DE202007011679U1

DE202007011679U1 - Solar collector for heating preferably air

Info

Publication number: DE202007011679U1
Application number: DE202007011679U
Authority: DE
Original assignee: ERSOTEC SOLARTECHNIK GmbH
Current assignee: ERSOTEC SOLARTECHNIK GmbH
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: DE112008002835A5; WO2009024135A3; WO2009024135A2

Abstract

Sonnenkollektor zur Erwärmung vorzugsweise von Luft, bestehend aus einem isolierten Kollektorgehäuse (20) mit einer durchscheinenden Abdeckscheibe (22) und einer im Kollektorgehäuse (20) angeordneten Absorberplatte (25), wobei die Absorberplatte (25) und der Boden des Kollektorgehäuses (20) einen unteren Luftraum (27) mit einem Lufteintritt (18) und ein Luftaustritt (19) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Luftraum (27) zwischen dem Lufteintritt (18) und dem Luftaustritt (19) Strömungswiderstände vorhanden sind, die den Luftstrom über die Breite der Absorberplatte (25) verteilen und verwirbeln.solar panel for warming preferably of air, consisting of an insulated collector housing (20) with a translucent cover (22) and one in the collector housing (20) arranged absorber plate (25), wherein the absorber plate (25) and the bottom of the collector housing (20) a lower air space (27) with an air inlet (18) and form an air outlet (19), characterized in that lower air space (27) between the air inlet (18) and the air outlet (19) Flow resistances present are the airflow over distribute and swirl the width of the absorber plate (25).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a solar collector according to the preamble of claim 1.

Derartige Sonnenkollektoren werden zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärmeenergie verwendet.such Solar panels are used to convert solar energy into thermal energy.

Sonnenkollektoren sind das Kernstück einer Solaranlage, bei der Sonnenenergie in Wärmeenergie umgewandelt, die dann auf einen Wärmeträger wie Wasser oder Luft übertragen wird. Das so erwärmte Wasser wird in erster Linie als Brauchwasser verwendet, während die gleichermaßen erwärmte Luft zur Beheizung oder Klimatisierung von Wohnräumen genutzt wird.solar panels are the centerpiece a solar system in which solar energy is converted into heat energy, the then on a heat carrier like Transfer water or air becomes. The heated so Water is used primarily as service water, while the equally heated air used for heating or air conditioning of living spaces.

Sonnenkollektoren bestehen grundsätzlich aus einem wannenartigen Kollektorgehäuse, dessen Grundfläche und dessen Seitenflächen durch entsprechende Mittel thermoisoliert ausgeführt sind. Nach oben ist das Kollektorgehäuse durch eine durchscheinende Scheibe abgedeckt, während sich im Inneren des Kollektorgehäuses ein sich flächig ausbreitender Absorber zur Aufnahme der Sonnenstrahlen befindet. Dabei bildet sich zwischen dem Absorber und der durchscheinenden Abdeckscheibe ein oberer Luftraum aus. Derartige Sonnenkollektoren sind entweder ausschließlich zur Erwärmung von Wasser oder ausschließlich zur Erwärmung von Luft oder zur Erwärmung von Wasser und von Luft ausgelegt.solar panels basically exist a trough-like collector housing, its base area and its side surfaces are made thermally insulated by appropriate means. That's upstairs collector housing covered by a translucent disk, while inside the collector housing a spreading over a wide area Absorber for receiving the sun's rays is located. It forms between the absorber and the translucent cover upper airspace off. Such solar panels are either exclusively for warming of water or exclusively for warming of air or for heating designed by water and air.

Sonnenkollektoren zur Erwärmung von Wasser besitzen einen Absorber, der mit wendelartig verlaufenden Wasserführungsleitungen gekoppelt ist, wobei das in den Wasserführungsleitungen vorhandene Wasser über einen Wasserkreislauf einem Wärmetauscher, einem Wasserspeicher oder einem Heizungselement zur Verfügung gestellt wird.solar panels for warming of water have an absorber that runs with helical Water supply lines coupled, which is present in the water supply lines Water over a water cycle a heat exchanger, a water storage or a heating element provided becomes.

Sonnenkollektoren zur Erwärmung von Luft sind so ausgelegt, dass der Absorber aus einer geschlossenen Platte besteht, die flächig im Kollektorgehäuse in der Art gelagert ist, dass zwischen dem Absorber und der Grundfläche des Kollektorgehäuse zusätzlich ein unterer Luftraum entsteht. Die so erwärmte Luft im unteren Luftraum wird über einen Luftkreislauf einem Heizelement zugeführt.solar panels for warming of air are designed so that the absorber from a closed Plate exists, the flat in the collector housing is stored in the way that between the absorber and the base of the Collector housing in addition lower airspace is created. The heated air in the lower airspace will over an air circuit fed to a heating element.

Sonnenkollektoren zur Erwärmung von Wassers und zur Erwärmung von Luft sind besonders ausgeführt. Dazu besitzt der Absorber wiederum wendelartig verlaufende Wasserführungsleitungen, die einem Wasserkreislauf zugeordnet sind. Außerdem ist der Absorber wiederum so angeordnet, dass sich zwischen dem Absorber und der durchscheinenden Abdeckscheibe ein oberer Luftraum und zwischen dem Absorber und dem Boden des Kollektorgehäuses ein unterer Luftraum ausbildet. Der untere Luftraum ist dann mit dem Luftkreislauf verbunden. Derartige Kollektoren sind auch als Hybrid-Sonnenkollektoren bekannt und inzwischen weit verbreitet.solar panels for warming of water and for heating of air are specially designed. For this purpose, the absorber in turn has helical running water supply lines, the associated with a water cycle. In addition, the absorber is turn arranged so that is between the absorber and the translucent Cover a top airspace and between the absorber and the bottom of the collector housing forming a lower airspace. The lower airspace is then with connected to the air circulation. Such collectors are also called Hybrid solar panels known and now widely used.

Ein derartiger Hybrid-Sonnenkollektor ist beispielsweise aus der DE 195 00 807 C2 bekannt, wobei der Lufteingang im oberen Luftraum einerseits des Kollektorgehäuses und der Luftausgang im unteren Luftraum andererseits des Kollektorgehäuses angeordnet sind. Die Verbindung zwischen dem oberen Luftraum und dem unteren Luftraum erfolgt über eine Perforation in der Wasser führenden Absorberplatte.Such a hybrid solar collector is for example from the DE 195 00 807 C2 known, the air inlet in the upper air space on the one hand of the collector housing and the air outlet in the lower air space on the other hand, the collector housing are arranged. The connection between the upper air space and the lower air space via a perforation in the water-leading absorber plate.

Dieser Hybrid-Sonnenkollektor hat Nachteile, die im Wesentlichen darauf zurückzuführen sind, dass die frische oder auch vorgewärmte Abluft in den oberen Luftraum zwischen dem Absorber und der durchscheinenden Abdeckscheibe eingelassen wird. So legt sich der mit der Luft mitgeführte Schmutz an der Innenfläche der Glasabdeckschei be ab und verringert damit die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckscheibe. Das geht zu Lasten des Wirkungsgrades des Hybrid-Sonnenkollektors. Außerdem kommt es zu Wärmeverlusten über die Abdeckscheibe, wenn der Hybrid-Sonnenkollektor in einem geschlossenen Luftkreislauf eingesetzt wird und die dem oberen Luftraum zugeführte Umluft eine der Außentemperatur übersteigende Temperatur aufweist.This Hybrid solar panel has disadvantages that are essentially on it are due to that fresh or preheated Exhaust air in the upper air space between the absorber and the translucent Cover is inserted. This is how the dirt entrained with the air settles on the inner surface the Glasabdeckschei be and thus reduces the light transmission the cover. This is at the expense of the efficiency of the hybrid solar collector. Furthermore it comes to heat loss over the Cover when the hybrid solar panel in a closed air circulation is used and the upper air space supplied circulating air one exceeding the outside temperature Temperature has.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Hybrid-Sonnenkollektors besteht aber in der ungleichen Luftverteilung des Luftstromes innerhalb des Hybrid-Sonnenkollektors. So wird der zugeführte Luftstrom die perforierte Absorberplatte vom oberen Luftraum zum unteren Luftraum aus strömungstechnischen Gründen nur im nahen Bereich des Lufteingangs durchdringen, während die im fernen Bereich des Lufteingangs angesiedelten Wasserführungsleitungen vom Luftstrom nur gering oder gar nicht erfasst werden. Wegen der Bündelung des Luftstromes wird die Perforation im nahen Bereich des Lufteintritts schnell verschmieren und verkleben. Das führ zum Ausfall des Kollektors.One However, a major disadvantage of this hybrid solar collector is in the uneven air distribution of the air flow within the hybrid solar collector. So is the supplied Airflow the perforated absorber plate from the upper airspace to lower airspace from fluidic establish penetrate only in the near area of the air inlet, while the In the distant area of the air intake settled water supply lines be detected by the air flow only slightly or not at all. Because of the bundling the air flow, the perforation in the near area of the air inlet is fast smudge and stick together. The guide to the failure of the collector.

In der DE G 94 10 207.4 ist ein weiterer Hybrid-Sonnenkollektor beschrieben, bei dem der Lufteintritt und der Luftaustritt im unteren Luftraum angeordnet sind und der eine geschlossene Absorberplatte mit parallel verlaufenden Wasserführungsleitungen aufweist. Im Bereich der Wasserführungsleitungen befinden sich Stege, die die Absorberplatte gegenüber dem Kollektorgehäuse abstützen und die den unteren Luftraum in entsprechende Luftkammern aufteilen. Diese Luftkammern verlaufen ebenfalls parallel zu den Wasserführungsleitungen, wodurch sich dementsprechend auch der Luftstrom entlang der Wasserführungsleitungen von dem tiefer liegenden Lufteintritt zum höher liegenden Luftaustritt ausrichtet.In the DE G 94 10 207.4 Another hybrid solar collector is described in which the air inlet and the air outlet are arranged in the lower air space and having a closed absorber plate with parallel water supply lines. In the area of the water supply lines are webs that support the absorber plate relative to the collector housing and divide the lower air space into corresponding air chambers. These air chambers also run parallel to the water supply lines, whereby, accordingly, the air flow along the water supply lines from the lower air inlet aligns with the higher air outlet.

Dieser Hybrid-Sonnenkollektor entwickelt auf Grund der naturgemäß vorhandenen Temperaturdifferenz zwischen dem tiefer liegenden Lufteintritt und dem höher liegenden Luftaustritt ständig eine Zwangsströmung, also auch dann, wenn sie gar nicht gewollt ist. Das hat funktionstechnische Nachteile. Nachteilig ist auch, dass die Wasserführungsleitungen und die Luftführungskammern gleichgerichtet sind und der Luftstrom die Luftkammern daher fast widerstandslos passiert. Dadurch kommen die beiden Wärmeträger nur unzureichend in Kontakt, sodass nur ein geringer Wärmetausch stattfindet.This Hybrid solar collector developed due to the naturally existing Temperature difference between the lower air inlet and the higher lying air outlet constantly a forced flow, even if it is not wanted. This has functional technical Disadvantage. Another disadvantage is that the water supply lines and the air ducts are rectified and the air flow the air chambers therefore almost resistant happens. As a result, the two heat transfer media come in insufficient contact, so only a small heat exchange takes place.

Es ist auch von Nachteil, dass der obere Luftraum zwischen der Absorberplatte und der Glasabdeckscheibe als ein geschlossener Raum ausgebildet ist, wodurch der Wasserstoff der eingeschlossen Luft bei einer tiefen Außentemperatur kondensiert und sich als Wasser auf der Innenseite der Glasabdeckscheibe niederschlägt. Das behindert die Sonneneinstrahlung solange, bis sich das Kondensat auf Grund einer Erhöhung der Außentemperatur wieder aufgelöst hat.It is also disadvantageous in that the upper air space between the absorber plate and the glass cover plate is formed as a closed space is, whereby the hydrogen of the trapped air at a deep outside temperature condenses and acts as water on the inside of the glass cover reflected. This hampers the sunlight until the condensate due to an increase the outside temperature dissolved again Has.

Ein ähnlicher Hybrid-Sonnenkollektor wird in der DE 101 19 850 A1 vorgestellt, der ebenfalls eine geschlossene Absorberplatte mit abstützenden Streben besitzt und dessen Lufteintritt und Luftaustritt auch im unteren Luftraum angeordnet sind. Dabei sind der Lufteintritt und der Luftaustritt im tiefer liegenden Bereich und in einer gleichen Ebene des unteren Luftraumes angeordnet, sodass eine ungewollte Zwangsströmung der Luft verhindert wird. Das hat aber den Nachteil, dass die Luftströmung innerhalb des unteren Luftraumes nur auf direktem Wege zwischen dem Lufteintritt und dem Luftaustritt und damit nur im tiefer liegenden Bereich des Luftraumes stattfindet. Das macht den Wärmetausch uneffektiv. Außerdem sind der Lufteintritt und der Luftaustritt quer zu den parallelen Wasserführungsleitungen angeordnet. Das erbringt zwar einen stärkeren Kontakt zwischen den beiden Wärmeträgern und damit einen verbesserten Wärmetausch, aber eben nur in den Bereichen, die dem Lufteintritt nahe liegen. Die Wasserführungsleitungen in den anderen Bereichen werden durch die Stützstreben nur unzureichend vom Luftstrom kontaktiert, sodass kein optimaler Wärmetausch stattfinden kann.A similar hybrid solar collector will be in the DE 101 19 850 A1 presented, which also has a closed absorber plate with supporting struts and the air inlet and outlet are arranged in the lower air space. The air inlet and the air outlet are arranged in the lower region and in a same plane of the lower air space, so that an undesired forced flow of air is prevented. But this has the disadvantage that the air flow within the lower air space takes place only on a direct path between the air inlet and the air outlet and thus only in the lower-lying area of the air space. This makes the heat exchange ineffective. In addition, the air inlet and the air outlet are arranged transversely to the parallel water supply ducts. Although this provides a stronger contact between the two heat transfer fluids and thus an improved heat exchange, but only in the areas that are close to the air inlet. The water supply lines in the other areas are contacted by the support struts insufficiently by the air flow, so that no optimal heat exchange can take place.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Sonnenkollektor zur Erwärmung von Luft zu entwickeln, der einen großflächigen Wärmetausch ermöglicht und dabei einen höheren Wärmetauschkoeffizienten besitzt.Of the Invention is therefore based on the object, a generic solar collector for warming to develop air, which allows a large-scale heat exchange and doing a higher Heat exchange coefficients has.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.These The object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims 2 to 9.

Der neue Sonnenkollektor beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei liegt der besondere Vorteil in der Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Erwärmung von Luft. Mit den in den unteren Luftraum eingesetzten Strömungswiderständen wird ein Luftstrom erzeugt, der sich über die gesamte Fläche des Absorbers verteilt. Damit wird auch die gesamte Fläche des Absorbers in den Wärmeübergang vom Absorber zur Luft mit einbezogen, was die Effektivität stark verbessert. Dieser Wärmeübergang wird noch dadurch verbessert, dass der Luftstrom in dem unteren Luftraum durch den Einsatz besonderer Luftteilkanäle besser und gleichmäßiger verteilt wird. Sehr vorteilhaft ist auch eine Verwirbelung des Luftstromes, die eine längere Verweildauer der zu erwärmenden Luft am Absorber ermöglicht.Of the new solar collector eliminates the mentioned disadvantages of the state of the technique. The particular advantage lies in the improvement the efficiency of heating of air. With the flow resistance used in the lower airspace is creates an airflow that spreads over the the whole area distributed by the absorber. This will also cover the entire area of the Absorbers in the heat transfer from the absorber to the air involved, which greatly increases the effectiveness improved. This heat transfer is further improved by the fact that the air flow in the lower Airspace through the use of special partial air ducts better and distributed more evenly becomes. Very advantageous is also a turbulence of the air flow, the longer one Dwell time of the to be heated Air at the absorber allows.

Es ist auch von einem besonderen Vorteil, dass die Erfindung sowohl bei einem Sonnenkollektor zur Erwärmung von Luft als auch in einem Hybrid-Sonnenkollektor zur Erwärmung von Wasser und Luft verwendet werden kann.It is also of a special advantage that the invention both at a solar panel for heating air as well as in a hybrid solar collector used for heating water and air can be.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles für einen Hybrid-Sonnenkollektor näher erläutert werden.The Invention is based on an embodiment for one Hybrid solar collector closer explained become.

Dazu zeigen:To demonstrate:

1: den Kreislauf einer Anlage zur Erwärmung von Wasser und Luft mit einem erfindungsgemäßen Hybrid-Sonnenkollektor, 1 : the circuit of a plant for heating water and air with a hybrid solar collector according to the invention,

2: den Hybrid-Sonnenkollektor im Querschnitt und 2 : the hybrid solar panel in cross-section and

3: den Hybrid-Sonnenkollektor im Horizontalschnitt. 3 : the hybrid solar panel in horizontal section.

Nach der 1 besteht die vereinfachte Anlage zur Erwärmung von Wasser und von Luft aus einem Wasserkreislauf 1 und einem Luftkreislauf 2, die beide über einen Hybrid-Sonnenkollektor 3 funktionell miteinander verbunden sind.After 1 is the simplified system for heating water and air from a water cycle 1 and an air circulation 2 both via a hybrid solar collector 3 are functionally interconnected.

Zum Wasserkreislauf 1 gehört eine erste Wasserrückleitung 4, die vom Hybrid-Sonnenkollektor 3 zu einem Speicher 5 führt, und eine erste Wasserzuleitung 6, die den Speicher 5 wieder mit dem Hybrid-Sonnenkollektor 3 verbindet. In der ersten Wasserrückleitung 4 zwischen dem Hybrid-Sonnenkollektor 3 und dem Speicher 5 befindet sich ein Wegeventil 7, von dem eine zweite Wasserrückleitung 8 zu einem parallel zum Speicher 5 angeordneten Wärmetauscher 9 abzweigt. Eine zweite Wasserzuleitung 10 verbindet den Wärmetauscher 9 mit dem Hybrid-Sonnenkollektor 3. Der Wärmetauscher 9 ist weiterhin mit einem separaten Verbraucherkreislauf gekoppelt, zu dem eine Verbraucherleitung 11 und ein Verbraucher 12 gehört.To the water cycle 1 belongs a first water return 4 coming from the hybrid solar panel 3 to a store 5 leads, and a first water supply 6 that the memory 5 again with the hybrid solar collector 3 combines. In the first water return 4 between the hybrid solar collector 3 and the memory 5 there is a directional valve 7 from which a second water return 8th to one parallel to the memory 5 arranged heat exchanger 9 branches. A second water supply 10 connects the heat exchanger 9 with the hybrid solar collector 3 , The heat exchanger 9 is further coupled with a separate consumer circuit, which includes a consumer line 11 and a consumer 12 belongs.

Zum Luftkreislauf 2 gehören im Wesentlichen der Hybrid-Sonnenkollektor 3 und ein Heizelement 13, das beispielsweise in einem Wohnraum 14 installiert ist. Dabei verbindet eine Luftrückleitung 15 den Hybrid-Sonnenkollektor 3 mit dem Heizelement 13, während eine Luftzuleitung 16 vom Heizelement 13 zum Hybrid-Sonnenkollektor 3 führt. Diese Luftzuleitung 16 mündet in einen Lüfter 17, der vorzugsweise unmittelbar am Hybrid-Sonnenkollektor 3 angekoppelt ist.To the air circulation 2 essentially belong to the hybrid solar collector 3 and a heating element 13 For example, in a living room 14 is installed. It combines an air return 15 the hybrid solar collector 3 with the heating element 13 while an air supply 16 from the heating element 13 to the hybrid solar collector 3 leads. This air supply 16 flows into a fan 17 , preferably directly on the hybrid solar collector 3 is coupled.

Der Hybrid-Sonnenkollektor 3 ist vorzugsweise als ein rechteckiger und flacher Körper ausgeführt und im Einsatzfall in idealer Weise in einer Schrägstellung von 45° ausgerichtet. In der Regel befindet sich der Hybrid-Sonnenkollektor auf dem Dach eines Hauses, wo er sich in entsprechender Weise dem Dachneigungswinkel anpasst. Der Hybrid-Sonnenkollektor 3 besitzt einen Lufteintritt 18 für die Luftzuleitung 16 und einen Luftaustritt 19 für die Luftrückleitung 15, wobei der Lufteintritt 18 und der Luftaustritt 19 in einer Ebene und im unteren Bereich des Hybrid-Sonnenkollektors 3, der sich aus der Schrägstellung des Hybrid-Sonnenkollektors 3 ergibt.The hybrid solar collector 3 is preferably designed as a rectangular and flat body and aligned in an ideal case in an inclined position of 45 °. As a rule, the hybrid solar collector is located on the roof of a house, where it adapts in a corresponding manner to the roof pitch angle. The hybrid solar collector 3 has an air inlet 18 for the air supply 16 and an air outlet 19 for air return 15 where the air intake 18 and the air outlet 19 in one level and in the lower part of the hybrid solar collector 3 that results from the inclination of the hybrid solar collector 3 results.

Nach der 2 besteht der Hybrid-Sonnenkollektor 3 aus einem wannenartigen Kollektorgehäuse 20, das gegenüber der Atmosphäre mit einer umfassenden Isolierung 21 geschützt ist. Zur oberen Sonnenseite ist das Kollektorgehäuse 20 mit einer transparenten Abdeckscheibe 22 versehen, wobei die Abdeckscheibe 22 in der Regel aus einem durchsichtigen Glas besteht.After 2 consists of the hybrid solar collector 3 from a trough-like collector housing 20 that faces the atmosphere with a comprehensive insulation 21 is protected. To the upper side of the sun is the collector housing 20 with a transparent cover 22 provided, with the cover 22 usually made of a transparent glass.

Im Inneren des Kollektorgehäuses 20 befindet sich ein Absorber 23. Dieser Absorber 23 besteht aus einer wendelartig verlaufenden Wasserführungsleitung 24 und einer geschlossenen Absorberplatte 25, die alle Wendeln der Wasserführungsleitung 24 mechanisch miteinander verbindet. Die Wasserführungsleitung 24 des Absorbers 23 befindet sich auf der der Sonne abgewandten Seite der Absorberplatte 25 und ist einerseits mit der ersten Wasserzuleitung 6 und andererseits mit der ersten Wasserrückleitung 4 des Wasserkreislaufes 1 verbunden.Inside the collector housing 20 there is an absorber 23 , This absorber 23 consists of a helical water supply pipe 24 and a closed absorber plate 25 , all the coils of the water pipe 24 mechanically interconnected. The water supply pipe 24 of the absorber 23 is located on the side of the absorber plate facing away from the sun 25 and is on the one hand with the first water supply 6 and on the other hand with the first water return 4 the water cycle 1 connected.

Der Absorber 23 ist im Kollektorgehäuse 20 so auf Abstand angeordnet, dass sich zwischen der Absorberplatte 25 und der Abdeckscheibe 22 ein oberer, der Sonne zugewandter Luftraum 26 und zwischen der Absorberplatte 25 und dem Boden des Kollektorgehäuses 20 ein unterer, der Sonne abgewandter Luftraum 27 ausbildet. Dabei hat der obere Luftraum 26 die Aufgabe, die von der Absorberplatte 25 ausgehende Konvektionsstrahlung abzuschirmen, während der untere Luftraum 27 die Wasserführungsleitung 24 aufnimmt und so als Erwärmungskammer für die strömende Luft dient. Beide Lufträume 26, 27 sind über mindestens eine im Bereich des Lufteintritts 18 angesiedelte Einströmöffnung 28 und über mindestens eine Ausströmöffnung 29 verbunden, wobei diese Ausströmöffnung 29 sich im Bereich des Luftaustritts 19 befindet. Vorzugsweise sind beide Strömungsöffnungen 28, 29 als Spalte ausgeführt, die sich aus einer Längendifferenz zwischen der Absorberplatte 25 und dem Kollektorgehäuse 20 ergeben. Der untere Luftraum 27 ist einerseits mit dem Lufteintritt 18 und andererseits mit dem Luftaustritt 19 des Luftkreislaufes 2 verbunden. Dabei befinden sich der Lufteintritt 18 und der Luftaustritt 19, wie bereits ausgeführt und wie es aus der 3 auch ersichtlich ist, auf einer Ebene und im unteren Bereich des unter einem Anstellwinkel ausgerichteten Hybrid-Sonnenkollektors 3. Der Lufteintritt 18 und der Luftaustritt 19 sind im Boden des Kollektorgehäuses 20 eingebracht, sodass die Zuführung und die Abführung des Luftstromes von der Breitseite des Kollektorgehäuses 20 erfolgt.The absorber 23 is in the collector housing 20 so spaced that between the absorber plate 25 and the cover 22 an upper, the sun-facing airspace 26 and between the absorber plate 25 and the bottom of the collector housing 20 a lower, the sun averted airspace 27 formed. It has the upper airspace 26 the task of the absorber plate 25 shield outgoing convection radiation, while the lower airspace 27 the water supply pipe 24 absorbs and serves as a heating chamber for the flowing air. Both airspaces 26 . 27 are above at least one in the area of the air inlet 18 settled inlet opening 28 and at least one outflow opening 29 connected, with this outflow opening 29 in the area of the air outlet 19 located. Preferably, both flow openings 28 . 29 executed as a column, resulting from a difference in length between the absorber plate 25 and the collector housing 20 result. The lower airspace 27 is on the one hand with the air intake 18 and on the other hand with the air outlet 19 of the air circulation 2 connected. Here are the air intake 18 and the air outlet 19 as already stated and as it is from the 3 also can be seen, on a plane and in the lower part of the aligned under a pitch hybrid solar collector 3 , The air intake 18 and the air outlet 19 are in the bottom of the collector housing 20 introduced, so that the supply and the discharge of the air flow from the broad side of the collector housing 20 he follows.

Der Boden des Kollektorgehäuses 20 ist im Bereich des Lufteintritts 18 in besonderer Weise ausgebildet. So mündet der Lufteintritt 18 in einen offenen Lufthauptkanal 30, der längs zu der Wasserführungsleitung 24 ausgerichtet ist und sich weitestgehend über die gesamte Länge des unteren Luftraumes 27 erstreckt. Dieser Lufthauptkanal 30 ist vorzugsweise als eine Nut ausgebildet, wobei die Tiefe des Lufthauptkanals 30 so gewählt ist, dass der über den Lufteintritt 18 eintretende Luftstrom eine ausreichende Zwangsführung erfährt. Aus diesem längs ausgerichteten Lufthauptkanal 30 zweigen in Richtung der Ebene des Luftaustritts 19 mehrere, ebenfalls offene und quer zu der Was serführungsleitung 24 ausgerichtete Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' ab, die über die Länge des Lufthauptkanal 30 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Auch diese Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' sind vorzugsweise nutenförmig ausgebildet und besitzen Zwangsführungseigenschaften für den Luftstrom. Die Querschnitte der Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' sind gleich. Die Querschnitte können aber auch unterschiedlich in der Art sein, dass der vom Lufteintritt 18 am weitesten entfernte Luftteilkanal 31 den kleinsten und der vom Lufteintritt 18 nächste Luftteilkanal 31''' den größten Querschnitt aufweist. Der Grund jedes Luftteilkanals 31, 31', 31'', 31''' ist konisch ausgeführt, sodass die Längen der Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' endlich sind. Dabei sind die Längen der Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' vorzugsweise gleich. Es ist auch möglich, die Längen der Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' zu variieren, wobei dann der am nächsten zum Lufteintritt 18 liegende Luftteilkanal 31''' die kürzeste Erstreckung und der am weitesten vom Lufteintritt 18 entfernte Luftteilkanal 31 die längste Erstreckung aufweisen sollte.The bottom of the collector housing 20 is in the area of air intake 18 trained in a special way. This is how the air inlet opens 18 in an open air main canal 30 , which is longitudinal to the water supply line 24 is aligned and largely over the entire length of the lower airspace 27 extends. This main air duct 30 is preferably formed as a groove, wherein the depth of the main air duct 30 is chosen so that the over the air inlet 18 incoming air flow undergoes sufficient forced operation. From this longitudinally aligned main air duct 30 branch towards the plane of the air outlet 19 several, also open and transverse to the What serführungsleitung 24 aligned partial air ducts 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' starting from the length of the main air duct 30 are arranged evenly distributed. Also these partial air ducts 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' are preferably formed groove-shaped and have positive guidance properties for the air flow. The cross sections of the partial air ducts 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' are equal. The cross sections may also be different in the way that the air inlet 18 farthest partial air duct 31 the smallest and the air intake 18 next partial air duct 31 ''' has the largest cross-section. The reason of each partial air duct 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' is conical, so the lengths of the air ducts 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' finally are. The lengths of the partial air ducts are 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' preferably the same. It is also possible to change the lengths of the partial air ducts 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' to vary, being the closest to the air inlet 18 lying partial air duct 31 ''' the shortest extent and the farthest from the air inlet 18 remote partial air duct 31 should have the longest extent.

Der Hybrid-Sonnenkollektors 3 eignet sich zur Erwärmung von Wasser, was allgemein bekannt ist und daher nicht näher erläutert werden muss.The hybrid solar collector 3 suitable for heating water, which is well known and therefore need not be explained in more detail.

Der Hybrid-Sonnenkollektor 3 kann auch nur Luft erwärmen, nämlich dann, wenn der Wasserkreislauf 1 unterbrochen ist. Er kann Luft aber auch im Zusammenwirken mit dem Wasserkreislauf 1 erwärmen. Dazu wird durch das Gebläse 17 und über den Lufteintritt 18 Luft in den unteren Luftraum 18 befördert. Dieser Luftstrom gelangt dadurch zunächst in den Lufthauptkanal 30, der den Luftstrom von seinem strömungstechnisch bedingt kürzesten Weg zum Luftaustritt 19 abbringt und ihn über die gesamte Länge des unteren Luftraumes 27 führt. Auf dem Wege innerhalb des Lufthauptkanals 30 zweigen über die Luftteilkanäle 31, 31', 31'', 31''' Teilströme ab, die sich zunächst parallel ausrichten und dann nach und nach sammeln und sich zum Luftaustritt 19 ausrichten. Auf dem Wege vom Lufthauptkanal 30 zum Luftaustritt 19 werden die Teilströme durch die in den unteren Luftraum 27 hineinragenden Wasserführungsleitungen 24 behindert, sodass die Teilströme in Turbolenzen kommen. Dadurch entstehen hinter jeder Wendel der Wasserführungsleitung 24 mehrere Wirbel, die die Strömung der Luft verzögern und die damit die Luftmassen zu einem längeren Kontakt mit dem Absorber 23 zwingen.The hybrid solar collector 3 can only heat air, namely, when the water cycle 1 is interrupted. He can air but also in cooperation with the water cycle 1 heat. This is done by the blower 17 and over the air intake 18 Air in the lower airspace 18 promoted. This air flow passes through it first in the main air duct 30 , the air flow from its fluidic shortest way to the air outlet 19 and bring it over the entire length of the lower airspace 27 leads. On the way inside the main air canal 30 branch over the partial air ducts 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' Partial flows, which initially align parallel and then gradually accumulate and to the air outlet 19 align. On the way from the main air channel 30 to the air outlet 19 the partial flows through the into the lower airspace 27 protruding water supply lines 24 hindered, so that the partial flows come in turbulence. This creates behind every coil of the water supply pipe 24 several vortices that retard the flow of air and allow the air masses to prolong contact with the absorber 23 to force.

Aus dem Lufthauptkanal 30 zweigt ein weiterer Teilstrom ab, der durch die Einströmöffnung 28 an der Absorberplatte 25 vorbei in den oberen Luftraum 26 gelangt und dort an der Unterseite der Abdeckscheibe 22 vorbei zur Ausströmöffnung 29 an der Absorberplatte 25 strömt. Danach vereint sich dieser Teilstrom wieder mit den Teilströmen im unteren Luftraum 27. Dieser Teilstrom entfernt das Kondensat an der Abdeckscheibe 22 und macht sie wieder lichtdurchlässiger.From the main air canal 30 branches off a further partial flow, through the inlet opening 28 on the absorber plate 25 over in the upper airspace 26 arrives and there at the bottom of the cover 22 over to the discharge opening 29 on the absorber plate 25 flows. Then this partial flow unites again with the partial flows in the lower airspace 27 , This partial flow removes the condensate on the cover 22 and makes them more translucent again.

11: WasserkreislaufWater cycle
22: LuftkreislaufAir circuit
33: Hybrid-SonnenkollektorHybrid Solar Collector
44: erste Wasserrückleitungfirst Water return line
55: SpeicherStorage
66: erste Wasserzuleitungfirst water supply
77: Wegeventilway valve
88th: zweite Wasserrückleitungsecond Water return line
99: Wärmetauscherheat exchangers
1010: zweite Wasserzuleitungsecond water supply
1111: Verbraucherleitungconsumer line
1212: Verbraucherconsumer
1313: Heizelementheating element
1414: WohnraumLiving room
1515: LuftrückleitungReturn air
1616: Luftzuleitungair supply
1717: LüfterFan
1818: Lufteintrittair inlet
1919: Luftaustrittair outlet
2020: Kollektorgehäusecollector housing
2121: Isolierunginsulation
2222: Abdeckscheibecover plate
2323: Absorberabsorber
2424: WasserführungsleitungWater supply line
2525: Absorberplatteabsorber plate
2626: oberer Luftraumupper airspace
2727: unterer Luftraumlower airspace
2828: Einströmöffnunginflow
2929: Ausströmöffnungoutflow
3030: LufthauptkanalAir main channel
3131: LuftteilkanalAir subchannel

Claims

Solar collector for heating preferably air, consisting of an insulated collector housing ( 20 ) with a translucent cover ( 22 ) and one in the collector housing ( 20 ) arranged absorber plate ( 25 ), wherein the absorber plate ( 25 ) and the bottom of the collector housing ( 20 ) a lower airspace ( 27 ) with an air inlet ( 18 ) and an air outlet ( 19 ), characterized in that in the lower airspace ( 27 ) between the air inlet ( 18 ) and the air outlet ( 19 ) Flow resistances are present which control the air flow across the width of the absorber plate ( 25 ) distribute and swirl.

Solar collector according to claim 1, characterized in that flow resistances in the bottom of the collector housing ( 20 ) are incorporated air ducts.

Solar collector according to claim 2, characterized in that the bottom of the collector housing ( 29 ) a the air flow deflecting and from the air outlet ( 19 ) directed away main air duct ( 30 ) owns.

Solar collector according to claim 3, characterized in that in the flow direction behind the main air duct ( 30 ) at least one, the air flow to the air outlet ( 19 ) leading air partial duct ( 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' ) is arranged.

Solar collector according to claim 4, characterized in that the partial air ducts ( 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' ) have the same or different cross-section and an equal or different lengths.

Solar collector according to claim 5, characterized in that the cross sections of the partial air ducts ( 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' ) with the distance from the air inlet ( 18 ) and the lengths of the partial air ducts ( 31 . 31 ' . 31 '' . 31 ''' ) with the distance from the air inlet ( 18 ) grow.

A solar collector according to claim 1, wherein between the absorber plate ( 25 ) and the cover ( 22 ) an upper airspace ( 26 ), characterized in that between the lower airspace ( 27 ) and the upper airspace ( 26 ) at least one inflow opening ( 28 ) and at least one outflow opening ( 29 ) are provided, a partial flow for ventilation of the cover ( 22 ) enable.

Solar collector according to claim 1, characterized in that the flow resistances extending transversely to the flow direction of the air flow elevations on the absorber plate ( 25 ) are.

Solar collector according to claim 8, wherein the solar collector is designed for heating air and water and the absorber plate ( 25 ) on the side facing away from the sun with transverse to the air flow water supply lines ( 24 ), characterized in that the water supply lines ( 24 ) are designed as flow resistances for the air flow.