DE19945893A1

DE19945893A1 - Sonnen-Kollektor

Info

Publication number: DE19945893A1
Application number: DE19945893A
Authority: DE
Inventors: Helmut Gassner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-05

Abstract

Mit der Ausführung des Absorbers als flache Kupfertasche wird die Möglichkeit geschaffen, das Wärmeträgermedium vollflächig unter die Absorberfläche zu plazieren und somit auch vollflächig die Strahlung der Sonne in Wärme umzuwandeln. DOLLAR A Durch diese Methode erfolgt eine zusätzliche Wirkungsgradsteigerung. DOLLAR A Die konzipierten Kollektoren können sowohl für Warmwasserbereitung als auch für die Schwimmbadaufheizung eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnen-Kollektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Sonnen-Kollektor ist eine Vorrichtung, die Strahlung der Sonne in Wärme umzuwandeln.

Es ist eine bekannte Methode, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Kollektoren zu verwenden, bei denen durch ein Rohrsystem das Wärmeträgermedium zu einem Speicher oder direkt dem Verbraucher zugeführt wird.

Die mäanderartige Rohrführung des Trägermediums im Bereich des Kollektors ist zwar flächenmässig über den gesamten Kollektor verteilt, erreicht aber als Absorberfläche nur einen geringen Anteil der Kollektorfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Wärmetransportmedium vollflächig hinter die Absorberfläche zu plazieren, damit das Trägermedium auch vollflächig aufgeheizt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Als Träger des Wärmemediums wird eine flache Kupfertasche ausgebildet. Die Rückseite und die Seitenflächen werden mit Alu-Folie und Isolierplatten verkleidet und auf einer wasserfesten Sperrholzplatte befestigt.

Auf der Vorderseite der Kupfertasche ist eine selektive Beschichtung angebracht.

Unmittelbar über der selektiven Beschichtung wird ein Einscheiben-Sicher heitsglas angebracht, das konstruktiv mit dem Kollektorrahmen verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch einen Hochleistungs-Flachkollektor;

Fig. 2 Solarkreislauf mit Frostschutzmittel-Wasser-Gemisch;

Fig. 3 Solarkreislauf mit direkter Kaltwasseraufheizung;

Fig. 4 Solarkreislauf für Schwimmbadaufheizung.

Es folgen die Erläuterungen zur Erfindung anhand der Zeichnungen sowie die Angaben zum Aufbau und auch zur Wirkungsweise der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Hochleistungs-Flachkollektor, bei dem der Absorberteil (1) als flache Kupfertasche ausgebildet ist. Die Kupfertasche wird durch Kupfer rundstäbe (2) versteift.

Um den Wärmeverlust des Absorbers (1) durch Abstrahlung nach hinten zu verhindern, wird eine Alu-Folie (4) angebracht. Die Wärmedämmung im Flach kollektor wird durch eine temperaturbeständige Polystyrol-Hartschaumplatte (6) vorgenommen.

Die Vorderseite des Kupferabsorbers wird mit einer selektiven Beschichtung (5) versehen. Mit je 4 Gewindebolzen und Schrauben (3) per Kollektor wird der isolierte Absorberteil an der wasserfesten Sperrholzplatte befestigt.

Das Einscheiben-Sicherheitsglas (8) ist mittels Konstruktionskleber (9) mit dem Kollektorrahmen und der Polystyrol-Hartschaumplatte (10) verklebt.

Der im unteren Bereich gelochte Kollektorrahmen (7) wird mit Spanplatten schrauben (12) an der Sperrholzplatte (11) befestigt.

Fig. 2 zeigt ein Solarsystem zur Warmwasserbereitung in Klimazonen, in welchen jahreszeitlich bedingt die Temperaturen im Kollektor die Frostgrenze (0°C) durchaus unterschreiten können. Hierbei ist im Speichertank ein Wärmetauscher vorgesehen, und für den Solarkreis wird ein Frostschutzmittel- Wasser-Gemisch eingesetzt. Die Solarsteuerung (Temperatur-Differenz- Steuerung) schaltet automatisch die Umwälzpumpe ein, wenn im Sonnen- Kollektor höhere Temperaturen als im Wasserspeicher vorhanden sind.

Das Trägermedium zirkuliert dann vom heißen Kollektor zum Wasserspeicher und gibt dort Wärme ab. Sinkt die Temperatur im Kollektor dann so weit, dass sie nur noch wenig über der Temperatur des Speichers liegt, so wird die Pumpe wieder abgeschaltet.

Mit einem eingebauten Energiezähler im Solarkreislauf wird die Leistungsfähig keit der Anlage exakt fixiert.

Fig. 3 zeigt ein Solarsystem zur Warmwasserbereitung in Klimazonen, wo jahreszeitlich keine Minustemperaturen (unter 0°C) auftreten können.

Da hierbei im Solarkreislauf keine Frostschutzmittel notwendig sind, entfällt auch der Wärmetauscher im Speichertank.

Bei dieser Variante wird aus der nachfließenden Kaltwasserzone im unteren Speicherbereich das Kaltwasser direkt über den Kollektor geschickt. Die Solarsteuerung und die Energiemessung ist identisch wie beim Solarsystem der Fig. 2.

Bei Tagen mit geringer Sonneneinstrahlung kann die obere Schicht im Speichertank, wie in der Zeichnung dargestellt, mit einer Nachheizung durch einen Öl- oder Gaskessel bis zur Betriebstemperatur erwärmt werden.

Alternativ kann die Nachheizung auch durch einen Elektro-Heizstab erfolgen, da bei einem geringen Nachheizbedarf ein Elektro-Heizstab trotz teuerem Strom wirtschaftlicher ist, als den Öl- oder Gaskessel in Betrieb zu nehmen.

Fig. 4 zeigt ein Solarsystem, bei dem mit einem Hochleistungs-Flachkollektor eine Schwimmbadaufheizung erfolgt.

Dabei wird das Schwimmbeckenwasser nach Reinigung (Filter) direkt durch den Absorber geleitet.

Eine Temperatur-Differenz-Steuerung vergleicht die Temperaturen im Absorber (T1) und im Schwimmbecken (T2) und schaltet das Ventil nur dann auf den Absorber, wenn die Absorbertemperatur höher ist als die Temperatur im Schwimmbecken.

Durch den eingebauten Energiezähler im Solarkreislauf wird auch hierbei die Leistungsfähigkeit der Anlage exakt fixiert.

Claims

1. Sonnen-Kollektor, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportme dium (13) über dem gesamten Kupfer-Absorber (1) verteilt ist und somit vollflächig die Sonnenstrahlung in Wärme umwandelt.

2. Sonnen-Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ein gebaute Einscheiben-Sicherheitsglas (8) mit einem Konstruktionskleber (9) an den Kollektorrahmen (7) und eine Polystyrol-Hartschaumplatte (10) an geklebt ist und somit als eine Komponente mit Spanplattenschrauben (12) an der wasserfesten Sperrholzplatte (11) befestigt wird und bei eventuellen Repa raturarbeiten beim Absorber (1) die Rahmenkonstruktion problemlos geöffnet werden kann.

3. Sonnen-Kollektor, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Klimazone und angestrebter Temperaturhöhe die Füllmenge des Absorbers (1) variabel zu gestalten ist, um den günstigsten Wirkungsgrad zu er reichen.

4. Sonnen-Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussrichtung des Fluids durch den Absorber (1) von oben nach unten erfolgt, um den Wirkungsgrad der Solaranlage zu verbessern.