DE19951343C1

DE19951343C1 - Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie aus der Sonnenstrahlung unter Verwendung eines Wärmeträgermediums, z. B. Wasser, Gas oder Luft

Info

Publication number: DE19951343C1
Application number: DE19951343A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Faerber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2019-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie aus der Sonnenstrahlung unter Verwendung eines Wärmeträgermediums, z. B. Wasser, Gas oder Luft, das von der Sonneneinstrahlung erwärmte Hohlräume durchströmt und so die Wärme aufnimmt. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die vom Wärmeträgermedium durchströmten Hohlräume (7) durch einen Körper begrenzt werden, der in Form einer Matratze aus einer Trägerfolie (2), einer darauf aufgebrachten Reflexionsfolie (3) und einer lichtdurchlässigen Deckfolie (4) aufgebaut ist, die mit der Trägerfolie (2) und der Reflexionsfolie (3) ca. 20 mm bis 30 mm randverschweißt ist und im losen Mittelteil punktförmig (6) in einem geeignet großen Raster punktverschweißt ist, derart, daß gleichmäßige Hohlräume zwischen der Deckfolie (4) und der Trägerfolie und der damit verbundenen Reflexionsfolie entstehen, wobei die Hohlräume über mindestens zwei eingeschweißte Schnorchelanschlüsse (8) bis an die Spannungsgrenze der Deckfolie mit Druckluft versorgt und die Folien (2, 3, 4) in einem Wärmeverfahren stabilisiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie aus der Sonnenstrahlung unter Verwendung eines Wärmeträgermediums, z. B. Wasser, Gas oder Luft, das von der Sonne erwärmte Hohlräume durchströmt und so die Wärme aufnimmt.

Zur Erzeugung von Warmwasser mittels Solartechnologie sind bereits die unterschiedlichsten Systeme in Form von Solarkollektoren, Röhren kollektoren, Solardächern etc., bekanntgeworden. Allen diesen Systemen ist der Nachteil gemeinsam, daß die Herstellungskosten, und damit die Anschaffungskosten, zu hoch liegen, um ein allgemeines, breitgefächertes Kaufinteresse, insbesondere bei Privatleuten, zu finden.

In der WO 79/00 225 A1 ist ein aufgeblasener, flexibler Sonnenkollektor beschrieben, der aus insgesamt sechs Schichten besteht. Hierbei sind über zwei Isolierschichten weitere zwei Schichten angeordnet, die eine Absorbereinheit bilden. Die eine und ggf. auch die andere Schicht sind eingefärbt, vorzugsweise mit die Sonnenstrahlen absorbierenden Pigmenten. Die überlagerten Schichten bestehen aus klarem Kunststoffmaterial, damit die Sonnenenergie diese Schichten passieren und die eingefärbte Schicht erreichen kann. Der gesamte mehrschichtige Sonnenkollektor weist somit insgesamt sieben Schichten auf, die verhältnismäßig kompliziert an verschiedenen Stellen miteinander verbunden sind. Die Herstellung eines derartigen Sonnenkollektors ist daher verhältnismäßig kompliziert und teuer.

In der US 4 524 757 ist ein Sonnenkollektor beschrieben, bei dem eine Deckfolie mit einer Grundfolie mehrere punkförmige Verbindungen aufweist. Dabei sollen die beiden Folien aus unbehandeltem Gummimaterial bestehen. Dieses Material ist jedoch nicht geeignet, eine optimale Ausnutzung der absorbierten Wärmeenergie zu gewährleisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nachteil der vorbekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach in der Herstellung ist, so daß die Anschaffungskosten der Vorrichtung wesentlich geringer als bei den bisher bekannten Anlagen sind. Außerdem soll die Leistungsaufnahme durch eine besondere Ausbildung des Absorbers wesentlich verbessert werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die Gegenstand des Patentanspruches 1 ist.

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden mehrere Vorteile er reicht. Durch den besonders einfachen und preisgünstigen Aufbau ist auch die Installation verhältnismäßig einfach und kann schnell und ohne großen Werkzeugaufwand durchgeführt werden. Im Gegensatz zu den bereits bekannten und handelsüblichen Solar-Gummimatten für Wärme pumpen und Schwimmbadanlagen erreicht die Vorrichtung gemäß der Erfindung aufgrund ihres Aufbaus als Matratze die Vorzüge eines klassi schen Brauchwasserkollektors mit erheblich geringeren Kosten. Der Wir kungsgrad ist erhöht, und sie funktioniert auch noch bei diffusem Licht.

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Vor richtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Anhand der Zeichnung soll am Beispiel einer bevorzugten Ausführungs form die Vorrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine prinzipielle Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht mit Teilaufriß.

Wie sich aus den Figuren der Zeichnung ergibt, besteht die Vorrichtung gemäß der Erfindung aus einem Körper 1 in Form einer Matratze. Diese Matratze kann auch, durch ihre Verwendung gekennzeichnet, als "Solar matratze" bezeichnet werden. Sie besteht aus einer Trägerfolie 2, wobei in vorteilhafter Weise eine stärkere, strapazierfähige Kunststoffolie für die Auflagebelastung auf Dachziegeln, Eternitdächern, Folendächern, Blech dächern usw. Verwendung findet.

Auf dieser Trägerfolie 2 befindet sich eine Absorberfolie 3. Diese Folie besteht aus wärme- und UV-beständigem Material. Sie ist mit einem Flammrußauftrag versehen, der gleichzeitig aufgrund der mattschwarzen, groben Struktur für die optimale Wärmeaufnahme aus dem direkten oder indirekten (diffusem) Sonnenlicht sorgt. Diese Folienschicht wird zu der Trägerfolie 2 ganzflächig mit bekanntem Verfahren duppliert. Zur Ober flächenvergrößerung und damit verbundener Leistungsaufnahmesteige rung wird zusätzlich die Oberfläche der Folie 3 nach bekanntem Verfahren stark aufgerauht. Hierbei entstehen Oberflächenvergrößerungen um das bis zu 2,5fache.

Auf der Folie 3 befindet sich die Deckfolie 4. Diese Folie dient als Gegen abschluß zur Folie 3. Sie ist klar und gut lichtdurchlässig sowie UV- und alterungsbeständig. Die Folie wird z. B. im Maß 2 × 1 m mit den beiden Folien 2, 3 ca. 20 mm bis 30 mm randverschweißt, wie bei 5 gezeigt. Das lose Mittelteil der Folie 4 wird punktförmig in einem geeignet großen Ra ster mit den Unterfolien 2, 3 im Punktschweißverfahren, beispielsweise an den Punkten 6, versteppt. Dadurch entstehen gleichmäßige Hohlräume 7 zwischen der Folie 4 und den Folien 2 und 3. Diese Hohlräume werden über zwei eingeschweißte Schnorchelanschlüsse 8 mit Luftdruck bis an die Spanngrenze der Oberfolie 4 aufgeblasen. Die so entstandene, halb kugelförmige Oberfläche 9 der Oberfolie 4 wird im Wärmeverfahren stabi lisiert, um eine möglichst gleichmäßige Oberflächenstruktur mit Hohl räumen zur Aufnahme des Wärmeträgermediums zu erreichen.

Die halbkugelförmig ausgebildete Oberflächenstruktur ergibt eine optimale Schlagfestigkeit gegenüber Witterungseinflüssen, wie Regen, Hagel, Schneelast od. dgl. Zur Ein- und Ausleitung des Wärmeträgermediums sind die beiden Schnorchelanschlüsse 8 diagonal an den Längsseiten der Vorrichtung angebracht. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Schnorchelanschlüsse vorzusehen. Zur Befestigung der Matratze erhält die Trägerfolie 2 an den Schmalseiten eine Verstärkungsleiste 10 mit Halteösen 11.

Zur Steuerung und Regelung der Vorrichtung kann ein nicht dargestellter Licht- und Temperaturmeßchip im oberen Bereich der Folie 3 aufgebracht werden, dessen Anschlüsse durch die Randverschweißung nach außen geführt sind.

Aufgrund der beschriebenen Eigenschaften ist diese einfache Vorrichtung gemäß der Erfindung preiswert in Baumärkten od. dgl. zu erstehen.

Es können ferner mehrere Vorrichtungen gemäß der Erfindung als Module für die gewünschte Leistung zusammengestellt werden. Diese werden mittels Verbindungsschläuche und ggf. mit Schlauchsteckverbindungen zu einem System verbunden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann zur Montage auf das Dach gerollt und durch Flachhalter, die in die Halteösen 11 gesteckt werden, unter den Ziegeln hindurch an den Dachträgern befestigt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie aus der Sonnenstrahlung unter Verwendung eines Wärmeträgermediums, z. B. Wasser, Gas oder Luft, das von der Sonneneinstrahlung erwärmte Hohlräume durchströmt und so die Wärme aufnimmt, wobei die vom Wärmeträgermedium durch strömten Hohlräume durch einen Körper begrenzt werden, der in Form einer Matratze aus einer Trägerfolie und einer Deckfolie besteht, die mit der Trägerfolie randverschweißt sind und im losen Mittelteil punktförmig in einem geeignet großen Raster punktverschweißt sind, derart, daß gleich mäßige Hohlräume zwischen der Deckfolie (4) und der Trägerfolie ent stehen und die Hohlräume mit mindestens zwei eingeschweißten Schnorchelanschlüssen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Trägerfolie (2) eine mit einem Flammrußauftrag versehene und wärme- und UV-beständige Absorberfolie (3), die zur Oberflächen vergrößerung stark aufgerauht ist, ganzflächig dupliziert ist, und daß die Deckfolie (4) klar und gut lichtdurchlässig sowie UV- und alterungsbestän dig ist und die halbkugelförmige Oberfläche (9) der Deckfolie (4) im Wärmeverfahren stabilisiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an minde stens zwei Rändern des Folienverbandes eine Verstärkungsleiste (10) mit Halteösen (11) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schnorchelanschlüssen (8) Verbindungsschläuche, ggf. mit Schlauchsteckverbindungen, angebracht sind, die zum Verbinden mehre rer Vorrichtungen oder zum Zu- und Abführen des Wärmeträgermediums dienen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Folienverbandes ein Licht- und Temperaturmeßchip zur Steuerung des Sonnenkollektors angeordnet ist.