DE202008018082U1 - Textiler Sonnenkollektor zur Warmwassergewinnung - Google Patents

Abstract

Textiler Sonnenkollektor zur Warmwassergewinnung dr auf der Basis textiler Konstruktionsmethoden (stricken, weben, wirken) hergestellt wird 2. über einen Verbundaufbau verfügt, in den sowohl Kollektorfläche, Wärmetauscher, als auch verbindende Stabilisierungs-Elemente enthalten sind 3. flexibel und drapierbar ist 4. funktionsgebende Elemente A aus Fasern, Filamenten oder Drähten bestehen 5. stabilisierende Elemente C aus Fasern, Filamenten oder Drähten bestehen 6. eine als Wärmetauscher fungierende Schicht B bestehend aus Kapillarschläuchen, Mikroschläuchen oder flexiblen Rohren zwischen Schichten A und C eingelegt ist 7. die Konstruktions-Elemente A und C miteinander über Verbindungspunkte der Art verbunden sind, dass Element B in diese Schichten eingeschlossen wird

Description

• Sonnenkollektoren zu Warmwassergewinnung sind heute weit verbreitet. Die bestehenden Systeme bestehen aus einer Kollektorfläche und Schläuchen in denen ein flüssiges Medium die vom Kollektor aufgenommene Wärme aufnimmt und abtransportiert. Bauliche Ausprägungen stellen üblicherweise einen stabilen Rahmen aus Metall oder Kunststoff welcher mit einer Lichtdurchlässigen Glas oder Kunststoff abgedeckt ist. Innerhalb dieses Rahmens sind Rohre untergebracht in denen meist Wasser für den Abtransport der aufgenommenen Wärme sorgt. Zur Optimierung der Leistung werden unterschiedliche Bauformen gewählt, die jedoch alle auf eine stabile Rahmenkonstruktion zurückgreifen.
• Diese Bauart in Plattenform bringt verschiedene Nachteile mit sich. Zum Einen sind diese Kollektorplatten unflexibel und können damit nicht an konkaven oder konvexen Strukturen angebracht werden, zum Anderen bringt die bestehende Bauform ein Flächengewicht mit sich, welches eine Montage in einem Gestell oder einer ähnlichen geeigneten Haltevorrichtung zwingend notwendig macht. Dadurch wird ein mobiler Einsatz derartiger Einrichtungen nahezu unmöglich.
• Weiterhin werden die Sonnenkollektoren in mehreren Arbeitsstufen aus vorgefertigten Bauteilen montiert. Diese Art der Herstellung erlaubt prinzipiell keine individuelle Anpassung an Flächen, es wäre z. B. nahezu unmöglich unter industriellen Bedingungen einen Sonnenkollektor zu fertigen der eine vorhandene Dachfläche zu nahezu 100% ausnützt.
• Unter diesen Einschränkungen sind den bestehenden Systemen Grenzen gesetzt die nicht überschritten werden können. Eine Lösung für die genannten Problemstellungen ist, nach dem Stand der Technik, nicht bekannt.
• Im Gegensatz dazu bietet der textile Sonnenkollektor eine Reihe von Vorteilen.
• Die Kombination aus textilen Materialien und flexiblen Schläuchen erlaubt es ein drapierbares System zu erzeugen dass in der Lage ist die Funktion eines Sonnenkollektors zu erfüllen. Durch die Drapierbarkeit wird es möglich den Kollektor an nahezu alle verfügbaren Flächenformen anzupassen und damit Flächen zu nutzen die bisher für eine effektive Nutzung nicht zugänglich waren.
• Durch die flexible Konstruktion und das zu realisierende geringe Flächengewicht ist ermöglicht temporäre Einsätze oder wechselnde Einsatzorte zu realisieren. Ebenso ermöglicht das geringe Flächengewicht den Verzicht auf massive Gestelle und Halterungen.
• Durch die flexible Konstruktion in Verbindung mit dem geringen Flächengewicht können neue Installationsarten wie z. B. das Verkleben auf einer zu nutzenden Fläche, realisiert werden.
• Durch die geringe Bauhöhe ist es möglich sehr flache Kollektoren zu realisieren die optisch gut an die Umgebung angeglichen werden können und damit ggf. als deutlich weniger störend in der Ansicht des Objektes empfunden werden.
• Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt in der Art der Produktion. Durch den einstufigen Herstellungsprozess und die nur geringen Aufwendungen für die Fertigstellung ist es möglich industriell und kostengünstig Kollektorflächen herzustellen.
• Der textile Sonnenkollektor zu Warmwassergewinnung wird auf der Basis eines textilen Herstellungsverfahrens (weben, wirken, stricken) hergestellt. Dabei besteht der Sonnenkollektor aus drei miteinander innerhalb des Fertigungsprozesses verbundener Materialien. Das Kollektormaterial bildet die Oberseite welche über Verbindungspunkte mit einem Trägermaterial verbunden ist. Die Verbindung von Kollektormaterial und Trägermaterial erfolgt je nach Herstellungsverfahren entweder über eine Verkreuzung von Fadensystemen (weben) oder durch den Wechsel einzelner Fäden zwischen den Flächen (wirken, stricken). Die dadurch entstehenden Verbindungsstellen zwischen Kollektorfläche und Trägermaterial umschließen die eingelegten Schläuche dabei derart, dass diese überwiegend vom Kollektormaterial umschlossen sind. Das Trägermaterial hat dabei lediglich eine stabilisierende Funktion.
• Auftreffendes Sonnenlicht erwärmt das Kollektormaterial z. B. Carbon, welches bestimmungsgemäß so ausgelegt ist das Sonnenlicht möglichst effektiv zur Erwärmung umgesetzt werden kann. Das Kollektormaterial umschließt weitgehend die eingearbeiteten Schläuche. Durch den Kontakt zwischen Kollektormaterial und Schlauch wird die Wärme an den Schlauch und damit an das im Schlauch befindliche Medium (z. B. Wasser) weitergegeben. Die Temperatur des Mediums steigt an und die Temperaturdifferenz zwischen zugeführtem und abgeführtem Medium kann energetisch genutzt werden. Damit wird die Funktion eine Sonnenkollektors zur Warmwassergewinnung dargestellt (Skizze 2).
• Das Ausführungsbeispiel (Skizze 1) wird auf einer modifizierten Großrundstrickmaschine produziert. Dabei werden flexible Schläuche (B) in einem Arbeitsgang in ein Kollektormaterial (A), z. B. Carbon und ein Trägermaterial (C), z. B. Polyester, unter Einsatz dafür speziell vorgesehener textiler Verbindungspunkte, eingestrickt. Nach dem Aufschneiden werden die offenen Schlauchenden verbunden. Damit ist der Kollektor in nur zwei Arbeitsstufen einsatzbereit.

Claims (1)

1. Textiler Sonnenkollektor zur Warmwassergewinnung dadurch gekennzeichnet, dass: 1. der Sonnenkollektor auf der Basis textiler Konstruktionsmethoden (stricken, weben, wirken) hergestellt wird 2. über einen Verbundaufbau verfügt, in den sowohl Kollektorfläche, Wärmetauscher, als auch verbindende Stabilisierungs-Elemente enthalten sind 3. flexibel und drapierbar ist 4. funktionsgebende Elemente A aus Fasern, Filamenten oder Drähten bestehen 5. stabilisierende Elemente C aus Fasern, Filamenten oder Drähten bestehen 6. eine als Wärmetauscher fungierende Schicht B bestehend aus Kapillarschläuchen, Mikroschläuchen oder flexiblen Rohren zwischen Schichten A und C eingelegt ist 7. die Konstruktions-Elemente A und C miteinander über Verbindungspunkte der Art verbunden sind, dass Element B in diese Schichten eingeschlossen wird

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