DE19919835A1 - Sonnenkollektor mit formvariablem Abstandshalter - Google Patents

Abstract

Bekannte Sonnenkollektoren mit hohem Wirkungsgrad haben niedrige Wärmeübergangskoeffizienten. Dies führt dazu, daß der Kollektor im Stillstand, d. h., wenn ihm keine Energie entnommen wird, sich in seinem Inneren auf eine Stillstandstemperatur von bis zu 350 DEG C aufheizen kann. Aus der hohen thermischen Belastung des Sonnenkollektors ergibt sich eine hohe Störanfälligkeit des Systems sowie auch hohe Herstellungs- und Betriebskosten. DOLLAR A Es wird zwischen der Absorberkomponente (2) und der transparenten Außenkomponente (1) des Sonnenkollektors ein Abstandshalter (3) positioniert, dessen Form reversibel von der Temperatur abhängig ist. Überschreitet die Sonnenkollektortemperatur einen Schwellenwert, verändert der Abstandshalter (3) seine Form derart, daß die oben genannten Kollektorkomponenten sich berühren und ein Wärmetransfer stattfinden kann. Verstärken läßt sich dieser Effekt, indem man den Sonnenkollektor mit einem Edelgas füllt. DOLLAR A Der Sonnenkollektor mit formvariablem Abstandshalter eignet sich sehr gut zur temporären Wärmegewinnung.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Sonnenkollektor, der mindestens eine Absorberkomponente, mindestens eine transparente Außenkomponente und mindestens einen Abstandshalter zwischen beiden Komponenten enthält.

Unter den verschiedenen Typen von Sonnenkollektoren, die der Umwandlung von Sonneneinstrahlung in Wärme dienen, stellen neben den Flachkollektoren die Röhrenkollektoren eine bedeutende Gruppe dar. Bei Vakuumkollektoren bietet sich der Röhrenkollektor besonders an, da ein als Rohr geformtes Glas eine bessere Druckfestigkeit aufweist, als zwei gegeneinander abgestützte Glasplatten.

Die Absorberkomponenten bestehen aus Platten oder Rohren, die mit einer selektiven Absorptionsbeschichtung versehen sind, d. h. einer Beschichtung, die möglichst viel Sonnenlicht absorbiert und möglichst wenig davon als Wärmestrahlung wieder abgibt. Die Absorberkomponente ist von Außenkomponenten umschlossen, die für das Sonnenlicht durchlässig sind und daher in der Regel aus Glas bestehen und beispielsweise als Rohr oder als Platte ausgebildet sein können. Die Absorberkomponenten werden entweder direkt von einem Wärmeträgermedium durchströmt oder stehen mit einer Wärmeträgermediumleitung in derart engem Kontakt, daß sie an das Wärmeträgermedium Wärme abgeben können.

Ein Röhrenkollektor, bei dem sowohl die Absorberkomponente als auch die Außenkomponente als Röhren ausgebildet sind, die ineinander angeordnet sind, wird beispielsweise im deutschen Gebrauchsmuster 298 08 532.1 beschrieben.

Insbesondere wird darin ein Röhrenkollektor mit koaxial durchströmtem Absorberrohr beschrieben. Die Anordnung des Absorberrohrs parallel und exzentrisch zum Hüllrohr wird dabei von Abstandshaltern aus Metall gewährleistet. Fest verbunden mit dem Hüllrohr ist das Absorberrohr dabei nur an einem seiner Enden.

Um Sonnenkollektoren mit einem hohen Wirkungsgrad zu erhalten, sollte der Wärmeübergangskoeffizient innerhalb des Sonnenkollektors möglichst niedrig sein. Dies wird üblicherweise dadurch erreicht, daß innerhalb der Sonnenkollektoren ein Hochvakuum herrscht. Im Normalbetrieb liegen die Kollektortemperaturen deutlich unter 100°C. Der Kollektor kann jedoch im Stillstand, d. h. wenn ihm keine Energie entnommen wird, eine Temperatur, die sogenannte Leerlauf oder Stillstandstemperatur, von über 200°C und bis zu 350°C erreichen.

Bestehende Sonnenkollektoren werden bei Erreichen der eingestellten Speichertemperatur durch Ausschalten einer Wärmeträgermediumpumpe gezielt in den Kollektorstillstand versetzt. Dabei erhöht sich die Kollektortemperatur bis sich ein thermisches Gleichgewicht von einstrahlender Sonnenenergie und Wärmeabgabe, bestimmt über den Wärmeübergangskoeffizienten des Kollektors, einstellt. Je niedriger nun der Wärmeübergangskoeffizient ist, desto höher ist die Stillstandstemperatur.

Erhöht sich die Kollektortemperatur, wird das Wärmeträgermedium in Abhängigkeit des eingestellten Systemdruckes von der flüssigen in die gasförmige Phase übergeleitet und in ein Ausdehnungsgefäß verdrängt. Allerdings sollte das Wärmeträgermedium Temperaturen von der Größenordnung der üblichen Stillstandstemperaturen nur kurzzeitig ausgesetzt werden. Bei solchen Temperaturen kann es bei längerer Einwirkzeit zu einer chemischen Veränderung, z. B. Dunkelfärbung oder Zersetzung des Mediums kommen. Hierdurch kann die Lebensdauer des Wärmeträgermediums stark herabgesetzt werden. Es kann auch zu Ausfällungen kommen, die die Einsatzzeit des Wärmeträgermediums begrenzen und die erforderlichen Wechselintervalle verkürzen.

Bei hochwertigen Kollektoren, d. h. mit niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten, wird durch die im Stillstand erreichte Temperatur, meist auch als Langzeiteffekt, die Kollektorisolierung beschädigt. Es kann zu Ausgasungen des Isolationsmaterials kommen, die die Absorberschichten oder Glasabdeckungen beschlagen und zu Transmissions- und Absorptionsverlusten führen. Auch die Anschlußleitungen und deren Isolation müssen bei herkömmlichen Kollektoren aufgrund der hohen Stillstandstemperatur in hohem Maße temperaturbeständig sein.

Aus der hohen thermischen Belastung des Sonnenkollektors ergibt sich eine hohe Störanfälligkeit des Systems sowie auch hohe Herstellungs- und Betriebskosten.

Alle dargestellten Nachteile treten auch bei dem im deutschen Gebrauchsmuster 298 08 532.1 beschriebenen Röhrenkollektor auf.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 588 802 B1 ist ein Wärmerohr bekannt, das sich insbesondere zum Einsatz in Sonnenkollektoren eignet, welches einen Verdampfer, der der Absorberkomponente entspricht, und ein Kondensator, der dem Ausdehnungsgefäß für das Wärmeträgermedium entspricht, umfaßt. Bei dem Wärmeträgermedium handelt es sich hier um eine Flüssigkeit, die im Verdampfer Wärme aufnimmt und dadurch verdampft und im Kondensator diese Wärme wieder abgibt und somit kondensiert und wieder in den Verdampfer zurückfließt. Geschieht der Wärmeaustausch zwischen dem Kondensator und einem äußeren System nicht schnell genug, überhitzt sich der Kondensator, was zu seiner Zerstörung führen kann.

Um dies zu verhindern, wird ab einer Grenztemperatur das Kondensat im Kondensator gesammelt und nicht wieder in den Verdampfer zurückgeleitet. Dazu wird zwischen Kondensator und Verdampfer ein temperaturabhängiges Ventil angebracht, das entweder aus einer Formgedächtnislegierung oder einem Bimetall besteht oder über eine temperaturabhängige magnetische Kupplung gesteuert wird. Oberhalb der Grenztemperatur schließt sich das Ventil bis auf einen winzigen Spalt, durch den kaum Kondensat austreten kann, aber durch den immer noch verdampfte Wärmeträgerflüssigkeit einströmen kann, wobei sie zusätzlich das Kondensat am Ausfließen hindert. Nach einer gewissen Zeit ist die Menge des in den Kondensator einströmenden Dampfes so gering, daß der Kondensator wieder abkühlen kann.

Bei Anwendung des in EP 0 588 802 B1 beschriebenen Wärmerohres in einem Sonnenkollektor stellt sich das Problem, daß, während der Kondensator langsam abkühlt, der Absorber nach wie vor Sonnenlicht absorbiert und sich immer mehr aufhitzt, da er die Wärme nicht mehr an ein Wärmeträgermedium abgeben kann. Dies kann zur Beschädigung und auch völligen Zerstörung des Sonnenkollektors führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die thermische Überbelastung des Kollektorkreislaufs und seiner einzelnen Komponenten, insbesondere der Absorberkomponenten, im Stillstandmodus zu reduzieren.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Sonnenkollektor gemäß Hauptanspruch.

Durch die Temperaturabhängigkeit der Abstandshalterform wird erreicht, daß der Abstand zwischen den Komponenten des Sonnenkollektors, der als Flach- oder Röhrenkollektor ausgebildet sein kann, je nach Temperatur größer oder geringer ist. Wird eine gewisse Temperatur oder ein Temperaturbereich überschritten, ändert sich der Abstand, wird diese Temperatur oder dieser Temperaturbereich wieder unterschritten, stellt sich der ursprüngliche Abstand wieder ein. Dabei sind Abstandsänderungen gemeint, die verglichen mit der Größenordnung des Abstandshalters zwar gering sind, aber doch deutlich mit dem Auge wahrnehmbar sind.

Mit anderen Worten ist der Abstandshalter des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors ein thermisch aktives Bauteil, das thermische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die mechanische Energie wird zum Ausführen der Abstandsänderung ausgenutzt. Dabei ist der Abstandshalter Temperaturfühler und Stellelement in einem. Derartige thermisch aktive Bauteile können aus Bimetallen, Dehnstoffen oder Formgedächtnislegierungen hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Sonnenkollektors besteht der Abstandshalter teilweise oder ganz aus einem Bimetall. Wie im Sonderdruck aus der Zeitschrift Feinwerktechnik Mikrotechnik Meßtechnik vom Sept. 1995, Carl Hanser Verlag, Hans Nußkern, "Thermische Stellelemente in der Gerätetechnik" ausgeführt, sind Bimetalle Schichtverbundwerkstoffe, die aus mindestens zwei Komponenten mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten bestehen. Da sich bei Erwärmung die eine Komponente stärker ausdehnt als die andere, entsteht eine temperaturabhängige Krümmung des Bimetalls. Teile aus einem Bimetall zeigen beim Erwärmen und Abkühlen im allgemeinen eine stetige Gestaltsänderung. Durch entsprechende mechanische Vorwölbung kann unter Einhaltung bestimmter Grenzbedingungen auch ein Schnappeffekt erreicht werden, d. h. eine unstetige Gestaltsänderung. In dem Fall weisen sie allerdings eine starke Hysterese auf. Vorteile der Bimetalle sind ihre sehr hohen maximalen Einsetztemperaturen von bis zu weit über 200°C sowie die Tatsache, daß sie in jedem Fall selbstätig in die Ausgangsstellung zurückkehren.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, einen Teil des Abstandshalters, der aus Bimetall besteht, klammerartig auszubilden. Diese Klammer greift eine Absorberkomponente des Sonnenkollektors, deren Abstand zur transparenten Außenkomponente verändert werden soll, was über die Krümmung der Klammer unter Temperatureinwirkung erfolgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors besteht der Abstandshalter teilweise oder ganz aus einer Formgedächtnislegierung. Dem weiter oben erwähnten Sonderdruck aus der Zeitschrift Feinwerktechnik Mikrotechnik Meßtechnik zufolge besteht der Formgedächtniseffekt auf einer thermoelastischen martensitischen Umwandlung, die nur in wenigen Legierungssystemen beobachtet wird. Ursache für diesen außergewöhnlichen Effekt ist eine temperaturabhängige Änderung der Kristallstruktur, wobei die beteiligten Phasen aus Austenit und Martensit geordnete Gitterstrukturen aufweisen. Bei hoher Temperatur ist die Legierung aus austenitisch, bei tieferen Temperaturen martensitisch. Wird ein Bauteil einer martensitischen Formgedächtnislegierung unterhalb einer kritischen Temperatur verformt, so findet nur eine reversible Formänderung durch Verschieben der hochbeweglichen Zwillingsgrenzen statt. Sobald das Bauteil über die Umwandlungstemperatur erwärmt wird, bildet sich Austenit mit der ursprünglich vorhandenen Orientierung, so daß das Bauteil in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Die maximalen Einsatztemperaturen von Formgedächtnislegierungen sind zwar geringer als die von Bimetallen, aber ihr Arbeitsvermögen ist ungefähr zehnmal so groß.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, einen Teil des Abstandshalters, der aus einer Formgedächtnislegierung besteht, als Spiralfeder auszubilden. Diese Spiralfeder ändert unter Temperatureinwirkung ihre Länge und bewegt dabei die Absorberkomponenten, und ändert somit deren Abstand zur transparenten Außenkomponente des Sonnenkollektors.

Vorzugsweise ist der Sonnenkollektor mit Luft und/oder einem oder mehreren Edelgasen gefüllt. Darüber läßt sich der Wärmeübergangskoeffizient steuern.

Dazu herrscht im Sonnenkollektor vorzugsweise ein Druck von 0,1 bis 20 mbar. Herrscht in einem Sonnenkollektor kein Vakuum, ist der Wärmeübergangskoeffizient abhängig von der sich im Stillstand erhitzenden Komponente, dem Absorber, und der Außenwand des Kollektors, der transparenten Außenkomponente. Mit geringerem Abstand steigt der Wärmeübergangskoeffizient und die Wärme kann besser abgeleitet werden, so daß sich eine geringere Stillstandstemperatur einstellt. Wird der Sonnenkollektor in den Stillstand versetzt, steigt langsam die Temperatur an, bis eine bestimmte Temperatur überschritten wird oder ein Temperaturbereich erreicht wird, in dem der Abstandshalter seine Form verändert und damit auch den Abstand zwischen den Komponenten verringert. Die Wärme wird nun besser abgeleitet und die Temperatur sinkt langsam wieder. Wird die Übergangstemperatur wieder unterschritten, vergrößert sich der Abstand wieder und die Temperatur fängt wieder an, etwas zu steigen. Nach und nach pendelt sich die Kollektortemperatur bei der Übergangstemperatur oder dem Übergangstemperaturbereich des Abstandshalter ein.

Besonders bevorzugt ist eine Xenonatmosphäre, da Xenon im Betriebsmodus den geringsten Wärmeübergangskoeffizienten aufzeigt und im Stillstandsmodus die stärkste Abhängigkeit vom Abstand aufweist. Damit läßt sich ein Kompromiß zwischen hinreichendem Wirkungsgrad des Sonnenkollektors und nicht allzu hoher Stillstandstemperatur erreichen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform herrscht im Sonnenkollektor ein Vakuum. Die Wärme wird in diesem Fall dadurch abgeleitet, daß die Absorberkomponenten mit Hilfe des formvariablen Abstandshalters in direkten Kontakt mit der Außenkomponente gebracht wird und die Wärme darüber abfließen kann. Dies führt zu einem Sonnenkollektor mit einem höheren Wirkungsgrad im Betriebsmodus.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sonnenkollektor als Röhrenkollektor ausgebildet und umfaßt ein Außen- und ein Innenrohr aus Glas, wobei das Innenrohr vorzugsweise nur an einem Ende mit dem Außenrohr abdichtend verbunden ist, sowie und einen erfindungsgemäßen Abstandshalter. Das Innenrohr hat Absorberfunktion und das Außenrohr ist durchlässig für Sonnenlicht. Vorzugsweise sind das Innen- und das Außenrohr miteinander luftdicht verschmolzen, um eine abdichtende Verbindung herzustellen. Der Wärmeübergangskoeffizient wird über den Abstand zwischen Innen- und Außenrohr gesteuert. Das Innenrohr ist an seinen beiden Enden in je einen Abstandshalter eingespannt. Erhöht sich die Temperatur, wird das Innenrohr an dem Ende, an dem der erfindungsgemäße Abstandshalter angebracht ist, gegen die Innenwand des Außenrohres gedrückt. Dadurch wird der vorher überall äquidistante Spalt zwischen Innen- und Außenrohr keilförmig und steigt von 0 mm am Ende mit empfindungsgemäßen Abstandshalter auf den ursprünglichen Abstand am Ende mit herkömmlichem Abstandshalter an. Dies hat den Vorteil, daß nach außen hin die Konfiguration des Sonnenkollektors gleich bleibt.

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor hat eine Stillstandstemperatur von weniger als 200°C. Dies bringt diverse Vorteile mit sich. Das Wärmeträgermedium wird nur noch Temperaturen ausgesetzt, bei denen es chemisch stabil ist. Da das komplette Verdampfen des Wärmeträgermediums im Absorberrohr verhindert wird, werden nur noch kleine Ausdehnungsgefäße benötigt. Insgesamt werden die Wechselzyklen des Wärmeträgermediums im Kollektorkreislauf länger. Die einzelnen Bauteile des Kollektorsystems werden insgesamt weniger belastet, was deren Lebensdauer verlängert und geringere Ansprüche an die Materialgüte stellt. Die Dampfschlagbelastung und und die damit verbundene Geräuschentwicklung wird verringert bzw. ganz verhindert. Für den Benutzer ergibt sich außerdem ein psychologischer Vorteil dadurch, daß er keinen bis 350°C warmen Gegenstand mehr auf seinem Dach weiß.

Die Erfindung soll anhand von in den folgenden Figuren dargestellten Beispielen weiter erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1a einen Bimetallabstandshalter bei niedriger Temperatur,

Fig. 1b einen Bimetallabstandshalter bei hoher Temperatur,

Fig. 2a einen Formgedächtnislegierungsabstandshalter bei niedriger Temperatur,

Fig. 2b einen Formgedächtnislegierungsabstandshalter bei hoher Temperatur,

Fig. 3 die Abhängigkeit des Wärmeübergangskoeffizienten bei einer festen Temperatur von Gas und Abstand,

Fig. 4a einen Sonnenkollektor bei niedriger Temperatur und

Fig. 4b einen Sonnenkollektor bei hoher Temperatur.

In Fig. 1a und 1b ist ein Schnitt durch einen Sonnenkollektor dargestellt, der als Röhrenkollektor ausgebildet ist und aus einem Innenrohr 2 und einem Außenrohr 1 sowie einem Abstandshalter 10 mit einem Teil aus Bimetall besteht. Der Abstandshalter 10 besteht aus einer Halteklammer 4 für das Innenrohr 2. Diese Innenrohrhalteklammer 4 besteht aus Bimetall und ist verbunden mit der Einpaßfeder 5 aus herkömmlichem Material. Während die Halteklammer 4 das Innenrohr 2 umklammert und damit hält, liegt die Einpaßfeder 5 an wenigen Stützstellen an der die Innenwand des Außenrohres 1 an. Zusammen sorgen Innenrohrhalteklammer 4 und Einpaßfeder 5 dafür, daß das Innenrohr 2 eine bestimmte Position im Innenraum des Außenrohres 1 einnimmt.

Um einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren willen ist in den Fig. 1a und b nicht dargestellt, daß das Außenrohr mit einer Innenverspiegelung in der unteren Hälfte versehen ist und daß das Innenrohr 2 außen mit einer hochreflektiven Aluminiumschicht und darüber mit einer schwarzen Absorptionsschicht versehen ist. Auch in den folgenden Figuren sind diese Merkmale zwar vorhanden, der Übersicht halber aber nicht dargestellt.

Erhöht sich nun die Temperatur innerhalb des Sonnenkollektors, biegt sich die Halteklammer 4 aus Bimetall leicht auf, so daß das Innenrohr 2 etwas aus ihr herausrutscht und der Innenwand des Außenrohres 1 näher kommt. Nimmt die Temperatur im Sonnenkollektor wieder ab, biegt sich die Klammer 4 wieder zusammen, so daß sie das Innenrohr 2 enger umgreift und von der Innenwand des Außenrohres 1 wieder wegzieht.

In Fig. 2 ist ebenfalls ein Schnitt durch einen Sonnenkollektor gezeigt, der als Röhrenkollektor ausgebildet ist und aus Außenrohr 1 und Innenrohr 2 besteht, aber nun mit einem Formgedächtnislegierungsabstandshalter 3 versehen ist. Dieser besteht aus einer Halterung 7, die sich an dem größten Teil der Innenwand des Außenrohres 1 schmiegt sowie das Innenrohr 2 umfaßt. Um das Innenrohr 2 fest umfassen zu können, ist die Halterung 7 seitlich an dem Innenrohr 2 als Klemmfeder 9 ausgebildet. Durch die Halterung 7 wird das Innenrohr 2 exentrisch unterhalb der Längsachse des Außenrohres 1 positioniert. Oberhalb des Innenrohres 2 weist die Halterung 7 eine Ausbuchtung 11 auf. Ihr gegenüber, an der Innenwand des Außenrohres 1, weist die Halterung 7 zwei Ausläufer 12 auf. Die Ausbuchtung 11 sowie die Ausläufer 12 fassen jeweils ein Ende einer Spiralfeder 6 hinein. Die Spiralfeder 6, die aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt ist, ist also in der oberen Hälfte des Innenraumes des Außenrohres 1 und zwar unterhalb der Innenwand des Außenrohres 1 sowie oberhalb der Außenwand des Innenrohres 2 angeordnet.

Erhöht sich die Temperatur des Sonnenkollektors, dehnt sich die Spiralfeder 6 aus und drückt das Innenrohr 2 sprunghaft aufgrund der Memory-Funktion des Federmaterials gegen die Innenwand des Außenrohres 1. Da dadurch die Halterung 7 mitgestreckt wird, muß sie eine konstruktionsbedingte gewisse Elastizität aufweisen. Bei Abkühlen des Sonnenkollektors geht die Feder 6 sprunghaft in ihre Ausgangsstellung zurück oder die Halterung 7 bringt die nötige Rückstellkraft auf, um die Spiralfeder 6 in den ersten Zustand zurückzuversetzen.

In Fig. 3 ist die Abhängigkeit des Wärmeübergangskoeffizienten von der Spaltbreite zwischen Absorberkomponente und transparenter Außenkomponente in Abhängigkeit von der Füllung des Sonnenkollektors dargestellt. Es kann im Sonnenkollektor entweder Vakuum herrschen oder aber Luft, Argon, Krypton oder Xenon eingeführt sein. Vakuum weist einen sehr niedrigen, von der Spaltbreite unabhängigen Wärmeübergangskoeffizienten auf, was für den Betriebsmodus des Sonnenkollektors ideal ist, aber zu sehr hohen Stillstandstemperaturen führt. Luft hat den höchsten Wärmeübergangskoeffizienten, Xenon den niedrigsten. Bei allen vier Gasen steigt der Wärmeübergangskoeffizient mit sinkender Spaltbreite. Am ausgeprägtesten ist der Anstieg für Xenon. Da Xenon bei großem Spalt den niedrigsten Wärmeübergangskoeffizienten hat und die erreichbare Steigerung des Wärmeübergangskoeffizienten bei Verringerung des Abstandes zwischen Absorberkomponente und transparenter Außenkomponente am größten ist, eignet sich Xenon sehr gut für einen Sonnenkollektor, der trotz niedriger Stillstandstemperatur einen hohen Wirkungsgrad im Betriebsmodus hat.

In Fig. 4a und b ist ein Längsschnitt durch einen Sonnenkollektor dargestellt, der als Röhrenkollektor ausgebildet ist und der aus Außen- und Innenrohr 12 besteht. Das Innenrohr 2 ist einerseits nach außen hin an einer Seite geöffnet, andererseits abgedichtet mit dem Außenrohr 1 verbunden, so daß im Innenraum des Sonnenkollektors eine Edelgasatmosphäre eingestellt werden kann. Im Inneren des Sonnenkollektors ist das Innenrohr 2 über einen statischen Abstandshalter 8, der aus herkömmlichem Material besteht und sich unter Temperatureinwirkung nicht verändert, mit dem Außenrohr 1 verbunden. An dem anderen Ende, dem von der Außenverbindung abgewandtem Ende, ist das Rohr 2 über ein Formgedächtnislegierungsabstandshalter 3 mit dem Innenrohr 1 verbunden. In Fig. 4a ist zu sehen, daß die beiden Abstandshalter 3, 8 derart eingestellt sind, daß der Spalt zwischen Außenwand des Innenrohres 2 und Innenwand des Außenrohres 1 konstant ist.

Erhöht sich die Temperatur innerhalb des Sonnenkollektors, wird das Innenrohr von der Spiralfeder 6 des dynamischen Abstandshalters 3 gegen die Innenwand des Außenrohres 1 gedrückt. Daraus resultiert ein keilförmiger Spalt, der sich über die gesamte Länge des Sonnenkollektors erstreckt. An dem Ende, an dem das Innenrohr 2 durch den dynamischen Abstandshalter 3 gehaltert ist, beträgt der Spaltabstand 0 mm. An dem entgegengesetzten Ende, an dem das Innenrohr mit dem statischen Abstandshalter 8 gehaltert ist und eine Verbindung nach außen aufweist, beträgt der Spalt die ursprüngliche Abmessung. Die Funktion des statischen Abstandshalters 8, der sich unter Wärmeeinwirkung nicht verändert, besteht auch darin, daß auf die Verbindung zwischen Außenrohr 1 und Innenrohr 2 an der Öffnung nach außen des Innenrohrs 2 beim Herunterbiegen des Innenrohrs 2 durch den dynamischen Abstandshalter 3 keine zu hohen Kräfte auftreten, die diese Verbindung beschädigen könnten.

Bezugszeichen

1

Außenrohr

2

Innenrohr

3

dynamischer Abstandshalter

4

Innenrohrhalteklammer

5

Einpaßfeder

6

Spiralfeder

7

Halterung

8

statischer Abstandshalter

9

Klemmfeder

10

Abstandshalter

11

Ausbuchtung

12

Ausläufer

Claims (10)

1. Sonnenkollektor, enthaltend mindestens eine Absorberkomponente, mindestens eine transparente Außenkomponente und mindestens einen Abstandshalter zwischen beiden Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mindestens eine Abstandshalter (10) derart ausgebildet ist, daß seine Form reversibel von der Temperatur abhängig ist.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (10) teilweise oder ganz aus einem Bimetall besteht.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (10) einen klammerartig ausgebildeten Teil (4) aufweist, der aus einem Bimetall besteht.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (10) teilweise oder ganz aus einer Formgedächtnislegierung besteht.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (10) eine Spiralfeder (6) aufweist, die aus einer Formgedächtnislegierung besteht.

6. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er Luft und/oder ein oder mehrere Edelgase enthält.

7. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm ein Vakuum herrscht.

8. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er als Röhrenkollektor ausgebildet ist, bei dem sowohl das Außenrohr (1) als auch das absorbierende Innenrohr (2) aus Glas bestehen, daß das Innenrohr (2) nur an einem Ende mit dem Außenrohr (1) abgedichtet verbunden ist.

9. Sonnenkollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen in seiner Form unveränderlichen Abstandshalter (8) aufweist.

10. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß seine Stillstandstemperatur weniger als 200°C beträgt.