DE202017006708U1

DE202017006708U1 - Solarkollektor

Info

Publication number: DE202017006708U1
Application number: DE202017006708.0U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2018-02-05
Anticipated expiration: 2027-11-14

Abstract

Solarkollektor, umfassend einen zwischen zwei im Roll-Bond-Verfahren miteinander verbundenen Metallplatten angeordneten, als Wärmerohr ausgebildeten Strömungskanal (1), der mit einem Wärmeträgermedium befüllt und nach außen abgedichtet ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der an beiden Metallplatten ausgeformte Strömungskanal (1) zur Ausbildung einer Befüllungsstelle einen in Bezug auf seine sonstige Kanalbreite verbreiterten, dort ebenflächigen Anschlussbereich (2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Ein Solarkollektor der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument EP 2 396 607 B1 bekannt. Dieser Solarkollektor besteht aus einem zwischen zwei im Roll-Bond-Verfahren miteinander verbundenen Metallplatten angeordneten, als Wärmerohr ausgebildeten Strömungskanal, der mit einem Wärmeträgermedium befüllt und nach außen abgedichtet ausgebildet ist.
Bezüglich des oben genannten Roll-Bond-Verfahrens wird der Einfachheit halber auf folgendes Wikipedia-Zitat (siehe hierzu http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Roll-bonding&oldid=117736305) verwiesen: ”Fügt man zwei Bleche durch Walzen bei großem Druck zusammen, so spricht man vom Roll-Bond-Verfahren. Dabei werden bestimmte Teile des Blechs ausgespart bzw. mit Trennmitteln behandelt, so dass sie sich dort nicht verbinden können. Anschließend werden diese Bereiche ”aufgeblasen”, so dass sich dort feine Kanäle bilden können. Dieses Verfahren wird z. B. zur Herstellung von Absorbern in Flachkollektoren von thermischen Solaranlagen verwendet.”
Bezüglich des oben genannten (an sich bekannten) Wärmerohres wird ferner der Einfachheit halber auf folgenden Wikipedia-Artikel verwiesen: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=W%C3%A4rmerohr&oldid=139521761.
Bei der Lösung gemäß dem Patentdokument EP 2 396 607 B1 ist der Strömungskanal (vgl. 5 dieser Schrift) an einer der beiden Metallplatten ausgeformt, während die andere Metallplatte komplett ebenflächig ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein mit geringerem Aufwand herstellbarer, wärmetechnisch aber gleichwertiger Solarkollektor geschaffen werden.
Diese Aufgabe ist mit einem Solarkollektor der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der an beiden Metallplatten ausgeformte Strömungskanal zur Ausbildung einer Befüllungsstelle einen in Bezug auf seine sonstige Kanalbreite verbreiterten, dort ebenflächigen Anschlussbereich aufweist.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass auf die beim eingangs genannten Stand der Technik aus wärmeübertragungstechnischen Gründen noch für erforderlich gehaltene, einseitige Ausbildung des Strömungskanals verzichtet, für die Befüllung mit dem Wärmeträgermedium aber ein extra verbreiterter Kanalbereich am Strömungskanal vorgesehen wird. Dieser Bereich war beim eingangs genannten Stand der Technik nicht erforderlich, da die Befüllung mit dem Wärmeträgermedium (und davor auch die Vakuumierung) über eine auf der unverformten, also ebenen Metallplatte vorgesehene Bohrung erfolgte. Um aber auch bei beidseitiger Ausformung des dann einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Strömungskanals diesen gut vakuumieren und befüllen zu können, ist nach der erfindungsgemäßen Lösung ein in Bezug auf die übrige Kanalbreite des Strömungskanals verbreiterter, ebenflächiger Anschlussbereich vorgesehen, dessen genaue Funktionsweise weiter unten noch genauer erläutert wird.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf die beiden Schutzrechtsdokumente DE 20 2006 016 100 U1 und DE 20 2008 001 611 U1 hingewiesen, die aber weiter abliegen, da sie jeweils Vor- und Rücklaufanschlüsse für das Wärmeträgermedium aufweisen und insofern keiner eigenständigen und finalen Befüllung bedürfen.
Außerdem wird noch auf folgende Dokumente hingewiesen: AT 512 172 B1 , DE 196 53 956 A1 und US 2013/0042996 A1 .
Der erfindungsgemäße Solarkollektor bzw. ein Teil davon einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Schutzansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 perspektivisch einen Teil des erfindungsgemäßen Solarkollektors mit dem Anschlussbereich.
Der nur als Ausschnitt in der einzigen Figur dargestellte Solarkollektor, der im übrigen auch bzw. insbesondere zur Verwendung gemäß der Lösung gemäß dem vorgenannten Dokument EP 2 396 607 B1 vorgesehen ist, besteht zunächst in bekannter Weise aus einem zwischen zwei im Roll-Bond-Verfahren miteinander verbundenen Metallplatten angeordneten, als Wärmerohr ausgebildeten Strömungskanal 1, der mit einem Wärmeträgermedium befällt und nach außen abgedichtet ausgebildet ist. Als Wärmeträgermedium wird dabei besonders bevorzugt ein Kohlenwasserstoff verwendet. Außerdem sind die Metallplatten besonders bevorzugt aus Aluminium bestehend ausgebildet.
Wesentlich für den erfindungsgemäßen Solarkollektor ist nun, dass der an beiden Metallplatten ausgeformte Strömungskanal 1 zur Ausbildung einer Befüllungsstelle einen in Bezug auf seine sonstige Kanalbreite verbreiterten, dort ebenflächigen Anschlussbereich 2 aufweist.
Noch etwas genauer betrachtet, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlussbereich 2 in beidseitiger Draufsicht auf die Metallplatten einen gewölbten Randbereich 2.1 und einen ebenflächigen Kontaktbereich 2.2 aufweist. Der Randbereich 2.1 bildet dabei den Übergang von den miteinander verbundenen Metallplatte zu dem den Anschlussbereich 2 und damit einen Teil des Strömungskanals 1 bildenden Hohlraum.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlussbereich 2 in beidseitiger Draufsicht auf die Metallplatten eine frei von insbesondere scharfkantigen Ecken ausgebildete Form aufweist.
Besonders deutlich wird der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, wenn man berücksichtigt, dass am Kontaktbereich 2.2 zum Vakuumieren und zum Befüllen des Strömungskanals 1 mit dem Wärmeträgermedium ein (nicht extra dargestellter) Anschlussstutzen angeordnet ist, denn die ebenflächige Ausbildung ermöglicht es, dass der Anschlussstutzen leichter abdichtbar als bei einem gewölbten Strömungskanal 1 befestigt werden kann.
Wiederum etwas konkreter betrachtet, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlussstutzen mittels eines Gewindes in die Metallplatte abgedichtet eingeschraubt ausgebildet ist.
Ferner ist zur Effizienzsteigerung des Fertigungsprozesses bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlussstutzen nach Befüllen des Strömungskanals 1 am Anschlussbereich 2 verbleibend ausgebildet ist.
Eine andere besonders bevorzugte Weiterbildung besteht ferner, wie in der Figur dargestellt, darin, dass der Anschlussbereich 2 vom Rand der Metallplatten distanziert angeordnet und ein erstes Kanalstück 1.1 des Strömungskanals 1 zwischen dem Anschlussbereich 2 und einem der Ränder der Metallplatten ausgebildet ist.
Wiederum etwas genauer betrachtet, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das erste Kanalstück 1.1 zum Aufblasen des Strömungskanals 1 am Rand der Metallplatten offen und nach dem Aufblasen verschließbar ausgebildet ist. Hierzu ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das erste Kanalstück 1.1 nach dem Aufblasen zum Verschließen des Strömungskanals 1 zusammendrückbar ausgebildet ist, d. h. der Verschluss des ersten Kanalstücks 1.1 erfolgt durch dessen Umformung, die in der Figur auch gut zu erkennen ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlussbereich 2 zwischen dem ersten Kanalstück 1.1 und einem zweiten Kanalstück 1.2 angeordnet ist.
Bezüglich dieses zweiten Kanalstücks 1.2 ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass dieses nach dem Befüllen des Strömungskanals 1 mit dem Wärmeträgermedium zum Verschließen zusammendrückbar ausgebildet ist. Die Figur zeigt dabei die Situation vor dem Zusammendrücken; grundsätzlich ist vorgesehen, dass auch hier zum entsprechenden Zeitpunkt, worauf unten noch genauer eingegangen wird, eine das zweite Kanalstück 1.2 verschließende Umformung wie beim ersten Kanalstück 1.1 erfolgt.
Um zum Beispiel eine Lösung im Sinne der vorgenannten Schrift EP 2 396 607 B1 realisieren zu können, ist schließlich vorgesehen, dass das zweite Kanalstück 1.2 anschlussbereichsabgewandt in eine Vielzahl dritter Kanalstücke 1.3 übergehend bzw. ausmündend ausgebildet ist. Diese Kanalstücke 1.3 reichen dann zum Beispiel, was nicht extra gestellt ist, zu einzelnen, länglichen Abschnitten der Metallplatten, die nach einer Verformung in Halbkreisform in bekannter Weise in Glasröhren eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Solarkollektor wird, wie folgt, funktionstüchtig gemacht:
Zunächst werden auf den Metallplatten in bekannter Weise die Pfade mit einem Trennmittel markiert, die nicht durch das Roll-Bond-Verfahren miteinander verbunden werden sollen. Anschließend wird das Roll-Bond-Verfahren durchgeführt. Danach wird der Strömungskanal 1 aufgeblasen, wobei der Druck über das offen ausmündende erste Kanalstück 1.1 aufgebracht wird. Beim Aufblasen wird dabei selbstverständlich auch der erfindungsgemäße Anschlussbereich 2 mit aufgeblasen, so dass dieser die in der Figur dargestellte Form annimmt. Nach dem Aufblasen wird das erste Kanalstück 1.1 durch Zusammendrücken verschlossen. Das Ergebnis dieses Schrittes ist in der Figur dargestellt.
Im nächsten Schritt wird (einseitig) am Kontaktbereich 2.2 eine Öffnung gebohrt und der Anschlussstutzen vorzugsweise per Verschraubung befestigt. Über diesen Anschlussstutzen wird dann der gesamte Strömungskanal 1 zunächst vakuumiert und anschließend mit dem Wärmeträgermedium befüllt. Ist dieser Schritt abgeschlossen, wird das zweite Kanalstück 1.2 per Umformung (Zusammendrücken bzw. Zusammenpressen) verschlossen, so dass die Leitung zum Befüllen des Strömungskanals 1 mit Wärmeträgermedium vom Anschlussstutzen entfernt werden kann.
Der erfindungsgemäße Solarkollektor ist nun für weitere Be- bzw. Verarbeitungsschritte wie zum Beispiel Beschichten oder dergleichen bereit.
Bezugszeichenliste

1: Strömungskanal
1.1: erstes Kanalstück
1.2: zweites Kanalstück
1.3: drittes Kanalstück
2: Anschlussbereich
2.1: Randbereich
2.2: Kontaktbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2396607 B1 [0002, 0005, 0016, 0027]
DE 202006016100 U1 [0011]
DE 202008001611 U1 [0011]
AT 512172 B1 [0012]
DE 19653956 A1 [0012]
US 2013/0042996 A1 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Roll-bonding&oldid=117736305 [0003]
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=W%C3%A4rmerohr&oldid=139521761 [0004]

Claims

Solarkollektor, umfassend einen zwischen zwei im Roll-Bond-Verfahren miteinander verbundenen Metallplatten angeordneten, als Wärmerohr ausgebildeten Strömungskanal (1), der mit einem Wärmeträgermedium befüllt und nach außen abgedichtet ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der an beiden Metallplatten ausgeformte Strömungskanal (1) zur Ausbildung einer Befüllungsstelle einen in Bezug auf seine sonstige Kanalbreite verbreiterten, dort ebenflächigen Anschlussbereich (2) aufweist.
Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (2) in beidseitiger Draufsicht auf die Metallplatten einen gewölbten Randbereich (2.1) und einen ebenflächigen Kontaktbereich (2.2) aufweist.
Solarkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbereich (2.2) zum Vakuumieren und zum Befüllen des Strömungskanals (1) mit dem Wärmeträgermedium ein Anschlussstutzen angeordnet ist.
Solarkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen mittels eines Gewindes in die Metallplatte abgedichtet eingeschraubt ausgebildet ist.
Solarkollektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen nach Befüllen des Strömungskanals (1) am Anschlussbereich (2) verbleibend ausgebildet ist.
Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (2) vom Rand der Metallplatten distanziert angeordnet und ein erstes Kanalstück (1.1) des Strömungskanals (1) zwischen dem Anschlussbereich (2) und einem der Ränder der Metallplatten ausgebildet ist.
Solarkollektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kanalstück (1.1) zum Aufblasen des Strömungskanals (1) am Rand der Metallplatten offen und nach dem Aufblasen verschließbar ausgebildet ist.
Solarkollektor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kanalstück (1.1) nach dem Aufblasen zum Verschließen des Strömungskanals (1) zusammendrückbar ausgebildet ist.
Solarkollektor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (2) zwischen dem ersten Kanalstück (1.1) und einem zweiten Kanalstück (1.2) angeordnet ist.
Solarkollektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kanalstück (1.2) nach dem Befüllen des Strömungskanals (1) mit dem Wärmeträgermedium zum Verschließen zusammendrückbar ausgebildet ist.