DE202005002198U1 - solar system - Google Patents
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Abstract
Solaranlage zur Gewinnung von Wärmeenergie und/oder elektrischer Energie aus Sonnenenergie mit Sonnenkollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß um möglichst ertragsstarke Kollektoren verwenden zu können und trotzdem unerwünscht hohe Temperaturen oder elektrische Überkapazitäten zu verhindern, eine oder mehrere die wirksamen Kollektorenflächen, beim Erreichen eines oberen Temperaturgrenzwertes in der Solaranlage oder Teilen davon, zeitweise ganz oder teilweise überdeckende Beschattungseinrichtungen angeordnet sind und z.B. infolge eines sehr hohen Sonnenenergieangebotes und/oder bei Funktionsstörungen in der Anlage etwa bei Stromausfall, bei Defekten von Komponenten der Anlage, bei Wartungs- und Reparaturarbeiten und anderen Gefahrensituationen die Beschattungeinrichtung mit Hilfe einer Arretierung oder einer Kraft z.B. eines Schließorganes geschlossen gehalten wird und daß erst beim Erreichen einer vorgegebenen niedrigeren Temperatur in der Anlage oder Teilen davon, von einem Öffnungsorgan die Beschattungseinrichtung geöffnet wird.solar system for the production of heat energy and / or electrical energy from solar energy with solar panels, characterized in that um preferably to be able to use high-yield collectors and still undesirably high Prevent temperatures or electrical overcapacity one or more of the effective collector surfaces, upon reaching a upper temperature limit in the solar system or parts thereof, at times completely or partially overlapping Shading devices are arranged and e.g. as a result of a very high solar energy supply and / or dysfunction in the system in case of power failure, in case of defects of components Plant, for maintenance and repair work and other dangerous situations the shading device by means of a lock or a Force e.g. a closing organ is held closed and that only when a predetermined lower temperature in the plant or parts thereof, from an opening organ the shading device opened becomes.
Description
Die Erfindung betrifft eine Solaranlage der gattungsgemäßen Art für die Erwärmung von Brauchwasser und Schwimmbadwasser, zur Raumbeheizung von Gebäuden, Gewächshäusern, Industrieanlagen und ähnlichem.The The invention relates to a solar system of the generic type for the warming of service water and swimming pool water, for heating rooms of buildings, greenhouses, industrial plants and the like.
Verschiedenste
Ausführungen
von Sonnenkollektoren sind heute allgemein bekannt und es gibt an
den Kollektoren selbst eine Vielzahl von mehr oder weniger wirkungsvollen
Verbesserungen, wie z.B. gemäß den Offenlegungsschriften
Die bekannten Solarkollektoren haben jedoch alle noch einen besonderen Nachteil. Sie sind nähmlich nicht optimal auf die unterschiedlichen Wetterbedingungen abstimmbar.The However, all known solar collectors have a special one Disadvantage. They are the same not optimally tuned to the different weather conditions.
So ist z.B. die Periode mit dem größeren Sonnenenergieangebot gegenüber der Periode mit dem größten Heizenergiebedarf zeitlich versetzt. Während der Wärmeverbrauch objektiv für die Brauchwassererwärmung über das ganze Jahr hindurch noch einigermaßen konstant ist, besteht zu Zeiten des größten Wärmebedarfs für die Raumbeheizung nur ein sehr geringes Sonnenenergieangebot. Dem größten Bedarf an Raumheizungsenergie steht leider ein Minimum an verfügbarer Sonnenenergie gegenüber. Damit ist eigentlich schon gezeigt, daß für eine Raumbeheizung allein Sonnenenergie bei den bekannten Solaranlagen noch nicht vernünftig eingesetzt werden kann. Um eine wesentliche Verbesserung der Raumheizung zu realisieren, müßte die Kollektorenleistung relativ groß bemessen werden. Dies kann aber im Sommer zu unerwünscht hohen Temperaturen in der Solaranlage oder Teilen davon führen.So is e.g. the period with the larger solar energy offer across from the period with the highest heating energy requirement time-shifted. While the heat consumption objectively for the domestic water heating over the All year round is still fairly constant, there are times the largest heat requirement for the Space heating only a very small amount of solar energy. The biggest need Space heating energy is unfortunately a minimum of available solar energy across from. This is actually already shown that for a space heating alone Solar energy in the known solar systems not yet used properly can be. To a substantial improvement of the space heating too should realize that Collector performance is relatively large become. But this can cause undesirable high temperatures in summer lead the solar system or parts thereof.
Aus diesem Grunde ist es üblich, die Kollektorenleistung sicherheitshalber wesentlich kleiner zu bemessen, was die Rentablität der Solaranlagen ganz erheblich vermindert. Außerdem sind zusätzliche Anlagen-Komponenten (Pfufferspeicher, Regelung u.s.w.) erforderlich, wodurch das Verhältnis des solaren Energiegewinns zu den Investitionskosten zusätzlich verschlechtert wird.Out that's why it's common for safety's sake, to dimension the collector output much smaller, what the profitablity the solar systems considerably reduced. There are also additional ones System components (buffer tank, control, etc.) required, whereby the ratio the solar energy gain to the investment costs additionally deteriorated becomes.
Für die Raumbeheizung wäre es wichtig, daß gerade in den Zeiten kurzer totaler Sonnenlichtstrahlungen, oder nur diffuser Strahlungen, möglichst einen optimalen Energieertrag spendende große Kollektorenleistungen installiert werden können, um die jeweils vorhandenen Wärmespeicher alle auf laden zu können.For space heating would it be important that straight in times of short total sunlight, or just more diffuse Radiation, if possible installed an optimal energy yield donating large collector services can be around the existing heat storage all to be able to load.
Bei Hallenschwimmbädern wird der Wärmebedarf wesentlich durch das Wetter beeinflußt. Durch den Anteil der von der Klimaanlage angesaugten Frischluft wirkt sich die Luftfeuchtigkeit und die Außenlufttemperatur mit ihren Schwankungen aus, wie auch die unterschiedlichen Transmissionswärmeverluste angesichts der enormen Temperaturdifferenzen zwischen Raumluft und Außentemperatur.at Hall pools becomes the heat requirement significantly affected by the weather. By the share of the fresh air sucked in the air conditioner affects the humidity and the outside air temperature with their fluctuations, as well as the different transmission heat losses in view of the enormous temperature differences between room air and Outside temperature.
Auch aus diesem Grunde müßte die Kollektorenleistung relativ groß bemessen werden, was im Sommer ebenfalls zu unerwünscht hohen Temperaturen in der Solaranlage oder Teilen davon führen würde. Die gerade noch verantwortbaren, Kollektorenleistungen setzen deutliche Grenzen.Also for this reason, the Collector performance is relatively large which, in the summer, also cause undesirably high temperatures in the solar system or parts of it. The just responsible, Collector services set clear limits.
Demnach sind auch hier Kompromisse erforderlich, welche die Deckungsrate des Energiebedarfs mit Solarenergie und damit die Wirtschaftlichkeit negativ beeinflussen.Therefore Here, too, compromises are required, which the coverage rate the energy demand with solar energy and thus the economic efficiency influence negatively.
An heißen Sommertagen müssen mit den bekannten Solaranlagen oftmals fast unerträglich hohe Raumluft -und Wassertemperaturen in Kauf genommen werden, um Überhitzungen der Anlagen und Stagnation mit ihren negativen Folgen zu vermeiden, indem z.B. Thermostatventile an Heizkörpern ganz aufgedreht werden, obwohl keine Raumheizung mehr gewollt ist, oder heißes Brauchwasser nutzlos abgelassen wird. Auch zusätzliche Wärmespeicher sind nur begrenzt wirksam und verursachen hohe Kosten.At be called Summer days need with the known solar systems often almost unbearably high Indoor air and water temperatures are tolerated to overheating to avoid the plants and stagnation with their negative consequences by e.g. Thermostatic valves on radiators are completely turned on, although no more room heating is wanted, or hot water is useless is drained. Also additional heat storage are only partially effective and cause high costs.
Ein weiter Nachteil besteht z.B. wenn das Schwimmbecken an Tagen mit großer Sonneneintrahlung entleert werden muß und dann ein hoher unerwünschter Temperaturanstieg in den Anlagen erfolgt.One Another disadvantage is e.g. if the pool is on days with greater Solar radiation must be emptied and then a high undesirable Temperature rise takes place in the plants.
Oder z.B., wenn Maximaltemperatur an sehr sonnigen Tagen z.B, sowohl bei Brauchwassererwärmung wie auch des Schwimmbadwassers, des Schwimmbadraumes und der angeschlossenen Räume voll erreicht ist, besteht eine akute Gefahr. Wenn in einer bekannten Solaranlage durch Einbau einer temperaturgesteuerten Sicherheitsvorrichtung bei Erreichen einer vorgegebenen Höchsttemperatur keine Wärme mehr durch das Wärmeträgermedium abgeführt wird (Stagnation), besteht eine erhebliche Gefahr. Komponenten können zerstört werden, Menschen und Material sind gefährdet.Or for example, when maximum temperature on very sunny days, for example, both for domestic water heating as well as the pool water, the pool room and the connected Rooms full is reached, there is an acute danger. If in a known Solar system by installing a temperature-controlled safety device when reaching a given maximum temperature no more heat is discharged through the heat transfer medium (Stagnation), there is a significant risk. Components can be destroyed People and material are at risk.
Ein weiterer Nachteil bekannter Solaranlagen besteht z.B. auch dann, wenn eine Umwälzpumpe ausfällt oder gar bei totalem Stromausfall und Ausfall der kompletten Anlage, weil dann die vorgenannte Stagnation schon bei verhältnismäßig geringer Sonneneinstrahlung zwangsweise entsteht. Auch die bekannte zusätzliche Anordnung von Photovoltaik-Anlagen zur Erzeugung von Gleichstrom und der Einbau von Gleichstrom-Umwälzpumpen ist keie zufriedenstellende Lösung.One Another disadvantage of known solar systems consists e.g. also then, if a circulation pump fails or even with total power failure and failure of the complete system, because then the aforementioned stagnation already at relatively low Solar radiation inevitably arises. Also the known additional Arrangement of photovoltaic systems for generating direct current and the installation of DC circulating pumps is unsatisfactory Solution.
Außerdem ist z.B. nachteilig, daß Reparatur -und Wartungsarbeiten an den Anlagen nur außerhalb der Zeiten der Sonneneinstrahlung durchgeführt werden können, weil sonst die Gefahr von Verbrennungen besteht.Besides that is e.g. disadvantageous that repair and Maintenance work on the systems only outside of sunshine hours be performed can, otherwise there is a risk of burns.
Bei bekannten Kollektoren mit feststehenden Spiegeln, zur verbesserten Nutzung von diffusen Strahlen an leicht bewölkten Tagen, ist naturgemäß in Zeiten größter Sonneneinstrahlung die Gefahr, daß unerwünscht hohe Temperaturen in den Solaranlagen und bei Stagnation der Wärmeableitung. durch die Solarflüssigkeit, besonders in den Kollektoren auftreten können, sehr groß.at known collectors with fixed mirrors, for improved Use of diffuse rays on slightly cloudy days is naturally at times greatest sunshine the danger that undesirably high Temperatures in solar systems and stagnation of heat dissipation. by the solar fluid, especially in the collectors can be very big.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde unter Ausschaltung der vorgenannten Nachteile eine Solaranlage zu schaffen, die jede mögliche unerwünscht hohe Temperaturentwicklung der Sonnenkollektoren und der ganzen Anlage zuverlässig und weitgehend ausschließt und ein Höchstmaß an Betriebssicherheit gewährleistet und außerdem die Verwendung von ganz erheblich größeren Kollektorleistungen ermöglicht.Of the present invention is based on the problem under elimination the above-mentioned disadvantages of creating a solar system that any undesirable high Temperature development of solar panels and the whole plant reliable and largely excludes and maximum operational safety guaranteed and also allows the use of considerably larger collector outputs.
Die Lösung des Problems wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Nebenordnungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. Die Problemlösung basiert auf der Erkenntnis, daß die Sicherheit und die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen erheblich verbessert werden können, wenn an den Sonnenkollektoren Einrichtungen angeordnet werden, die es ermöglichen, diese zeitweise in besonderen Situationen, ganz oder teilweise zu beschatten.The solution the problem is according to the invention by the features stated in the characterizing part of claim 1 solved. Advantageous developments and secondary orders are in the other claims specified. The problem solution based on the knowledge that the Safety and the efficiency of solar systems significantly improved can be if facilities are arranged at the solar panels, the make it possible these at times in special situations, in whole or in part shade.
Eine weitere wichtige Erkenntnis besteht darin, daß die Beschattungseinrichtung bei Stromausfall und/oder bei überschreiten vorgegebener Temperatur, z.B bei Defekten in der Anlage schließen muß oder geschlossen "bleibt, um eine Überhitzung der Anlage und die damit verbundenen Gefahren zu vermeiden. Außerdem muß gewährleistet sein, daß die Beschattungseinrichtung nach dem Absinken auf eine vorgegebene niedrigere Temperatur wieder selbsttätig die Kollektorenfläche frei gibt.A Another important finding is that the shading device in case of power failure and / or over predetermined temperature, for example, in case of defects in the system must close or closed "remains to overheat to avoid the installation and the associated hazards. In addition, it must be ensured be that the shading device after lowering to a predetermined lower temperature again automatically collectors area free.
Folgende Vorteile werden im wesentlichen erreicht:The following Advantages are essentially achieved:
Erfindungsgemäß wird ein unerwünschter Anstieg der Kollektortemperatur über ein den Gegebenheiten entsprechend vorgegebenes Maß hinaus, vorzugsweise zwischen etwa 100°C und 150°C, vermieden. Damit wird die Sicherheit der Solaranlage deutlich erhöht, die wirksame Kollektorenleistung kann wesentlich größer ausgelegt werden, und damit die Leistungsfähigkeit der Solaranlage insgesamt verbessert werden.According to the invention is a unwanted increase the collector temperature over a given according to the given conditions measure, preferably between about 100 ° C and 150 ° C, avoided. This significantly increases the safety of the solar system, the effective collector power can be designed much larger, and thus the capacity the solar system can be improved overall.
Da die erfindungsgemäß größere Kollektorleistung auch zu Zeiten großen Wärmebedarfs (vornehmlich zur Raumbeheizung) zur Verfügung steht, wird die Wirtschaftlichkeit der Solaranlagen um einen grossen Anteil verbessert.There the inventively larger collector power even at times great heat demand (mainly for space heating) is available, the economy the solar systems improved by a large proportion.
Eine weitere Steigerung des Energieertrages und damit der gesamten Wirtschaftlichkeit resultiert aus der Doppelfunktion erfindungsgemäßer Beschattungseinrichtungen zusätzlich auch als Reflektoren, wenn diese einfach in eine andere Position bewegt werden. Besonders interessant sind die so ausgebildeten Einrichtungen, weil sie in Zeiten geringeren Sonnenenergieangebotes sogar noch ansprechende Leistung erbringen. Sie werden außerdem wegen der zusätzlich möglichen größeren Kollektorfläche sogar ganz besonders in der Wirtschaftlichkeit begünstigt.A Further increase in energy yield and thus the overall profitability results from the dual function shading devices according to the invention additionally also as reflectors, if these are simply in a different position to be moved. Especially interesting are the facilities because even in times of lower solar energy supply to provide an appealing performance. You will also because of the additional possible even larger collector surface especially favored in terms of profitability.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Solaranlage bestehen darin, daß z.B. beim zeitweiligen Wegfall von Verbrauchern, die ihre Wärmeversorgung normalerweise mit Solarenergie decken, bei Schwimmbeckenentleerung, reduziertem Wärmebedarf, reduzierter Raumheizung, verminderter Brauchwasserentnahme, bei Reparaturen usw., einfach die Beschattungseinrichtung geschlossen werden kann, um unerwünscht hohe Temperaturen in den Kollektoren und der Anlage zu vermeiden.Further Advantages of the solar system according to the invention consist in that e.g. at the temporary cessation of consumers who provide their heat normally cover with solar energy, with pool emptying, reduced heat requirement, reduced space heating, reduced domestic water discharge, at Repairs etc., simply closed the shading device can be unwanted to to avoid high temperatures in the collectors and the plant.
Wenn der Verbrauch der zur Verfügung stehenden Solarenergie z.B. im Sommerurlaub reduziert ist, oder ganz entfällt, kann die Beschattungseinrichtung ebenfalls teilweise oder ganz geschlossen werden. Die Solaranlage kann dann ohne weiteres sogar ganz außer Betrieb gesetzt werden.If the consumption of the available stationary solar energy, e.g. is reduced in summer vacation, or completely omitted, the shading device can also be partially or completely closed. The solar system can then easily even completely out of service be set.
Außerdem ist die Beschattungseinrichtung auch als ein Schutz vor Wettereinflüssen, wie insbesondere Schnee, Hagel, Eisregen, Regen oder auch Schmutzablagerungen und sie kann z.B. auch als Wärmedämmung gegen nächtliche Abkühlung genutzt werden.Besides that is the shading device also as a protection against weather influences, such as especially snow, hail, freezing rain, rain or dirt deposits and it may e.g. also as thermal insulation against night Cooling be used.
Ein weiterer Vorteil ist erfindungsgemäß das selbsttätige Schließen der Beschattungseinrichtung, sodaß die Sicherheit der Anlage auch bei Stromausfall gegeben ist. One Another advantage of the invention is the automatic closing of the Shading device, so that the Safety of the system is given even in case of power failure.
Auch die nachträgliche Anordnung der Beschattungseinrichtung bei bereits vorhandenen Solaranlagen ist leicht möglich.Also the subsequent Arrangement of the shading device in existing solar systems is easily possible.
Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird der Energieertrag von Solaranlagen ganz wesentlich verbessert, indem eine möglichst hohe Kollektorenleistung installiert werden kann, wenn Gefahrensituationen durch Überhitzung und Stragnation mit einer die Kollektorenfläche zeitweise überdeckenden Beschattungseinrichtung ausgeschlossen werden können.To The basic idea of the invention is the energy yield of solar systems significantly improved by the highest possible collector power can be installed when dangerous situations due to overheating and stragnation with a collector surface temporarily overlapping Shading device can be excluded.
Bei einem Lösungsbeispiel ist ein Sonnenkollektor auf einem Schrägdach montiert und eine erfindungsgemäße Beschattungseinrichtung ist als ziehharmonikaartiges Faltelement z.B. aus Aluminiumblech, Streifen aus Metall mit Scharnierverbindungen, z.B. Mineralfasergewebe hergestellt oder aus einem anderen nicht brennbaren, hitzebeständigen Material.at a solution example is a solar collector mounted on a pitched roof and a shading device according to the invention is as an accordion-like folding element, e.g. made of aluminum sheet, Strips of metal with hinged connections, e.g. Mineral fiber fabrics made of another non-combustible, heat-resistant material.
Das Faltelement ist mit Gleit -oder Walzkörpern ausgestattet, die in Führungsschienen gelagert sind, die an einem Untergestell befestigt sind, das in seiner Höhe so bemessen ist, daß zwischen dem Kollektor und der Beschattungseinrichtung auch in ganz geöffneter Stellung des Faltelementes ein ausreichend großer Abstand besteht, auch unter Berücksichtigung aller Witterungs -und temperaturbedingten Einflüsse.The Folding element is equipped with sliding or rolling elements, which in guide rails are mounted, which are attached to a base, which in his Height like that is measured that between the collector and the shading device also in completely open Position of the folding element is a sufficiently large distance, even under consideration all weather and temperature-related influences.
Das Öffnen und Schließen der Beschattungseinrichtung kann z.B. manuell erfolgen, oder die Beschattungseinrichtung wird z.B. von der Kraft einer oder zwei in Schließrichtung wirkender Federn geschlossen gehalten bzw. geschlossen, wenn an einer oder mehreren Stellen der Solaranlage z.B. im Bereich des Anschlusses der Rücklaufleitung für das Wärmeträgermedium am Kollektor und/oder am Solarregler eine vorgegebene Temperatur ungefähr im Bereich zwischen 100°C und 150°C an einem dort angeordneten Temperaturfühler besteht. Nur wenn die Temperatur unter dieser Grenztemperatur liegt, wird die Beschattungseinrichtung z.B. über einen Thermoschalter, der z.B. einen Elektromotor einschaltet, geöffnet. Die Motorkraft muß größer sein als die Federkraft plus der Summe aller dem Öffnen entgegenwirkenden Kräfte. Die Übertragung der Schließkraft auf die Beschattungseinrichtung kann z.B. über Gelenkketten, Riemen, Zahnstangen oder ähnliches erfolgen. Die jeweils vorgegebene Endposition für das Schließen und Öffnen der Beschattungseinrichtung wird z.B. durch die Anordnung von elektrischen Endausschaltern erreicht.The opening and Shut down the shading device may e.g. done manually, or the shading device is e.g. from the force of one or two in the closing direction acting springs kept closed or closed when on one or more locations of the solar system, e.g. in the area of Connection of the return line for the heat transfer medium at the collector and / or the solar controller a predetermined temperature approximately in the range between 100 ° C and 150 ° C consists of a temperature sensor arranged there. Only if the Temperature is below this limit temperature, the shading device e.g. above a thermal switch, e.g. an electric motor turns on, open. The Engine power must be greater as the spring force plus the sum of all the forces counteracting the opening. The transfer the closing force on the shading device can e.g. about joint chains, belts, racks or similar respectively. The respective predetermined end position for closing and opening the Shading device is e.g. by the arrangement of electrical Reached limit switches.
Bei einem weiteren Lösungsbeispiel ist an einem ebenfalls auf einem Schrägdach montierten Sonnenkollektor eine diesen zeitweise überdeckende, aufrollbare Beschattungseinrichtung angeordnet, die in der Art eines Rollladenkasten in einen Aufsatzkasten auf eine Welle aufrollbar ist.at another solution example is on a solar collector, which is also mounted on a pitched roof a covering this at times, rollable shading device arranged in the manner of a Roller shutter box rolled up in a top box on a shaft is.
Der Aufsatzkasten ist mit stabilen Lagerschilden ausgebildet, an welchen freitragende Führungsschienen befestigt sind, deren gegenseitige Abstützung lösbar z.B. mit einer Schraubverbindung auf dem Dach erfolgt. Um eine weitgehende Überdeckung des Kollektors und den erforderlichen Abstand zwischen der Beschattungseinrichtung und dem Kollektor zu erreichen, sind die Führungsschienen zur gegenseitigen Abstützung hin abgewinkelt oder bogenförmig gestaltet, was auch architektonisch vorteilhaft ist. Die Beschattungseineinrichtung wird bei diesem Beispiel von ihrem Eigengewicht und mit Hilfe der Kraft einer auf die Welle wirkenden Verdrehungsfeder geschlossen bzw. geschlossen gehaltert und einem Rohrmotor mit eingebautem oder seperatem Empfänger und Funkfernsteuerung geöffnet.Of the Attachment box is designed with stable end shields to which self-supporting guide rails are fastened, the mutual support detachable, e.g. with a screw connection done on the roof. To a substantial overlap of the collector and the required distance between the shading device and reach the collector, the guide rails are to each other support angled or arcuate designed, which is architecturally advantageous. The shading device is in this example of its own weight and with the help of Closed by a force acting on the shaft torsion spring or held closed and a tubular motor with built-in or separate receiver and radio remote control open.
Ein weiteres Lösungsbeispiel an einem ebenfalls auf einem Schrägdach montierten Röhrenkollektor besteht in der Möglichkeit, nebeneinander aufgereihte Röhren des Kollektors mit, um die Mittelachse der Röhre teildrehbar angeordneten gewölbte Beschattungseinrichtungen derart auszubilden, daß sie einerseits in die Röhren beschattende Positionen gedreht werden können und in anderen durch Teildrehungen erreichbaren Positionen durch Reflexion der direkten Sonnenstrahlen und diffuse Strahlungen zusätzlichen Energieertrag bringen. Die Beschattungseinrichtungen können z.B, aus Aluminiumblech geformt werden, wobei wenigstens die Innenflächen poliert werden und mit einem wasser -und schmutzabweisenden Belag, z.B. Nanobeschichtung mit Lotuseffekt versehen werden. Die Elemente der Beschattungseinrichtung sind bei diesem Beispiel am Anschlußgehäuse für die Röhren drehbeweglich gelagert und an der Gegenseite an einem zusätzlich auf der Dachhaut mit einer Schraubenverbindung befestigten Lager. Die Einstellung der Beschattungseinrichtung in die jeweils günstige Position kann z.B. manuell erfolgen oder z.B. mit einem Stellmotor über ein Gestänge, Zahnstangen, einen Hebelmechanismus, Ketten -oder Riemenantrieb, Bewegungsgewinde oder andere zweckentsprechende Mechanismen. Auch bei diesem Beispiel bleibt die Beschattungseinrichtung aus Sicherheitsgründen geschlossen, wenn z.B. infolge zu hoher Sonneneinstrahlung oder Defekten in der Anlage die Temperatur über von einem vorgegebenen Grenzwert in der Solaranlage oder Teilen davon liegt. Das Öffnen der Beschattungseinrichtung erfolgt dann bei einem niederen Toleranzwert wie bei einem vorhergehenden Lösungsbeispiel beschrieben.One another solution example on a tube collector also mounted on a pitched roof exists in the possibility juxtaposed tubes of the collector with, about the central axis of the tube arranged partially rotatable curved shading devices such that they on the one hand into the tubes shading positions can be rotated and in others by partial rotations achievable positions by reflection of direct sunlight and diffused radiations additional Bring energy yield. The shading devices can, for example, be formed of aluminum sheet, wherein at least the inner surfaces polished and with a water and dirt repellent coating, e.g. Nanocoating be provided with lotus effect. The elements of Shading device are rotatably in this example, the connection housing for the tubes stored and on the opposite side to an additional on the roof with a screw connection fixed bearing. The setting of the Shading device in the respective favorable position can e.g. manually take place or e.g. with a servomotor via a linkage, racks, a lever mechanism, chain or belt drive, motion thread or other appropriate mechanisms. Also in this example the shading device remains closed for safety reasons, if e.g. due to excessive sunlight or defects in the Plant the temperature over from a given limit in the solar system or parts it lies. The opening the shading device then takes place at a low tolerance value as described in a previous solution example.
Die Beschattungseinrichtungen mit den Reflektoren auf der Innenseite öffnen entweder um 180°C oder können wahlweise in eine Position eingestellt werden, die den zu jedem jeweiligen Zeitpunkt größten Energiegewinn ermöglicht. Hierzu dient eine Einstellungsmöglichkeit für den Winkel der Teildrehungen der Beschattungseinrichtungen, z.B. stufenlos durch eine Gewinde einstellung an den Drehwinkel verändernden Endbegrenzungen. Die jeweils günstigste Position der Reflektoren erfolgt z.B. mit Hilfe eines auf die Veränderungen der Strahlungsrichtung reagierenden Suchers, der dem Sonnenstand nachgeführt wird, und der einen Stellmotor zum Teildrehen der Beschattungseinrichtungen steuert.The Shading devices with the reflectors on the inside open either around 180 ° C or can can be set to a position that suits each respective time largest energy gain allows. This is a setting option for the Angle of partial rotations of shading devices, e.g. infinitely variable by a thread setting to the angle of rotation changing End limits. The cheapest Position of the reflectors is e.g. with the help of one on the changes the direction of radiation responding seeker, the sun's position tracked is, and a servomotor for partial rotation of the shading devices controls.
Bei einer weiteren Lösungsmöglichkeit ist ein auch auf einem Schrägdach montierter Sonnenkollektor mit in Abständen nebeneinander gereihten Röhren mit einer Beschattungseinrichtung ausgestattet, die ebenfalls nicht nur zur Beschattung vorgesehen ist, sondern auch auf einfache Weise in Positionen zur Reflexion von Sonnenlichtstrahlen bewegt werden kann. Das wird erreicht, indem die Beschattungseinrichtung z.B. aus Lamellen mit bogenförmigem Querschnitt eng scharniert miteinander zu einem aufrollbaren Gebilde verbunden werden. Vorzugsweise außerhalb der Röhrenreihe können z.B. Seilrollen angeordnet werden, deren äußerer Umfang als Abrollfläche für die Innenseiten der Lamellen der Beschattungeinrichtung breitflächig ausgelegt sind. Die Lagerböcke für die Seilrollen sind auf dem Dach angeschraubt mit wenigstens einer Seilspannvorrichtung. Die Beschattungseinrichtung ist mit einem oder mehreren Seilen zu einer Endlosschleife verbunden. Selbstverständlich können statt der Seile (aus z.B. Edelstahl, Kunststoff oder Naturfaser) auch Gurte, Riemen, Gelenkketten oder ähnliches zur Bildung der Endlosschleife verwandt werden. Zur Reflexion der Sonnenlichtstrahlen und der diffusen Strahlung wird wenigstens die Innenseite der Beschattungseinrichtung als spiegelnde Fläche ausgebildet, mit einer schmutzabweisenden Beschichtung, z.B. Nanobeschichtung mit Lotuseffekt. Als Beschattungseinrichtung, die in anderer Position auch als Reflektor zur Verbesserung des Energiegewinns dienen soll, können auch z.B. Profile aus robustem stranggepreßtem Aluminium verwandt werden, mit einer Sonnenlichtreflexion von z.B. etwa 90%.In another solution is a mounted on a pitched roof solar col Lektor equipped with at intervals juxtaposed tubes with a shading device, which is also not only intended for shading, but also can be easily moved to positions for reflection of sunlight rays. This is achieved by the shading device, for example, from slats with arcuate cross-section are tightly hinged together to form a roll-up structure. Preferably, outside the row of tubes, for example, pulleys may be arranged, the outer circumference of which is designed as a rolling surface for the inner sides of the slats of the shading device over a wide area. The bearing blocks for the pulleys are bolted to the roof with at least one rope tensioning device. The shading device is connected to one or more cables to form an endless loop. Of course, instead of the ropes (made of stainless steel, plastic or natural fiber) straps, belts, articulated chains or the like can be used to form the endless loop. For reflection of the sunlight rays and the diffuse radiation, at least the inside of the shading device is designed as a reflecting surface, with a dirt-repellent coating, for example nanocoating with lotus effect. As a shading device that is to serve in other position as a reflector to improve the energy gain, for example, profiles of robust extruded aluminum can be used, with a sunlight reflection of, for example, about 90%.
Die Bewegung der Beschattungseinrichtung in die Position zur Beschattung oder Reflexion kann z.B. wie bei zuvor beschriebenen Lösungsbeispielen und gemäß den Schutzansprüchen erfolgen. In der Position zur Reflexion befindet sich die Beschattungseinrichtung mit jeweiligem Abstand zwischen der Dachhaut und der Unterseite der Kollektorenröhren und wirkt somit auch zur Wärmeisolation.The Movement of the shading device in the position for shading or reflection can e.g. as in previously described solution examples and take place in accordance with the protection claims. In the position for reflection is the shading device with the respective distance between the roof skin and the underside the collector tubes and thus also works for heat insulation.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist mindestens eine Fläche eines zur Beschattung und der Reflexion von Sonnenstrahlen ausgebildeten Rollladenpanzers mit einer stark reflektierenden Schicht ausgebildet. Dazu können z.B. die Aluminium-Lamellen des Rollladenpanzers poliert und mit einer dauerhaften, schmutzabweisenden Beschichtung versehen werden oder es kann ein fach eine reflektierende Schicht z.B. auf stranggepreßte Profile aufgebracht werden. Der Rollladenpanzer ist bei diesem Beispiel in einem Rollladenkasten aufrollbar, der außerhalb von Kollektoren mit nebeneinandergereihten Röhren, parallel zu den Röhren auf dem Dach befestigt ist. Die Führungsschienen für den Rollladen sind bei diesem Beispiel an einem Aluminium-Untergestell montiert und zwar für die Beschattung ein Führungsschienenpaar je nach baulichen Erfordernissen mit einem Abstand von etwa 20 bis 100 mm zwischen der Oberseite der Röhren und der Unterseite des Rollladenpanzers und ein weiteres Führungsschienenpaar wird, um die Stellung Reflexion zu ermöglichen, etwa in der Mitte des Abstandes zwischen Unterseite der Röhren und der Oberfläche der Dachhaut montiert. Die Führungsleisten sind mit Weichen ausgebildet, die eine Bewegung des Rollladenpanzers jeweils in die Stellungen zur Beschattung oder zur Reflexion ermöglichen. Wenn die Beschattungseinrichtung geöffnet wird, so wird der Rollladenpanzer ganz auf die Welle im Rollladenkasten bis zu einem Anschlag aufgerollt. Je nach den Wetterbedingungen oder aus anderen Gründen kann der Rollladenpanzer im Rollladenkasten verbleiben oder, bei entsprechender Weichenstellung, in die Position zur Reflexion ausgefahren werden. Für die Bewegungen des Rollladenpanzers ist auch bei diesem Beispiel sehr gut ein Rohrmotor mit einer Gegenzugeinrichtung und den Steuerungsmöglichkeiten wie bei vorausgegangenen Ausführungen anwendbar.at a further embodiment is at least one area a trained for shading and the reflection of solar rays roller shutter formed with a highly reflective layer. For this, e.g. polished the aluminum slats of the roller shutter and with a be provided durable, dirt-repellent coating or it may simply be a reflective layer e.g. applied to extruded profiles become. The roller shutter is in this example in a roller shutter box rollable, the outside of collectors with juxtaposed tubes, parallel to the tubes attached to the roof. The guide rails for the Shutters are in this example on an aluminum base mounted and for the shading a guide rail pair depending on the structural requirements with a distance of about 20 to 100 mm between the top of the tubes and the bottom of the tube Rollladenpanzers and another pair of guide rail will, um to allow the position reflection approximately in the middle of the distance between bottom of the tubes and the surface the roof skin mounted. The guide rails are designed with switches that allow a movement of the roller shutter each allow in the positions for shading or reflection. When the shading device is opened, the roller shutter shell becomes rolled up to the shaft in the roller shutter box to a stop. Depending on the weather conditions or other reasons may the roller shutter armor remain in the shutter box or, if appropriate Point position, are extended to the position for reflection. For the Movements of the roller shutter is very much in this example good a tubular motor with a Gegenzugeinrichtung and the control options as in previous versions applicable.
Als weiteres Ausführungsbeispiel könnte statt des Rollladenpanzers auch z.B. ein hitzebeständiges Gewebe mit ein- oder beidseitig reflektierender Oberfläche als Beschattungseinrichtung und zur Reflexion zur Anwendung kommen oder eine Reihe anderer aufrollbarer Materialien, wobei für die Bewegung in die Stellung zur Beschattung oder zur Reflexion oder auch zum Einrollen auf eine Welle in einen Schutzkasten z.B. eine der zuvor erwähnten Möglichkeiten gewählt werden kann.When another embodiment could take place the roller shutter also e. a heat-resistant fabric with or without both sides reflecting surface as a shading device and used for reflection or a number of other rollable Materials, being for the movement into position for shading or reflection or also for rolling on a shaft in a protective box, e.g. one of the aforementioned options chosen can be.
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in nachfolgender Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele,
anhand von Prinzipskizzen
Es zeigen schematischIt show schematically
Es
zeigt
Die
Führungsschienen
In dieser Stellung ist die Kollektorfläche weitestgehend gegen Sonnenstrahlen und diffuse Strahlung abgeschirmt.In In this position, the collector surface is largely against the sun's rays and shielded diffuse radiation.
- 1,1' und 1"1,1 'and 1 "
- Sonnenkollektorsolar panel
- 2,2' und 2"2,2 'and 2 "
- Schrägdachsloping roof
- 3,3' und 3"3,3 'and 3 "
- Beschattungseinrichtungshading device
- 4 und 4'4 and 4 '
- Gleit-oder WalzkörperPlain or roller body
- 5 und 5'5 and 5 '
- Führungsschienenguide rails
- 66
- Untergestellundercarriage
- 77
- Lamellenslats
- 88th
- Aufsatzkastentop box
- 99
- Treibriemenbelts
- 10,10'10.10 '
- Antriebsraddrive wheel
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