres
2 liegen. Vor dem Evakuieren des Behälters 21 wird das
Wärmerohr 2 auf Höhe des freiliegenden Endes des Lot
stückes 9 ein weiteres Mal gequetscht. Diese zweite
Quetschstelle 11 schließt das Lotstück 9 im Verschlußab
schnitt 15 ein und verhindert nach dem Anschließen und
Einschalten der Vakuumpumpe 24 am freien Rohrende 12 ein
Ansaugen des Lotstückes.
Im nächsten Verfahrensschritt wird die an das Rohrende 12
angeschlossene Vakuumpumpe 24 in Betrieb genommen und der
Behälter 21 über dem jeweiligen Durchgangsspalt 26 der
Quetschstellen 10 und 11 evakuiert. Der Pumpvorgang wird
dabei mit einem Druckmesser 25 überwacht und schließlich
nach einer gewissen Zeitspanne das Erreichen bzw. Unter
schreiten des Dampfdruckes erfaßt. Nach dem Unterschrei
ten des Dampfdruckes sollte die Vakuumpumpe 24 abgeschal
tet werden, da sonst bereits verdampftes Wasser aus dem
Behälter 21 gepumpt würde. Nach dem Abschalten der Vaku
umpumpe 24 wird der Verschlußabschnitt 15 auf Höhe des
Lotstückes 9, beispielsweise mit Hilfe einer Lötlampe
stark erwärmt und das Lotstück 9 verschmolzen. Beim Ver
laufen dringt das Lot in den Durchgangsspalt 26 und be
wirkt einen hermetischen Verschluß. Es ist als vorteil
haft anzusehen, vor dem Erhitzen des Verschlußabschnittes
15 die untere Quetschstelle 10 mit maximaler Druckkraft
zu quetschen, um einen minimalen Durchgangsquerschnitt
des Spaltes 26 herzustellen. Spätestens beim Erreichen
der Schmelztemperatur des Lotstückes 9 sollte die Vakuum
pumpe 24 kurzfristig wieder eingeschaltet werden, um die
zwischen den Quetschstellen 10 und 11 beim Löten entste
henden Gase abzusaugen. Dadurch wird verhindert, daß die
Druckerhöhung durch die Gasentwicklung das Lot durch den
Durchgangsspalt 26 in den Behälter 21 drückt oder sogar
nicht kondensierbare Gase in den Behälter 21 eindringen.
Nach der Loterstarrung kann der Restabschnitt des Wärme
rohres 2 vom hermetischen Verschlußabschnitt bis zum
Rohrende 12 abgeschnitten werden.
Besonders vorteilhaft wird der Verschlußabschnitt 15 in
einem separaten Verschlußrohrstück ausgebildet, welches
mit dem eigentlichen Wärmerohr an dessen Rohrende mittels
einer druckfesten Schraubverbindung, beispielsweise einer
Schraubmuffe, verbunden wird. Das Verschlußrohrstück ist
wegen seiner im Vergleich zum Wärmerohr kurzen Länge
leicht zu handhaben, und kann zum einfachen Anschluß an
das Wärmerohr 2 mit Quetschstellen 10 und 11 unter Ein
schluß des Lotstückes vorbereitet werden. Nach dem Ver
schrauben des Verschlußrohrstückes mit dem Wärmerohr wird
die Evakuierung durch die Vakuumpumpe 24 durchgeführt und
das Lotstück schließlich verschmolzen. Ein separates Ver
schlußrohrstück kann einen geringeren Durchmesser aufwei
sen als das Wärmerohr und ist daher kostengünstig her
stellbar.
Claims (11)
1. Verfahren zum hermetischen Verschließen eines offe
nen Rohrendes (12) eines Wärmerohres (2) aus wärme
leitfähigem, zähen Material, vorzugsweise Kupfer,
unter Einschluß einer geringen Menge eines konden
sierbaren Trägerfluides (23) mit einem statischen
Druck unterhalb des Dampfdruckes des Trägerfluides
(23) zum Wärmetransport von einem bei angestelltem
Verlauf des Wärmerohres (2) unten liegenden, er
wärmten Verdampfungsabschnitt (13) zu einem Konden
sationsabschnitt (14), insbesondere für einen Röh
renkollektor (1) zur thermischen Wandlung von So
larstrahlung, gekennzeichnet durch die folgenden
Verfahrensschritte:
- a) das Wärmerohr (2) wird in einem vom offenen Rohrende (12) beabstandeten Verschlußabschnitt (15) einschnürend gequetscht,
- b) ein Lotstück (9) mit Schmelztemperatur oberhalb der vorgesehenen Betriebstemperatur des Wärme rohres (2) wird bis zur Anlage an der Quetsch stelle (10) in das Wärmerohr (2) eingeführt,
- c) an das offene Rohrende (12) wird eine Vakuumpum pe (14) angeschlossen und das Wärmerohr (2) eva kuiert,
- d) der Verschlußabschnitt (15) wird bis oberhalb der Schmelztemperatur des Lotstückes (9) er wärmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmerohr (2) nach dem Einführen des Lot
stückes (9) auf Höhe des freiliegenden Endes des
Lotstückes (9) gequetscht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet,
daß der statische Druck im Wärmerohr (2) während
des Pumpvorganges gemessen wird und bei Unter
schreiten des Dampfdruckes des Trägerfluides (23)
die innenliegende Quetschstelle (10) bis zur Anlage
diametral gegenüberliegender Wandabschnitte ge
quetscht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vakuumpumpe (14) nach dem Unterschreiten
des Dampfdruckes abgeschaltet und unmittelbar nach
Erschmelzen des Lotstückes (9) wieder eingeschaltet
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Quetschen des Wärmerohres (2) mit einem ab
gestumpften Dornwerkzeug erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet,
daß als Trägerfluid (23) Wasser verwendet wird.
7. Röhrenkollektor zur thermischen Wandlung von
Solarstrahlung mit mehreren Wärmerohren (2a-2f)
nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche sich mit
dem Verdampfungsabschnitt (13) jeweils in einer
Glasröhre (3a-3f) erstrecken, die eine selektive
Absorptionsschicht (8) trägt, dadurch gekennzeich
net,
daß die Kondensationsabschnitte (14) der Wärmerohre
(2a-2f) wärmeübertragend mit einer gemeinsamen
Sammelschiene (17) verbunden sind, welche minde
stens eine wärmeleitend mit einem Nutzgerät ver
bindbare Verzweigung (18a-18c) aufweist.
8. Röhrenkollektor nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet,
daß die Wärmerohre (2a-2f) einen Wärmetauscher
(19a-19f) durchsetzen, welcher die Sammelschiene
(17) umgreift.
9. Röhrenkollektor nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet,
daß pro Wärmerohr (2a-2f) ein Wärmetauscher
(19a-19f) vorgesehen ist.
10. Röhrenkollektor nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschiene (17)
als Sekundärrohr ausgebildet ist und mit einem ver
dampfbaren Fluid, insbesondere Wasser, bevorzugt
etwa zur Hälfte des Rohrvolumens befüllt ist.
11. Röhrenkollektor nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschiene (17)
rohrartig ausgebildet und mit einer Flüssigkeit be
füllt ist und jeweils zwei Verzweigungen (18a) zu
einem geschlossenen Versorgungskreis verbunden
sind, wobei die Flüssigkeit mittels einer Pumpe in
dem Versorgungskreis in Umlauf bringbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19714774A DE19714774A1 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Wärmerohr, insbesondere für einen Röhrenkollektor |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19714774A DE19714774A1 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Wärmerohr, insbesondere für einen Röhrenkollektor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19714774A1 true DE19714774A1 (de) | 1998-10-15 |
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Family Applications (1)
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DE19714774A Withdrawn DE19714774A1 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Wärmerohr, insbesondere für einen Röhrenkollektor |
Country Status (1)
Country | Link |
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