DE2510047A1

DE2510047A1 - Solar energy utilization - energy is directly transferred into heat, with radiation absorbent surfaces

Info

Publication number: DE2510047A1
Application number: DE19752510047
Authority: DE
Inventors: Heinz Poellein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-07
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1976-09-16

Abstract

The light-and heat radiation of the sun are directly converted into heat, via radiation-absorbent surfaces. The resulting heat is transferred to a liquid, and supplied via a positive circuit to a heat store and a water heater, for use. The liquid is then returned to the circuit, to be re-heated. The sunlight radiation is measured by a light scanner, and the temperature of the surfaces absorbing the solar energy is simultaneously measured by a sensor. a certain measured value combination is both sensor and scanner automatically switches in a circuit, limited to the heat store and water heater, excluding the absorbent surfaces. Parallel elements of the heat store are individually switched into the circuit.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmenutzung von Sonnenenergie Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmenutzung von Sonnenenergie bzw. der Licht- und Wärmestrahlung der Sonne.Method and device for utilizing heat from solar energy The invention relates to a method and a device for the use of heat from solar energy or the light and heat radiation of the sun.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sonnenenergie mit auch in gemäßigten Breiten wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu nutzen, wobei insbesondere auch eine einfache und funktionsfähige Überbrückung sonnenarmer Zeiträume gewährleistet sein muß, und der Betrieb und die Herstellung der dazu notwendigen Anlagen leicht auf verschieden hohe Anforderungen angepaßt werden kann, und zwar durch Verwendung satzweise als Fertigteile herstellbarer Einzelelemente.The invention is based on the task of using solar energy in moderate latitudes economically justifiable effort to use, in particular a simple and functional bridging of periods with little sunshine is also guaranteed must be, and the operation and manufacture of the necessary equipment easy can be adapted to different requirements, by use Individual elements that can be produced in sets as prefabricated parts.

Demgemäß besteht die Erfindung in einem Verfahren, bei dem die Licht- und Wärme strahlung der Sonne unmittelbar mittels diese Strahlung absorbierender Flächen in Wärme umgewandelt wird, die dabei erhaltenen Wärmemengen auf eine Flüssigkeit übertragen und von dieser in einem Zwangskreislauf zunächst einem Wärmespeicher und dann einem Warmwassererhitzer zugeführt werden, über welchen die Wärmemengen wirtschaftlich genutzt werden, wonach die Flüssigkeit wieder zur erneuten Aufnahme von Wärme dem Kreislauf zurückgeführt wird.Accordingly, the invention consists in a method in which the light and heat radiation of the sun directly by means of absorbing this radiation Areas is converted into heat, the amount of heat obtained thereby on a liquid transferred and from this in a forced circuit initially a heat storage and then fed to a hot water heater, via which the amounts of heat be used economically, after which the liquid again for renewed absorption of heat is returned to the cycle.

Mit diesem Verfahren und der nachstehend beschriebenen zugehörigen Vorrichtung wird - insbesondere, wenn die Flüssigkeit Wasser ist - die Möglichkeit geschaffen, das erfindungsgemäße System auf kleinem Raum bei Ausnutzung einer möglichst großen Wärmemenge in einem temperaturmäßig bewußt niedrigen Temperaturbereich, z.B. speziell zwischen ca. 50 - 600C, technisch vorteilhaft zu nutzen.Using this procedure and the associated one described below Device becomes the possibility, especially when the liquid is water created the system according to the invention in a small space while utilizing a possible large amount of heat in a temperature-wise consciously low temperature range, e.g. especially between approx. 50 - 600C, technically advantageous to use.

In einem solchen Temperaturbereich (<6o0c) können alle gängigen Wärmeverwendungen eines Haushalts erfolgen, ohne daß einerseits Probleme der Verkalkung zu befürchten sind, jedoch technisch günstige Werkstoffe, wie z.B. Kunststoffe, einsetzbar sind. Wegen der niedrigen Betriebstemperatur ist es auch nicht notwendig, technisch aufwendige Mittel, z.B. Spiegel, Prismen o.dgl., zur Verstärkung der Sonneneinstrahlung einzusetzen. Es entfällt mit der Erfindung auch jegliche Notwendigkeit, die Sonnenkollektoren mit dem Verlauf der Sonne dementsprechend mitführen zu müssen.In such a temperature range (<6o0c) all common Heat uses of a household take place without on the one hand problems of calcification are to be feared, but technically favorable materials such as plastics, can be used. Because of the low operating temperature, it is also not necessary to Technically complex means, e.g. mirrors, prisms or the like, for intensifying the solar radiation to use. The invention also eliminates the need for solar collectors having to carry along with the course of the sun accordingly.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Sonnenlichteinstrahlung mit einem Lichtfühler sowie gleichzeitig die Temperatur der die Sonneneinstrahlung absorbierenden Flächen mit einem Temperaturfühler gemessen werden und daß auf eine bestimmte Meßgrößenkombination der beiden Fühler hin automatisch ein auf Wärmespeicher und Warmwassererhitzer beschränkter Kreislauf unter Auschaltung der absorbierenden Flächen geschaltet wird.An essential feature of the method according to the invention is that that the sunlight with a light sensor and at the same time the temperature of the surfaces that absorb solar radiation are measured with a temperature sensor and that automatically in response to a certain combination of measured variables of the two sensors a circuit limited to heat storage and hot water heater with deactivation the absorbing surfaces is switched.

Dadurch wird vermieden, daß in für eine Wärmenutzung nicht ausreichenden Zeiten (z.B. bei Nacht) die die Wärme umwandelnden Strahlungsflächen das System nicht ungebührend abkühlen, Mit der kombinierten Messung sind alle denkbaren Eventualfälle erfaßt. Bei Vorhandensein entsprechender Temperatur- und Helligkeitsgrade gibt diese Steuerung den gesamten Kreislauf zu den wärmeabsorbierenden Flächen frei.This avoids that in not sufficient for a heat utilization Times (e.g. at night) the radiant surfaces converting the heat into the system do not cool down unduly, with the combined measurement all conceivable contingencies are possible recorded. This is given if the corresponding temperature and brightness levels are available Control the entire Circuit to the heat-absorbing surfaces free.

Fehlt eine dieser Voraussetzungen, dann wird auf den verkürsten.Kreislauf Wärmespeicher - Warmwassererhitzer umgeschaltet.If one of these prerequisites is missing, then there is a shortened cycle Heat storage tank - hot water heater switched over.

Ein entscheidendes Merkmal der Erfindung liegt zudem nicht nur in der optimalen Anwendung von Speichern, sondern auch in ihrer Steuerung, indem parallel zueinander geschaltete Einheiten des Wärmespeichers jeweils einzeln in den Kreislauf eingeschaltet werden, wobei bei Erreichen der oberen Soll-Wärmekapazität einer Einheit automatisch eine andere Eihheit in den Kreislauf eingeschaltet wird und bei Erreichen der jeweils unteren Soll-Wärmekapazität einer Einheit die anderen Einheiten entsprechend sukzessiv in den Kreislauf eingeschaltet werden.A decisive feature of the invention is not only in the optimal use of memories, but also in their control, adding in parallel units of the heat accumulator connected to one another are each individually in the circuit be switched on, when the upper target heat capacity of a unit is reached another unit is automatically switched on in the circuit and when it is reached the other units correspond to the lower target heat capacity of a unit be switched on successively in the cycle.

Da die Verwendung von Ealorien-Meßgeräten kostspielig und störanfällig ist, erlaubt dieses Betriebsverfahren eine Kontrolle des Speiche rs tands nur über einen Temperaturfühler in den Speichereinheiten, und zwar nach der Anzahl der noch vollen oder schon leeren Speichereinheiten.Since the use of Ealorie measuring devices is expensive and prone to failure is, this operating procedure only allows the memory to be checked a temperature sensor in the storage units, according to the number of still full or empty storage units.

Die Erfindung besteht im übrigen aus einer Vorflchtung zur Wärmenutzung von Sonnenlichtenergie zur Durchführung des Verfahrens mit einem der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Energiekollektor und einer Einrichtung zur Übertragung der Energie ins Innere eines Gebäudes, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Energiekollektor Elemente zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenlichtenergie in Wärme sowie eine damit in Kontakt stehende Rohrleitungseinrichtung zum Ableiten der aufgenommenen Wärme und zu deren Übertragung ins Innere des Gebäudes aufweist, welche von einer Wärmeenergie aufnehmenden Flüssigkeit durchflossen wird, und daß in die Rohrleitungseinrichtung ein Wärme speicher und ein Warmwassererhitzer mit einem Wärmetauscher in einen Kreislauf eingeschaltet sindt wobei vorzugsweise der Energiekollektor der Wärme speicher und der Warmwassererhitzer im Kreislauf hintereinandergeschaltet sind. Der Kreislauf kann dabei mit einer Umlaufpumpe unter Zwangsumlauf stehen.The invention also consists of a pre-arrangement for utilizing heat of sunlight energy to carry out the procedure with one of the solar radiation exposed energy collector and a device for transmitting the energy inside a building, which is characterized in that the energy collector Elements for absorbing and converting sunlight energy into heat as well as a pipeline means in contact therewith for discharging the received Has heat and its transfer into the interior of the building, which from a Heat energy absorbing liquid is flowed through, and that in the pipeline device a heat accumulator and a hot water heater with a heat exchanger in one circuit are switched on, preferably the energy collector the Heat storage tank and the hot water heater connected in series in the circuit are. The circuit can be forced to circulate with a circulation pump.

Zum wechselweisen Betrieb über die Energiekollektoren oder die Speicher ist es von entscheidender Bedeutung für einen großen Wirkungsgrad der Erfindung, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der der Wärmespeicher und der Warmwassererhitzer in einen vom Energiekollektor unabhängigen Kreislauf umsteuerbar ist.For alternating operation via the energy collectors or the storage tanks it is of crucial importance for a high efficiency of the invention, that a device is provided with which the heat accumulator and the hot water heater can be reversed into a circuit that is independent of the energy collector.

Als einfachste Lösung kann als die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit Wasser, vorzugsweise mit Gefrierschutzmitteln (z.B. bis -230C) verwendet werden.The simplest solution can be the liquid transporting heat energy Water, preferably with anti-freeze agents (e.g. up to -230C) should be used.

Zur Umsteuerung von Nutzungszeiten mit Sonneneinstrahlung auf Zeiten mit reinem Speicherenergieverbrauch besitzt eine Meß- und Regeleinrichtung einen Lichtfühler und einen Temperaturfühler, wobei der Lichtfühler z.B. eine Fotozelle, das einfallende Sonnenlicht mißt und der Temperaturfühler die Temperatur der wärmeaufnehmenden Elemente, und die Meß- und Regeleinrichtung auf die Kombination beider Meßgrößen ansprechbar ist.To change the times of use with solar radiation to times With pure storage energy consumption, a measuring and control device has a Light sensor and a temperature sensor, whereby the light sensor is e.g. a photocell, the incident sunlight measures and the temperature sensor measures the temperature of the heat-absorbing Elements, and the measuring and control device on the combination of both measured variables is responsive.

Um eine Uberhitzung in Zeiten hohen Energieanfalls und vergleichsweise geringer Energieentnahme zu vermeiden, kann es aus Sicherheitsgründen wichtig sein, wenn in den Kreislauf eine Einrichtung zum Kühlen des Kreislaufs bei Uberhitzung eingebaut ist.To overheat in times of high energy consumption and comparatively To avoid low energy consumption, it can be important for safety reasons to if in the circuit a device for cooling the circuit in the event of overheating is built in.

Insbesondere für den mit der Erfindung angestrebten technisch optimal nutzbaren Temperaturbereich ist es von ganz besonderer Wichtigkeit, wenn zur Energiespeicherung von der Schmelzwärme Gebrauch gemacht wird, welche eine weit größere und vor allem in einem konstanten Temperaturbereich Wärmemenge als z.B. reine Wasserwärmespeicher/zu speichern vermag ulid für diese Speicherung nur unwesentliche Temperaturerhöhungen benötigen. Erfindungsgemäß wird dafür vorgeschlagen, daß der Wärmespeicher bzw. seine einzelnen Einheiten mit Paraffin gefüllt sind.In particular for the technically optimal one aimed at with the invention usable temperature range, it is of particular importance when storing energy use is made of the heat of fusion, which is far greater and above all in a constant temperature range heat quantity as e.g. pure water heat storage / zu ulid is only able to store insignificant temperature increases for this storage require. According to the invention it is proposed that the heat storage or its individual units are filled with paraffin.

Paraffin (Schmelzwärme 35 Kcal/kg) hat einen Schmelzpunkt zwischen 52°C, nimmt also die zu speichernde Wärme im optimalen Temperatur-Arbeitsbereich mit einer Veränderung der Arbeitemperatur von nur 2°C auf bzw. gibt sie ab.Paraffin (heat of fusion 35 Kcal / kg) has a melting point between 52 ° C, so takes the heat to be stored in the optimal working temperature range with a change in working temperature of only 2 ° C up or down.

Außerdem bestehen beim Schmelzen von Paraffin keine Dampfdruckprobleme. Auch ergeben sich bei Paraffin keinerlei Umweltprobleme bei evtl. auftretenden Leckagen. Demgegenüber ist jegliche Wärmespeicherung, z.B. mittels Wasserspeicher, aufwendig in Konstruktion und Betrieb und ermöglicht auch keine Rückgswinnung der Wärme mit konstanter Temperatur über größere Zeiträume.In addition, there are no vapor pressure problems when melting paraffin. With paraffin there are also no environmental problems whatsoever in the event of leaks. In contrast, any heat storage, e.g. by means of water storage, is expensive in construction and operation and also does not allow any recovery of the heat constant temperature over longer periods of time.

Ein sehr wesentlicher Zweck der Erfindung liegt in der einfachen und wirkungsvollen sowie serienmäßig herstellbaren Konstruktion der Elemente zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenlichtenergie in Wärme, welche erfindungsgemäß als satzweise zusammenschaltbare Einzelelemente als vorgefertigte Teile ausgebildet sind. Diese Elemente werden auf der vorwiegend schrägen Dachfläche eines Gebäudes in die normalerweise für die Ziegelbedeckung vorgesehenen Felder angebracht und bilden anstatt der Dachziegel eine dichte wertige DacLau% eines Hadaches, so daß sich die herkömm lichen Dacheindeckungen in diesem Bereich erübrigen. Als Fertigteile ist die Montage auf der Baustelle entsprechend einfach. Schließlich bilden die Elemente zugleich eine verbesserte Dachisolierung gegen Wärmeverlust.A very essential purpose of the invention lies in the simple and effective as well as series manufacturable construction of the elements for the reception and conversion of sunlight energy into heat, which according to the invention can be used in batches Interconnectable individual elements are designed as prefabricated parts. These Elements are usually placed on the predominantly sloping roof surface of a building Fields intended for the tile covering are attached and form instead of the roof tiles a dense, high-quality roof covering so that the conventional roof coverings can be used superfluous in this area. As prefabricated parts, assembly on the construction site is appropriate simple. Finally, the elements also form improved roof insulation against heat loss.

Während z.B. Rohrschiangen eine relativ kleine brauchbare Nutzoberfläche haben würden,sind die erfindungsfemäßen Elemente dahingehend aufgebaut, daß sie mit jeweils einer Grunplatte mit in einem bestimmten Abstand darüber wasserdicht angebrachter Deckplatte aus Metall sowie mit jeweils einem Zu- und Ablauf für die Kreislaufflüssigkeit ausgebildet sind und daß die Deckplatte mit einer das Sonnenlicht aufnehmenden Schicht bzw. Fläche verseben ist.While pipe strings, for example, have a relatively small usable surface area would have are the elements according to the invention structured to that they are waterproof with a base plate at a certain distance above them attached cover plate made of metal and each with an inlet and outlet for the Circulation fluid are formed and that the cover plate with a sunlight absorbing layer or surface is sifted.

Als speziell vorteilhaftes Erfindungsmerkmal besteht die Deckplatte aus dünnem, jedoch steifem, mindestens an ihrer Außenseite mattgebürstetem und schwarz bzw. dunkel eloxiertem Aluminium. Zur Erköhung der Wärmeaufnahme sind von der Grundplatte zur Deckplatte h@chstehende Abstandserhöhungen vorgesehem, welche parallel zu@inander angeordnet und wechselweise @@@ gegenüberligenlen Randabstützungen beginnend die Flächen@@@dehnung der Elemente in Kanäle aufteilen, wobei zwischen zwei je@@@@@s parallel liegenden Kanälen Enddurehlässe ausgespart sind.The cover plate is a particularly advantageous feature of the invention made of thin, but stiff, at least matt brushed on the outside and black or dark anodized aluminum. To increase the heat absorption are from the base plate to the cover plate high spacing increases provided, which are parallel to each other arranged and alternately @@@ opposite edge supports starting the Divide the surfaces @@@ expansion of the elements into channels, whereby between two each @@@@@ s parallel ducts end openings are left out.

Ferner ist nach der Erfindung oberhalt eines mit Luft gefällter dünnen Luftspalts über der Deckplatte eine Glasplatte a@@ Schutz gegen Witterungseinflässe vorgesehen.Furthermore, according to the invention, a thin air-precipitated one is maintained A glass plate a @@ protection against the elements in the air gap above the cover plate intended.

Diese Glas- oder auch transparents Kunststoffplatte sichert die strahlungsabsorbierende Metalleberfläche vor Verschmutzung und Minderung ihres Wirkungsgrads. Außerdem bildet sich zwischen Deckplatte und Glasplatte ein wärmeisolierendes Luftpolsten in dem bis zu einem gewissen Maße auch noch Streustrahlung in Wärme umgesetzt wird.This glass or transparent plastic plate ensures the radiation-absorbing Metal surface from contamination and reduction in its efficiency. It also educates There is a heat-insulating air cushion in the between the cover plate and the glass plate To a certain extent, scattered radiation is also converted into heat.

Da die Deckplatte starken wärmedilatorischen Einflüssen ausgesetzt ist, können zur Entlastung ihrer randseitigen dauerelastischen Abdichtung auf ihrer Oberfläche Dechnungssicken oder Rillen angebracht sein, und zwar vorzugsweise parallel zueinander und quer zu den Abstandserhöhungen.Because the cover plate is exposed to strong heat-dilatory influences is, can to relieve their edge-side permanently elastic seal on their Surface beading or grooves should be attached, preferably parallel to each other and across the distance increases.

Diese erhöhen im übrigen durch die Bildung vin Querverbindungen die Durchwirbellung in den kanälen.Incidentally, these increase through the formation of cross-connections Vortex in the canals.

Eine unter den genannten Wärmebeanspruchungen der Deckplatte besonders einfache und doch dauerhafte Abdichtung der Deckplatten kann darin bestehen, daß die Deckplatten nale ihren Rändern zur Grundplatte hin abgebogen und unmittelbar am Rand ein kurzes Stück in leichter Abrundung wieder nach außen abgekröpft sind, daß die Randkröpfungen in einer außerhalb der Randabstützungen vorgesehenen, der Form, der Ränder der Deckplatte angepaßten Rundumnut angeordnet sind und diese Nut mit einer elastischen Dichtung derart versehen ist, daß an der jeweils der Randabstützung gegenüberliegenden Flanke der Nut eine dichte Verbindung zwischen dieser Nutflanke und der Dichtung besteht, wäh rend an der von der Außenseite einer Randabstützung gebildeten Nutflanke die Dichtung fest mit dem abgekröpften Randbereich der-Deckplatte verbunden ist, wobei sowohl der Boden der Nut als auch die Randkröpfung im Querschnitt aufeinander angepasste Rundkehlenform besitzen und die halbrunde Randkröpfung bis zum Ubergang des halbrunden Nutbodens in die der Randabstützung gegenüberliegende gerade Flanke der Nut reicht.One of the above-mentioned thermal loads on the cover plate in particular simple yet permanent sealing of the cover plates can consist in that the cover plates nale their edges bent towards the base plate and immediately on the edge a short piece in a slight rounding are angled outwards again, that the edge crankings provided in an outside of the edge supports, the Shape, the edges of the cover plate adapted round groove are arranged and this groove is provided with an elastic seal such that on each of the edge support opposite flank of the groove a tight connection between this groove flank and the seal is made while on the outside of an edge support The groove flank formed tightly with the cranked edge area of the cover plate is connected, both the bottom of the groove and the edge crank in cross section have a rounded fillet shape adapted to each other and the semicircular edge cranking up to to the transition from the semicircular groove bottom to the one opposite the edge support straight flank of the groove is sufficient.

Die Einfachheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw.The simplicity of the device according to the invention or

des zugehörigen Verfahrens ergibt sich wegen der vergleichsweise niedrigen Betriebstemperatur sowohl im Rohrleitungssystem als auch durch Verwendung von Paraffin als Speichermittel in der Kombination, daß dementsprechend die Wandung des Speicherbehälters aus Kunststoff bestehen kann.of the associated process results because of the comparatively low Operating temperature both in the pipeline system and through the use of paraffin as a storage means in the combination that accordingly the wall of the storage container can be made of plastic.

Dieser Behälter ist auf einfachste Weise wärmeisolierend herstellbar, wenn die Wandung aus Jeweils einer mit Abstandsprofilen versehenen Außenschale und einer darin eingepaßten Innenschale besteht, deren Zwischenraum mit wärmeisolierendem Material gefüllt ist.This container can be produced in the simplest way so that it is heat-insulating, if the wall consists of an outer shell provided with spacer profiles and an inner shell fitted therein, the space between which is covered with heat-insulating Material is filled.

Da Paraffin eine gegenüber Wasser (0,21 statt 0,5) deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit besitzt, ist es zur Beschleunigung des Wärmeübergangs notwendig, daß die Wärmeaustauscherrohre mit sich in das Wärme speicherrittel laleflenartig hineinerstreckenden Wärme tauB oherflächen versehen sind, welche z.B. aus dünnen Kupferlamellen oder Kupferdrahtgeweben bestehen können.Since paraffin is significantly lower than that of water (0.21 instead of 0.5) Has thermal conductivity, it is necessary to accelerate the heat transfer, that the heat exchanger tubes with themselves in the heat storage rittel laleflenartig heat extending into it are which e.g. consist of thin copper lamellas or copper wire mesh.

Aufgrund der erfindungsgemäß niedrigen Betriebstemperatur kann aber auch sogar die Behälterwandung des Warmwassererhitzers aus Kunststoff hergestent sein, und zwar mit praktisch den gleichen Formaten und nach gleicher Art wie die Speicherbehälter.However, due to the low operating temperature according to the invention even the container wall of the hot water heater is made of plastic in practically the same formats and in the same way as the Storage tank.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn innerhalb des Behälters des Warmwassererhitzers ein Innenbehälter mit einem im Vergleich zum Behälter erheblich geringeren Volumen vorgesehen ist, in den die Zufuhr des warmen Kreislaufwassers vom Wärmespeicher her mündet. Dabei können ferner die Wärmetauscherrohre zur Entnahme der Wärmeenergie innerhalb des Innenbehälters und im Gegenstrom zur Zufuhr an Kreislaufwärme angeordnet sein0 Auf diese Weise kommt das im Warmwassererhitzer zu erwärmende Nutzwärmewasser stets mit dem wärmeren Wasser des Kreislaufzuflusses in Berührung, und zwar vorzugsweise auch besonders im oberen Teil des Warmwassererhitzers.In addition, it is advantageous if inside the tank of the hot water heater an inner container with a considerably smaller volume compared to the container is provided in which the supply of warm circulating water from the heat storage flows here. The heat exchanger tubes can also be used to extract the thermal energy arranged inside the inner container and in countercurrent to the supply of circulatory heat sein0 This is how the useful heat water to be heated in the hot water heater comes always in contact with the warmer water of the circulatory inflow, preferably also especially in the upper part of the hot water heater.

Eine für Warmwasserspeicher besonders geeignete Abdichtung zwischen Deckel und Unterteil kann darin bestehen, daß Deckel und Unterteil des Behälters mit ggf. schraubenverbundenem Außenflansch versehensind und daß an den aufeinanderliegenden Flächen der Wandungen eine zusätzliche Preßdichtung vorgesehen ist, indem die Auflagefläche des Dekkels einen um die gesamte Dichtungsfläche herumlaufenden hervorstehenden Randkragen aufweist, welcher in eine in der Auflagefläche des Unterteils des Behälters eingeformte entsprechende Nut formschlüssig eingreift, wobei die radial äußeren Flanken des Randkragens und der Nut eine flachere Steigung besitzen als die innen liegenden Flanken und die Preßdichtung von der Auflage fläche bis zum Grund der Nut an der innenliegenden Flanke angeordnet ist.A seal between the Lid and base can consist of the lid and base of the container with possibly screw-connected outer flange and that on the one on top of the other Areas of the walls an additional press seal is provided by the support surface of the lid a protruding one running around the entire sealing surface Has edge collar, which in one in the support surface of the lower part of the container molded corresponding groove engages positively, the radially outer Flanks of the edge collar and the groove have a flatter slope than the inside lying flanks and the Press seal from the support surface up is arranged at the bottom of the groove on the inside flank.

Sinkt die Temperatur der Kreislaufflüssigkeit unter einen bestimmten Minimalwert ab, dann kann - vorzugsweise als Nachtstrom - eine Fremdzusatzbeheizung erfolgen.If the temperature of the circulating fluid falls below a certain level Minimum value, then an external additional heating can be used - preferably as night power take place.

Mit der aus dem Warmwassererhitzer entnehmbaren Wärme kann in erster Linie die Warmwasserversorgung normaler Haushalte gewährleistet werden, wobei für einen vier- oder fünfköpfigen Familienhaushalt in München schon eine nur ca. 25 m2 große Fläche an Energiekollektoren ausreichend ist.With the heat that can be extracted from the hot water heater, in the first place Line the hot water supply of normal households can be guaranteed, whereby for a family household of four or five in Munich is only about 25 m2 area of energy collectors is sufficient.

In der Regel kann die erfindungsgemäße Anlage auch als eine Zusatzheizung - an kühlen Sommertagen, in der über gangszeit o.dgl. - dienen, so daß die Wirtschaftlichkeit ihren Einsatz insbesondere bei der beschriebenen Einfachheit der Konstruktion voll rechtfertigt.As a rule, the system according to the invention can also be used as an additional heater - on cool summer days, in the transition period or the like. - serve so that economy their full use, especially given the described simplicity of construction justifies.

Letzten Endes ist auch der Betrieb einer Kaltdampfturbine mit Generator (mit Schwefelkohlenstoff - CS2-) möglich.Ultimately, it is also the operation of a cold steam turbine with a generator (with carbon disulfide - CS2-) possible.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert, Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Arbeitsstellung zur Wärmegewinnung, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch in ihrer Arbeitsstellung aus einem Wärme speicher, Figv 3 eine Draufsicht von oben auf einen Satz erfindungsgemäßer Elemente zur Umwandlung der Sonneneinstrahlung in Wärme, Fig. 4a einen Längsschnitt durch ein Einzelelement der Einrichtung gemäß Fig. 3, Fig. 4b einen Längsquerschnitt durch ein Einzelelement der Einrichtung gemäß Fig. 3 (Schnitt A-A von Fig. 4a), Fig. 4c eine quer zur Längserstreckung eines Einzelelements nach Fig. 3 verlaufende Querschnittsdarstellung (Schnitt B-B von Fig. 4a), Fig. 5 und 6 eine stark vergrößerte Teilschnittdarstellung durch Randabschnitte der in den Fig. 4b und 4c wiedergegebenen Querschnittsdarstellungen, Fig. 7 einen lotrechten Längsschnitt durch eine Einheit eines erfindungsgemäßen Wärmespeichers gemäß Fig. 1 und 2, Fig. 8 einen lotrechten Querschnitt durch die Wärmespeichereinheit nach Fig. 7, Fig. 9 einen waagerechten Querschnitt durch eine Wärmespeichereinheit gemäß Fig. 7, Fig. 10 einen lotrechten Längsschnitt durch einen Warmwassererhitzer nach den Fig. 1 oder 2, Fig. 11 einen lotrechten Querschnitt durch einen Warmwassererhitzer gemäß Fig. 10, Fig. 12 einen horizontalen Querschnitt durch einen Warmwassererhitzer gemäß Fig. 11, Fig. 13 eine ausschnittsweise Vergrößerung des Verkhlußbereichs gemäß Ausschnitten C' in Fig. 7 und 10 eines Wärmespeichers bzw. eines Warmwassererhitzers und Fig. 14 eine Ansicht der ausschnittsweisen Vergrößerung nach Fig. 13, jedoch aus der Sicht des Pfeils C' in Fig. 7.The invention is illustrated below in an exemplary embodiment explained in more detail by drawings, in which: FIG. 1 shows a schematic representation the device according to the invention in its working position for heat generation, Fig. 2 shows a schematic representation of the device according to FIG. 1, but in its working position from a heat storage, Figv 3 is a plan view from above of a set of the invention elements for converting solar radiation into heat, Fig. 4a is a longitudinal section through an individual element of the device according to FIG. 3, FIG. 4b through a longitudinal cross-section an individual element of the device according to FIG. 3 (section A-A of FIG. 4a), FIG. 4c a cross-sectional view running transversely to the longitudinal extent of an individual element according to FIG. 3 (Section B-B of Fig. 4a), Figs. 5 and 6 show a greatly enlarged partial sectional view by edge sections of the cross-sectional representations shown in FIGS. 4b and 4c, 7 shows a vertical longitudinal section through a unit of a device according to the invention Heat accumulator according to FIGS. 1 and 2, FIG. 8 shows a vertical cross section through the Heat storage unit according to FIG. 7, FIG. 9 shows a horizontal cross section through a Heat storage unit according to FIG. 7, FIG. 10 shows a vertical longitudinal section through a Hot water heater according to FIGS. 1 or 2, FIG. 11 shows a vertical cross section through a hot water heater according to FIG. 10, FIG. 12 shows a horizontal cross section by a hot water heater according to Fig. 11, 13 shows a section Enlargement of the closure area according to sections C 'in FIGS. 7 and 10 of a heat accumulator or a hot water heater and FIG. 14 is a view of the enlarged detail according to FIG. 13, but from the point of view of the arrow C 'in FIG. 7.

Gemäß Fig. 1 ist auf der Oberfläche eines vorzugsweise schrägen Daches 2 eines Gebäudes 1 ein Energiekollektor 3 angebracht, welcher gemäß den Pfeilen A der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Ein solcher Energiekollektor sollte vorzugsweise an Südseiten derartiger Dächer 2 oder aber sowohl an einer Ost- als auch einer Westseite vorgesehen sein, während die Anbringung auf einer nach Norden liegenden Dachseite vermieden werden muß.According to Fig. 1 is on the surface of a preferably sloping roof 2 of a building 1 an energy collector 3 attached, which according to the arrows A is exposed to direct sunlight. Such an energy collector should preferably on the south side of such roofs 2 or both on an east and also be provided on a west side, while mounting on one facing north lying roof side must be avoided.

Der Energiekollektor 3 besteht aus einer Vielzahl von Elementen 4 zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme, welche zur Ableitung der aufgenommenen Energie von einer Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem Gefrierschutz bis zu -23°C versehenem Wasser, durchströmt werden und an eine Rohrleitungseinrichtung zur Übertragung der Wärmeenergie ins Innere des Gebäudes 1 angeschlossen sind.The energy collector 3 consists of a large number of elements 4 to absorb and convert solar energy into heat, which is used to dissipate the absorbed energy by a liquid, preferably with an anti-freeze down to -23 ° C provided water, are flowed through and to a pipeline device for the transfer of thermal energy into the interior of the building 1 are connected.

Uber Verbindungsleitungen 24 und 25 ist der Energiekollektor 3 in Strömungsrichtung zunächst mit einem Wärmespeicher 6 verbunden, von dem aus über eine weitere Verbindungsleitung 22 ein Warmwassererhitzer in Reihe in den Kreislauf eingeschaltet ist, welcher über eine Umlaufpumpe 10 (Leistungsaufnahme z.B.OE PS) und eine letzte Verbindungsleitung 23 mit dem anderen Ende des Energiekollektors 3 in Verbindung steht. Zu diesem Kreislauf gehört ferner ein Druckausgleichbehälter 19 sowie eine nicht gesondert dargestellte Entlüftung.The energy collector 3 is connected via connecting lines 24 and 25 Direction of flow initially connected to a heat accumulator 6, from which over another connecting line 22 a hot water heater in series in the circuit is switched on, which is supplied via a circulation pump 10 (power consumption e.g. OE PS) and a last connection line 23 to the other end of the energy collector 3 communicates. This circuit also includes a pressure equalization tank 19th as well as a ventilation not shown separately.

In Kreislaufrichtung nach der Umlaufpumpe 10 ist in den Kreislauf mittels eines Umsteuerventils 12 (Motorventil) eine Einrichtung 9 eingeschaltet, mit der der Wärmespeicher 6 und der Warmwassererhitzer 7 in einen vom Energiekollektor unabhängigen Kreislauf umsteuerbar ist, und zwar über eine Umgehungsleitung 11.In the circuit direction after the circulation pump 10 is in the circuit a device 9 is switched on by means of a reversing valve 12 (motor valve), with which the heat accumulator 6 and the hot water heater 7 in one of the energy collector independent circuit can be reversed via a bypass line 11.

Das Umsteuerventil 12 wird automatisch von einer Meß- und Regelekrichtung 13 in Abhängigkeit einer kombinierten Lichtmessung durch einen Lichtfühler 14 (z.B. Fotozelle) und einen Temperaturfühler 15 betätigt, welcher die Temperatur in einem Luftspalt im Energiekollektor mißt. Das Umsteuerventil 12 wird nur dann auf Umsteuerung über die Umgehungsleitung 11 betätigt, wenn beide Meßwerte zusammen in einem jeweils bestimmten Meßbereich liegen. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Kreislauf über den Energiekollektor 3 geleitet wird, wenn dessen Temperatur gemäß dem Temperaturfühler 15 zwar noch ausreichend, jedoch die Sonneneinstrahlung gemäß dem Lichtfühler 14 bereits nicht mehr ausreichend ist.The reversing valve 12 is automatically controlled by a measuring and regulating device 13 as a function of a combined light measurement by a light sensor 14 (e.g. Photo cell) and a temperature sensor 15 is operated, which the temperature in one Measure the air gap in the energy collector. The reversing valve 12 is only switched to reversing actuated via the bypass line 11 when both measured values together in one respectively certain measuring range. This prevents the circulation is passed through the energy collector 3 when its temperature according to the temperature sensor 15 is still sufficient, but the solar radiation according to the light sensor 14 is no longer sufficient.

Auf diese Weise verhindert die Meß- und Regeleinrichtung 13, daß die im Speicher 6 im Lauf einer Zeit der Sonneneinstrahlung gespeicherte Wärme über den Energiekollektor 3 verlore eht, wenn keine Sonneneinstrahlung mehr vorliegt.In this way, the measuring and regulating device 13 prevents the in the memory 6 in the course of a period of solar radiation stored heat the energy collector 3 lost when there is no more solar radiation.

Bei normaler Sonneneinstrahlung auf den Energiekollektor 3 wird die in den Elementen 4 aus der Sonnenenergie gebildete Wärme mittels des Wassers als Transportmittel im Kreislauf zunächst zum Wärmespeicher 6 transportiert, so daß sich der Wärmespeicher 6 bis zu einem bestimmten festgesetzten Wert aufladen kann. Der Kreislauf setzt sich nach dem Wärmespeicher 6 zum Einlauf des Warmwassererhitzers 7 fort, in welchem über einen Wärmetauscher 8 dem Kreislaufwasser diejenige Wärmeenergie entzogen wird, die innerhalb des Gebäudes genutzt werden soll. Dafür können verschiedene Kreisläufe, z.B. 8' und 8", vorgesehen sein. Normalerweise entzieht also der Wärmespeicher 6 dem Kreislauf zunächst so lange Wärme, bis er das Maximum seiner Speicherung erreicht hat. Danach bildet er einen auch in sonnenfreien Zeiten ausreichenden Puffer, um die Wärmeenergiegewinnung über den Warmwassererhitzer 7 und dessen Wärmetauscher 8 kontinuierlich zu gewährleisten.With normal solar radiation on the energy collector 3, the Heat formed in the elements 4 from solar energy by means of the water as Transport means in the circuit initially transported to the heat accumulator 6, so that the heat accumulator 6 can be charged up to a certain fixed value. The circuit continues after the heat accumulator 6 to the inlet of the hot water heater 7 continued, in which via a heat exchanger 8 to the circulating water the heat energy that is used within the building is withdrawn target. Different circuits, e.g. 8 'and 8 ", can be provided for this. Normally So the heat accumulator 6 initially withdraws heat from the circuit until it has reached the maximum of its storage. Then he also forms one in sun-free Sufficient buffer times to generate heat energy via the hot water heater 7 and its heat exchanger 8 to ensure continuous.

Um in Zeiten hohen Energieeinfalls und vergleichsweise geringer Energieentnahme eine Überhitzung des Systems zuverlässig auszuschalten, ist eine Einrichtung 16 zum Kühlen des Kreislaufsystems vorgesehen, durch die auf die Messung eines Temperaturfühlers bei Erreichen einer maximalen Sicherheitstemperatur über eine Umsteuereinrichtung 17 7 eine Kühleinrichtung 18, beispielsweise mit Ventilator und Kühlrippen, eingeschaltet werden kann.To in times of high energy input and comparatively low energy consumption A device 16 is to reliably switch off overheating of the system provided for cooling the circulatory system, due to the measurement of a temperature sensor when a maximum safety temperature is reached via a reversing device 17 7 a cooling device 18, for example with a fan and cooling fins, switched on can be.

Während also Fig. 1 die Arbeitsweise des Systems bei Aufnahme von Sonnenenergie zeigt, erfolgt gemäß Fig. 2 bei mangelndem Sonneneinfall die Energiezufuhr zum Warmwassererhitzer 7 ausschließlich aus den Wärmespeichern 6. Als Temperatur des Kreislaufwassers Is/ein etPiebsbereich bis maximal etwa 60 °C vorgesehen, welcher für die normalen Nutzungsarten innerhalb eines Einfamilienhauses völlig ausreicht, Der Wärmespeicher 6 ist aus mehreren parallel zueinander geschalteten Einheiten 20 aufgebaut, welche mit Paraffin als Wärmespeichermittel gefüllt sind. Paraffin eignet sich im angegebenen Temperaturbereich für die Wärmespeicherung besonders, weil sein Schmelzbereich zwischen 52 - 540C liegt, so daß bei Durchleiten des erhitzten Kreislaufwassers das innerhalb der Behälter befindliche Paraffin bis zum Erreichen eines Maximalwerts von zunächst 54°C unter Aufnahme von Schmelzwärme schmilzt. Bei Erreichen dieser Temperatur wird über einen Temperaturfühler automatisch durch eine Umsteuereinrichtung 21 die nächste Einheit 20 des Wärmespeichers 6 zugeschaltet, bis auch diese ihre Schmelzwärmekapazität erschöpft hat, Die spezifische Schmelzwärme von Paraffin beträgt 35 Kcal/kg, so daß jeweils Inhalte von 1200 kg je Einheit 20 etwa ausreichend für einen Tag Energiebedarf eines Vierpersonenhaushalts sind. Die Anzahl der im Baukastensystem zuschaltbaren Einheiten 20 kann dementsprechend beliebig sein. Auch die Entnahme der Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher 6 erfolgt durch entsprechende Umschaltung bei Erreichen der Verfestigungstemperatur von 52°V dadurch, daß eine Einheit nach der anderen Einheit in den Kreislauf eingeschaltet wirdo Auf diese Weise ist die Kontrolle der noch vorhandenen Speicherenergie ohne aufwendige Kalorien-Meßgeräte allein dadurch möglich, daß die Anzahl der vollen bzw. leeren Einheiten 20 bestimmt werden kann.So while Fig. 1 shows the operation of the system when recording Shows solar energy, the energy is supplied according to FIG. 2 in the absence of solar incidence to the hot water heater 7 exclusively from the heat storage tank 6. As temperature of the circulating water is / an etPiebsbereich up to a maximum of about 60 ° C is provided, which is completely sufficient for normal types of use within a single-family house, The heat accumulator 6 is made up of several units connected in parallel to one another 20 constructed, which are filled with paraffin as a heat storage medium. paraffin is particularly suitable for heat storage in the specified temperature range, because its melting range is between 52 - 540C, so that when passing through of the heated circuit water up to the paraffin located inside the container to achieve a maximum value of initially 54 ° C while absorbing heat of fusion melts. When this temperature is reached, a temperature sensor is used automatically the next unit 20 of the heat accumulator 6 is switched on by a reversing device 21, until this too has exhausted its heat of fusion, the specific heat of fusion of paraffin is 35 Kcal / kg, so that each content of 1200 kg per unit 20 the energy requirements of a four-person household are roughly sufficient for one day. the The number of units 20 that can be connected in the modular system can accordingly be arbitrary be. The removal of the thermal energy from the heat accumulator 6 also takes place by appropriate means Switching when the solidification temperature of 52 ° V is reached by the fact that a Unit after the other unit is switched on in the circuit o on this It is wise to check the remaining storage energy without expensive calorie measuring devices only possible because the number of full or empty units 20 is determined can be.

Die gemäß Fig0 3 auf einem schrägen Dach 2 angebrachten Elemente 4 eines Energiekollektors 3 werden mittels RohrS anschlüssen in einem Kreislaufwasser-Umlauf gemäß den Pfeilrichtungen B und über Anschlußleitwlgen 31 an die Rohrleitungseinrichtung 5 des Gesamtkreislaufs angeschaltet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, bilden die zusammengesetzten Elemente 4 eines Energiekollektors 3 eine zusammenhängende Dachfläche, welche eine völlig dichte Dachhaut bilden, so daß auf einer solchen Fläche keine Dachziegelbedeckung vorzuliegen braucht. Infolge der nachstehend beschriebenen hohen Wärmeisolierung der Elemente 4 bildet die von ihnen abgedeckte Dachfläche zugleich eine gute Wärmeisolierung für die darunter liegenden Dachgeschoßräume.The elements 4 mounted on a sloping roof 2 according to FIG. 3 an energy collector 3 are by means of RohrS connections in a circulating water according to the arrow directions B and via connecting guide rails 31 to the pipeline device 5 of the overall circuit switched on. As can be seen from Fig. 3, the composite Elements 4 of an energy collector 3 a contiguous roof area, which a Form completely tight roof cladding, so that no roof tiles are covered on such an area needs to be present. As a result of the high level of thermal insulation described below of the elements 4, the roof surface covered by them also forms good thermal insulation for the attic rooms below.

Die in den Fig. 5 und 6 in Teilschnitten A und B dargestellten Elemente 4 sind auf einem in einer entsprechenden Form ausgeschäumten Block aus einer Isolierung 34 angebracht, welcher genau, und zwar auch mit einem Winkel von Deckmaße der Dachziegen auf den 2° Schrägneigung auf die Normabmessungen der/ Dachsparren 32 angepaßt ist. Von außen werden die Elemente 4 durch Befestigungs- bzw.Deckleisten 33 gehalten. Im übrigen besteht ein Element 4 aus einer Grundplatte 35 aus Kunststoff, welche auf ihrer der Isolierung 34 abgewandten Seite mit einer blanken Metallfolie 49 oder einer ähnlichen Reflexionsschicht bedeckt sein kann. In diese Grundplatte 35 sind vorstehende Abstandserhöhungen bzw. Lamellen 36 eingeformt, über denen wiederum eine metallische Deckplatte 39 angeordnet ist. Diese metallische Deckplatte 39 bildet die eigentliche, das Sonnenlicht absorbierende Schicht bzw.The elements shown in FIGS. 5 and 6 in partial sections A and B. 4 are on a block of insulation foamed in a corresponding shape 34 attached, which exactly, even with an angle equal to the dimensions of the roof goats on the 2 ° inclination to the standard dimensions of the / rafters 32 is adapted. The elements 4 are held from the outside by fastening or cover strips 33. In addition, an element 4 consists of a base plate 35 made of plastic, which on its side facing away from the insulation 34 with a bare metal foil 49 or a similar reflective layer can be covered. In this base plate 35 are protruding distance increases or lamellae 36 formed over which in turn a metallic cover plate 39 is arranged. This metallic cover plate 39 forms the actual, the sunlight absorbing layer resp.

Fläche und kann aus einem ca, 0,6 - 0,8 mm dicken Aluminiumblech bestehen, welches auf seiner Oberseite durch beispielsweise Bürsten mattiert und schwarz eloxiert ist. Der Zwischenraum zwischen der Grundplatte 35 und der Deckplatte 39 dient als Durchfluß für die Flüssigkeit zum Transport der Wärmeenergie, welche sich aus der lichtabsorbierenden Wirkung der Deckplatte 39 ergibt.Surface and can consist of an aluminum sheet approx. 0.6-0.8 mm thick, which is matted and black anodized on its upper side by, for example, brushes is. The space between the base plate 35 and the cover plate 39 serves as Flow for the liquid to transport the thermal energy resulting from the light-absorbing effect of the cover plate 39 results.

Gemäß den Fig. 4a bis 4c verlaufen die Abstandserhöhungen 36, jeweils von beiden Seiten von Randabstützungen 43 ausgehend, weshselweise von der einen oder der anderen Seite eines Elements 4, wobei sie an ihrem jeweiligen Ende Enddurchlässe 38 offen lassen, so daß sich über die Fläche eines Elements 4 hinweg ein paralleles System von Kanälen 37 ergibt, durch welche Flüssigkeit im Rahmen des Wasserumlaufs B in parallelen hin- und hergehenden Strömungen unterhalb der Deckplatte 39 entlangfließt. Dabei wird die von der Flüssigkeit bestrichene Gesamtfläche der Deckplatte 39 innerhalb der Randabstützungen 43 definiert, Um die auf grund der hohen Temperaturwechselbeanspruchung der Deckplatte 39 auftretenden Ausdehnungen und Schrumpfungen der Metallplatte auszugleichen, sind (vgl. Fig. 6) Dehnungssicken 42 in der Deckplatte vorgesehen, die vorzugsweise quer zu den Abstandserhöhungen 36 verlaufen, so daß sich durch Querverbindungen zwischen den Kanälen 37 eine zusätzliche Durchwirbelung des Kreislaufwassers ergibto Oberhalb der Deckplatte 39 ist sodann mittels einer dauerelastischen Dichtung 44 eine Glas- oder auch Kunststoffplatte 40 befestigt, die u.a. zum Schutz der lichtabsorbierenden Oberfläche der Deckplatte 39 dient und zwischen der und der Glasplatte 40 ein Luftspalt 41 freigelassen ist, der einen Wärmeübergang von der Deckplatte 39 auf die nach außen schützende Glasplatte 40 unterbindet.According to FIGS. 4a to 4c, the increases in spacing run 36, respectively starting from both sides of edge supports 43, alternately from one or the other side of an element 4, with end passages at their respective ends 38 leave open so that there is a parallel over the surface of an element 4 System of channels 37 results, through which liquid in the context of the water circulation B flows along below the cover plate 39 in parallel reciprocating currents. In this case, the total area of the cover plate 39 swept by the liquid is within the edge supports 43 defined, To the due to the high temperature cycling the cover plate 39 to compensate for expansion and contraction of the metal plate, are (see. Fig. 6) Expansion beads 42 are provided in the cover plate, which are preferably run transversely to the increased spacing 36, so that by cross connections between the channels 37 there is an additional swirling of the circulating water Above the cover plate 39 is then by means of a permanently elastic seal 44 a glass or plastic plate 40 is attached, which, among other things, protects the light-absorbing Surface of the cover plate 39 is used and between the and the glass plate 40 an air gap 41 is left free, the heat transfer from the cover plate 39 to the after outside protective glass plate 40 prevents.

Der zu den Fig. 1 und 2 besprochene Temperaturfühler 15 zur Messung der Temperatur des Energiekollektors 3 ist innerhalb eines solchen Luftspalts 41 angeordnet, da die Temperatur der Luft in dem Luftspalt 41 einen brauchbaren Wert für die von der Deckplatte 39 absorbierte Lichtstrahlenenergie ergibt.The temperature sensor 15 discussed for FIGS. 1 and 2 for measurement the temperature of the energy collector 3 is within such an air gap 41 arranged because the temperature of the air in the air gap 41 is a useful value for the light beam energy absorbed by the cover plate 39.

Um den vom Wasser durchflossenen Raum der Kanäle 37 für jedes einzelne Element 4 trotz hoher Temperatur- und Ausdehnungsbeanspruchung der Deckplatte 39 zuverlässig und dauerhaft abzudichten, ist außen anschließend an die Randabstützungen 33 eine Dichtungssicke 46 vorgesehen, welche einen abgerundeten Querschnitt und mit etwas Neigung versehene Flanken aufweist. In diese Dichtungssicke hinein ist über die Randabstützungen 43 der Randbereich der Deckplatte 39 mit einer Randkröpfung 47 hineingebogen, welche sich nur etwa bis zum Boden der Dichtungssicke 46 erstreckt.To the space of the channels 37 through which the water flows for each individual Element 4 despite the high temperature and expansion stress on the cover plate 39 A reliable and permanent seal is to be made on the outside of the edge supports 33 a sealing bead 46 is provided which has a rounded cross-section and has flanks provided with a slight slope. Is in this sealing bead Via the edge supports 43, the edge area of the cover plate 39 with an edge crank 47 bent in, which extends only approximately to the bottom of the sealing bead 46.

Im übrigen ist die Dichtungssicke 46 mit einer dauerelastischen Dichtung 45 ausgegossen, so daß sicheinerseits eine unmittelbare Außendichtung 48 zwischen der Grundplatte 35 und der Dichtung 45 ergibt, während andererseits das Material der Dichtung 45 an der Seite der Randabstützungen unmittelbar mit der Deckplatte 39 verbunden ist. Auf diese Weise kann sich die Deckplatte 39 bei erhöhter Temperaturbeanspruchung unter Zusammendrückung der Dichtung 45 seit wärts ausdehnen, ohne daß die Abdichtung der Kanäle 37 gefährdet ist. Insbesondere dadurch bildet der äußere Rand der Randabköpfung ein Widerlager, um welches sich diese schwenkfähig bewegen kann, ohne sich gegenüber dem Nutboden bewegen zu können oder die Bindung der Außendichtung 48 zu beeinträchtigen.In addition, the sealing bead 46 is provided with a permanently elastic seal 45 poured out, so that on the one hand a immediate outer seal 48 between the base plate 35 and the seal 45 results, while on the other hand the material of the seal 45 on the side of the edge supports directly with the Cover plate 39 is connected. In this way, the cover plate 39 can be increased Expand the temperature stress while compressing the seal 45 sideways, without the sealing of the channels 37 being endangered. In particular thereby forms the outer edge of the edge abutment an abutment around which it can pivot can move without being able to move with respect to the groove bottom or the binding to affect the outer seal 48.

Ein in den Fig. 7 bis 9 beschriebenes Element 20 des Wärmespeichers 6 weist einen isolierten Behälter 50 mit einer Wandung 52 auf und ist mit einem Wärmespeichermittel 51, so z.B. billigem Paraffin, weitgehend angefüllt. Die Form des Behälters 50 ist zur Herstellung in Kunststoff-Formmaschinen leicht konisch. Die Wandung 52 besteht aus einer Innenschale 56 und einer Außenschale 55, in welche außen um den Behälter 50 herimYlaufende Abstandsprofile 54 eingearbeitet sind, welche Außen- und Innenschale in genau definiertem Abstand voneinander halten, während der Zwischen raum mit einem wärmeisolierenden Material 57 ausgeschäumt ist. Da das Wärmespeichermittel und auch derDurchfluß durch den Wärme speicher nur auf eine verhältnismäßig geringe Temperatur, nämlich beispielsweise 52 - 54°C, erwärmt werden, kann die Wandung 52 des Behälters vollständig aus ggf. glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.An element 20 of the heat accumulator described in FIGS. 7 to 9 6 has an insulated container 50 with a wall 52 and is with a Heat storage means 51, such as cheap paraffin, largely filled. Form the container 50 is slightly conical for manufacture in plastic molding machines. The wall 52 consists of an inner shell 56 and an outer shell 55 into which on the outside of the container 50 are incorporated spacer profiles 54 which Keep the outer and inner shell at a precisely defined distance from each other while the space between the foam is filled with a heat insulating material 57. Since that Heat storage means and also the flow through the heat storage only on one relatively low temperature, for example 52 - 54 ° C, are heated, the wall 52 of the container can be made entirely of fiberglass-reinforced plastic, if necessary exist.

Durch einen Deckel 63 hindurch ist eine Zufuhrleitung 60 und eine Auslaßleitung 61 für die im Energiekollektor 3 erwärmte Kreislaufflü.ssigkeit angebracht, welche innerhalb des Behälters 50 durch Wärmeaustauscherrohre 58 miteinander verbunden sind. Da Paraffin 51 Wärme wesentlich schlechter als Wasser leitet, sind die Wärmeaustauscherrohre zusätzlich mit Wärmetauscherflächen 59 versehen, welche aus einem Kupferdrahtgewebe oder Kupferlamellen bestehen können.Through a cover 63 is a supply line 60 and a Outlet line 61 for the circulating liquid heated in the energy collector 3 is attached, which are connected to one another within the container 50 by heat exchanger tubes 58 are. Since paraffin 51 conducts heat much more poorly than water, the heat exchanger tubes are additionally provided with heat exchanger surfaces 59, which are made of a copper wire mesh or copper lamellas.

Diese Wärmeaustauscherflächen ragen weit in das umgebende Paraffin hinein und sorgen dafür, daß die Wärmeübertragung von den Wärmeaustauscherrohren erheblich verbessert wird.These heat exchanger surfaces protrude far into the surrounding area paraffin into it and ensure that the heat transfer from the heat exchanger tubes is greatly improved.

Gemäß Fig. 8 ist die Zufuhrleitung 60 in der Mitte eines Abstandsprofils 54 angeordnet, so daß es durch von außen in die vertieften Abstandsprofile 54 eingebrachte Füllungen fest im Deckel verankert ist, wobei die Füllung 62 auch im Bereich der Abstandsprofile 54 Kältebrücken verhindert. Der Deckel 63 ist mit einem Flanschverschluß 64 auf dem Unterteil des Behälters 50 im Sinne der Fig. 13 und 14 befestigt, Der in den Fig0 10 bis 12 weidergegebene Warmwassererhitzer 7 kann wegen der relativ geringen Temperatur des Kreis laufwassers ebenfalls mit seinem Behälter aus Kunststoff hergestellt sein, und zwar nach Art und Gräße genau so und mit den gleichen Werkzeugen wie die in d!en Fig. 7 bis 9 beschriebenen Einheiten 20 des Wärmespeichers 6.According to FIG. 8, the supply line 60 is in the middle of a spacing profile 54 arranged so that it is introduced into the recessed spacer profiles 54 from the outside Filling is firmly anchored in the lid, the filling 62 also in the area of the Spacer profiles 54 prevents cold bridges. The cover 63 is provided with a flange lock 64 attached to the lower part of the container 50 in the sense of FIGS. 13 and 14, The in the Fig0 10 to 12 given hot water heater 7 can because of the relative low temperature of the circuit running water also with its plastic container be made, exactly the same in type and size and with the same tools like the units 20 of the heat accumulator 6 described in FIGS. 7 to 9.

Demgemäß bestehen der Behälter 70 und der Deckel 83 aus einer Außenschale 75 und einer Innenschale 76, welche mit rundumlaufenden Abstandsprofilen 74 in Sandwichform im Abstand voneinander gehalten werden, Dabei der Zwischenraum mit einem wärmeisolierenden Material 77 ausgeschäumt ist. Inner halb der derart aufgebauten Wandung 72 befindet sich das im Warmwassererhitzer verweilende Wasser 71 des Kreislaufwassers, welches nur unter geringem Druck, nämlich praktisch nur dem Steigdruck des Gesamtsystems, steht.Accordingly, the container 70 and the lid 83 consist of an outer shell 75 and an inner shell 76, which with circumferential spacer profiles 74 in sandwich form be kept at a distance from each other, doing the space with a heat insulating Material 77 is foamed. Inner half of the wall 72 constructed in this way is located the water 71 of the circulating water that remains in the hot water heater, which only under low pressure, namely practically only the rising pressure of the entire system, stands.

Vorzugsweise im Oberteil des Behälters 70 befindet sich ein beispielsweise langgestreckter Innernbehälter 73, in dem die Wärmeaustauscherrohre 78 zur Ertnahme der zur Nutzung verwendeten Wärme aus dem Warmwassererhitzer angeordnet sind.Preferably in the upper part of the container 70 there is one, for example elongated inner container 73, in which the heat exchanger tubes 78 for inclusion the heat used for use from the hot water heater are arranged.

Über die Zufuhrleitung 80 und eine Auslaßleitung- 81 sind die innerhalb des Gebäudes 1 angeschlossenen Wärneverbrauchs stellen mit den Wärmeaustauscherrohren 78 verbunden.Via the supply line 80 and an outlet line 81 are the inside of the building 1 connected to the heat consumption with the heat exchanger pipes 78 connected.

Das über den Einlaß 86 vom Wärmespeicher zum Warmwassererhitzer gelangende Heißwasser wird in Gegenstromrichtung zu den Wärmeaustauscherrohren 78 durch den Innenbehälter 73 geleitet, so daß sich die Wärmeaustauscherrohre stets im höchsten Temperaturbereich befinden. Das Kreislaufwasser gelangt durch einen Auslaß 88 in den übrigen Innenraum des Behälters 70 und wird aus diesem über eine Abzugleitung 85 via Umwälzpumpe 10 zum Energiekollektor 3 weiterbefördert.That coming through the inlet 86 from the heat accumulator to the hot water heater Hot water is countercurrent to the heat exchanger tubes 78 through the Inner container 73 passed so that the heat exchanger tubes are always in the highest Temperature range. The circulating water enters through an outlet 88 the rest of the interior space of the container 70 and is made from this via a discharge line 85 conveyed onward to the energy collector 3 via the circulation pump 10.

Die Abstandsprofile 74 sind zur Vermeidung von Kältebrücken mit einer äußeren Füllung 82 aus wärmeisolierendem Material gefüllt.The spacer profiles 74 are to avoid cold bridges with a outer filling 82 filled from heat insulating material.

Um außergewöhnliche Zeiten hoher Wärme entnahme oder geringen Sonnenenergieangebots zu überbrücken, ist es zusätzlich möglich, das Wasser 71 innerhalb des Behälters 70 mittels einer elektrischen Zusatzheizung, mit beispielsweise 8 KW und unter Nachtstromanschluß fremd zu erwärmen.About extraordinary times of high heat extraction or low solar energy supply to bridge, it is also possible to keep the water 71 inside the container 70 by means of an additional electrical heater, for example with 8 KW and with a night power connection to heat foreign.

Sämtliche Anschlüsse befinden sich im Deckel 83, der mittels eines Verschlusses 84 am Unterteil des Behälters 70 befestigt ist.All connections are located in the cover 83, which by means of a Closure 84 is attached to the lower part of the container 70.

Der in den Fig. 13 und 14 dargestellte Verschluß des Deckels 63 bzw. 83 der Behälter 50 bzw. 70 kann eine gesonderte Preßdichtung 94 aufweisen, welche die sich berührenden Abschnitte des Deckels und des Unterteils des Behälters umso besser und stärker abdichtet je höher der Innendruck p innerhalb des Behälters ist. Dafür ist eine im Verschlußrand des Unterteils des Behälters vertiefte Dichtungsnut 90 vorgesehen, in welche ein entsprechend in die gegenüberliegende Wand des Deckels eingearbeiteter Kragen 96 formschlüssig eingreift. Die Dichtungsnut 90 und der Kragen 96 besitzen unterschiedlich geneigte Flanken, nämlich eine praktisch senkrechte Innenflanke 91 und eine mit flacherer Steigung schräg nach außen verlaufende Außenflanke 92. Zwischen der Innenflanke 91 ist eine Preßdichtung 94 angeordnet, welche mit steigendem Druck p verstärkt abdichtet, und zwar deshalb, weil der Deckel und der Unterteil des Behälters lediglich über die Verschlußflansche 93 an der Außenseite aneinandergepreßt werden und sich damit ein Hebelarm ausbildet, welcher bei einer Schwenkung im Sinne des Pfeils D' eine Bewegung der steilen Innenflanken 91 im Sinne des Pfeils D" verursacht. Der Behälter 50 bzw. 70 ist zusätzlich durch eine im Bereich der Anschlußflansche 93 vorgesehene Außendichtung 95 abgedichtet.The closure of the lid 63 and shown in FIGS. 83 of the container 50 or 70 can have a separate compression seal 94, which the touching portions of the lid and the lower part of the container all the more The higher the internal pressure p inside the container, the better and stronger the seal. For this purpose, there is a sealing groove deepened in the closure edge of the lower part of the container 90 is provided, in which a corresponding in the opposite wall of the lid Integrated collar 96 form-fitting intervenes. The sealing groove 90 and the collar 96 have differently inclined flanks, namely one practical vertical inner flank 91 and one sloping outwards with a flatter slope Outer flank 92. A compression seal 94 is arranged between the inner flank 91, which seals with increasing pressure p, namely because the lid and the lower part of the container only via the closure flanges 93 on the outside are pressed together and thus a lever arm is formed, which at a Pivoting in the direction of arrow D 'a movement of the steep inner flanks 91 in the sense of the arrow D ″. The container 50 or 70 is additionally by one in the area the connection flanges 93 provided outer seal 95 sealed.

Claims

Process for the use of heat from solar energy, thereby k e n n n shows that the light and heat radiation of the sun directly means this radiation-absorbing surfaces is converted into heat, which is obtained in the process Amount of heat is transferred to a liquid and circulated by it in a forced cycle are first fed to a heat storage tank and then to a water heater, over which the amounts of heat are used economically, after which the liquid is returned to the cycle for renewed absorption of heat.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sunlight irradiation with a light sensor and at the same time the temperature of the solar radiation absorbing surfaces are measured with a temperature sensor, and that on a certain Meßvariantenkom combination of the two sensors automatically on heat storage and hot water heater limited circuit with elimination of the absorbent Flat is switched.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in parallel units of the heat accumulator connected to one another are each individually in the circuit be switched on, when the upper target heat capacity of a unit is reached another unit is automatically switched on in the circuit and when it is reached the other units correspond to the lower target heat capacity of a unit be switched on successively in the cycle.

4. Device for the use of heat from sunlight energy for implementation of the method according to one of claims 1 to 3 with one of the solar radiation exposed energy collector and a device for transmitting the energy into the interior of a building, by the fact that the energy collector (3) elements (4) for absorbing and converting sunlight energy into heat as well a pipeline device (5) in contact therewith for discharging the received Heat and its transfer into the interior of the building Heat energy absorbing liquid is flowed through, and that in the pipeline device a heat storage tank (6) and a hot water heater g7) with a heat exchanger (8) are switched on in a cycle.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the energy collector (3), the heat accumulator (6) and the hot water heater (7) in the circuit (22, 23, 24, 25) are connected in series.

6. Vorrichttung according to claim 4 or 5 "characterized in that the circuit (22S 23, 24, 25) with a circulation pump (10) is under forced circulation.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that a device (9) is provided with which the heat accumulator (6) and dz the Hot water heater (7) in a circuit independent of the energy collector (3) (22, 11, 25) are reversible.

8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that that the liquid is water, preferably water provided with antifreeze, is.

9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that that the device (9) for UmsteuerunS3; on an independent cycle one Bypass line (11) in front of the energy collector (3), which is controlled by a reversing valve (Motor valve 12) optionally by means of an automatic controlled by the incidence of sunlight Measuring and regulating device (13) can be actuated.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the measuring and control device (13) a light sensor (14) and a temperature sensor (15) the light sensor (14), e.g. a photocell, the incident sunlight and the temperature sensor measures the temperature of the heat-absorbing elements (4), and the measuring and regulating device is responsive to the combination of both measured variables is.

11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that that in the circuit (24, 11, 23) a device (16) for cooling the circuit installed in the event of overheating.

12. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the heat accumulator (6) is divided into several units (20) connected in parallel and has an automatic reversing device (21) with which only a unit (20) can be switched into the circuit, the reversing device to a certain lower or upper temperature value of the previous one activated storage unit responds, depending on whether the next heat memory is full or empty.

13. Device according to one of claims 3, 4 or 12, characterized in that that the heat accumulator (6) or its individual units (20) filled with paraffin are.

14. The device according to claim 4, characterized in that the elements (4) for absorbing and converting sunlight energy into heat as interconnectable sets Individual elements are designed as prefabricated / parts.

and adjusted to standard dimensions 15. Device according to claim 14, characterized in that the elements (4) each have a base plate (35) with a waterproof cover plate (39) attached above it at a certain distance made of metal and each with an inlet and outlet for the circulating fluid are and that the cover plate with a sunlight absorbing layer or Area is provided.

16. The device according to claim 15, characterized in that the Cover plate (39) made of thin, but stiff, at least brushed matt on its outside and black or dark anodized aluminum.

17. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that that from the base plate (35) to the cover plate (39) raised spacing increases (36) are provided, which are arranged parallel to one another and alternately from opposite edge supports (43) begin the area of the elements (4) divide into channels (37), with between two parallel channels (37) end passages (38) are recessed.

18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized in that that above an air-filled thin air gap (41) above the cover plate (39) a transparent plastic or / glass plate (40) as protection against the weather is provided.

19. Device according to one of claims 15 to 18, characterized marked, that over the surface of each cover plate (39) expansion beads (42) are attached, and although preferably parallel to one another and transversely to the increased spacing (36).

20. Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that that the cover plates (39) bent down near their edges to the base plate (35) and Immediately at the edge a short piece in a slight rounding off to the outside again are (edge crank 47) that the edge cranks (47) in one outside of the edge supports (43) provided, the shape of the edges of the cover plate adapted all round groove (sealing bead 46) are arranged and that this groove with an elastic seal (45) in such a way is provided that on the respective edge support (43) opposite flank the groove a tight connection (outer seal 48) between this groove flank and the seal (45) consists, while on the outside of an edge support (43) formed groove flank firmly with the cranked edge area of the seal Cover plate is connected, with both the bottom of the groove and the edge crank in cross-section auro one another; the most opaque round fillet shape bonitzon and the semicircular Randkröpfun up to the transition the semicircular Nutbodona in dio dor Randabstützug rogenÜboriicgondo p; oralo Iplanko the groove extends.

21. Device according to one of claims 4, 5, 6 or 12, characterized characterized in that the heat storage device (6) is filled with a heat storage means (51) is, whose melting or liquefaction point is between about 40 ° to 150 ° C, preferably between 50 ° - 60 ° C.

22. The device according to claim 21, characterized by the combination, that the wall (52) of the thermally insulated container (50) consists of plastic.

23. The device according to claim 22, characterized in that the Wall (52) each made of one with spacer profiles (54) provided Outer shell (55) and an inner shell (56) fitted therein, the intermediate space is filled with heat insulating material (57).

24. Device according to one of claims 21 to 23, characterized in that that the heat exchanger tubes (58) with them in the heat storage means (51) lamellar extending heat exchanger surfaces (59) are provided.

25. Device according to one of claims 4, 5 or 7, characterized in that that the wall (72) of the heat-insulating container (70) of the hot water heater (7) is made of plastic0

26. The device according to claim 25, characterized in that that the wall (72) consists in each case of an outer shell provided with spacer profiles (74) (75) and an inner shell (76) fitted therein, the space in between with heat insulating material (57) is filled.

27. The device according to claim 25 or 26, characterized in that that inside the container (70) of the hot water heater (7) an inner container (73) provided with a considerably smaller volume compared to the container (70) is, into which the supply of warm circulating water from the heat storage tank (6) opens.

28. The device according to claim 27, characterized in that the Heat exchanger tubes (78) for extracting the thermal energy within the inner container (73) and are arranged in countercurrent to the supply of circulatory heat.

29. Device according to one of the preceding claims 22, 23 and 25, 26, characterized in that the cover (63, 83) and lower part of the container (50, 70) with an outer flange (93) connected by screws, if necessary is and that on the superposed surfaces of the walls (52, 72) an additional Press seal (94) is provided by the bearing surface of the cover (63, 83) a has protruding edge collars (96) running around the entire sealing surface, which is molded into a corresponding one in the support surface of the lower part of the container Groove (97) engages positively, the radially outer flanks (92) of the edge collar and the groove have a flatter slope than the inner flanks (91) and the compression seal (94) from the bearing surface to the bottom of the groove (97) on the inner flank (91) is arranged.