DE2518926A1 - Solar energy collector and utilisation device - has sheet metal strip construction with enlarged flow medium ducts and light transmitting cover - Google Patents

Solar energy collector and utilisation device - has sheet metal strip construction with enlarged flow medium ducts and light transmitting cover

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DE2518926A1 DE19752518926 DE2518926A DE2518926A1 DE 2518926 A1 DE2518926 A1 DE 2518926A1 DE 19752518926 DE19752518926 DE 19752518926 DE 2518926 A DE2518926 A DE 2518926A DE 2518926 A1 DE2518926 A1 DE 2518926A1
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Abstract

A collector for utilisation of solar energy, is constructed from two or more sheet metal strips (1, 2) having similar or identical depressions running along their longitudinal axes. The collector also has an expanded or enlarged region (3, 4) running lateral to its longitudinal direction. The depressions and enlarged regions (3, 4) together form ducts running through the sheet metal strips (1, 2). The sheet metal strips (1, 2) are welded, brased or soldered together. The entire collector has a light transmitting coating running along the side directed towards the sun.

Description

Kollektor zur Gewimlung von Sonnenenergie Die wirtschaftliche Ausnützung der Sonnenenergie erfordert Kollektoren, die mit geringem Werkstoffau4Mand vollmechanisch herstellbar, leicht transportabel und mit geringem Zeit- und Personalaufwand betriebsfertig montiert werden können. Collector for winding solar energy The economic use solar energy requires collectors that are fully mechanical with little material manufacturable, easily transportable and ready for operation with little expenditure of time and personnel can be mounted.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß ein solcher Kollektor aus zwei oder mehreren Blechbändern, die in ihrer Längsrichtung eine gleichartige Wellung aufweisen, und quer zu ihrer Längsrichtung Auswölbungen besitzen, die beim Zusammenfügen der Blechbänder Kanäle bilden, besteht.This is achieved according to the invention in that such a collector made of two or more sheet metal strips that are of the same type in their longitudinal direction Have corrugation, and have bulges transversely to their longitudinal direction, which when Joining the sheet metal strips together to form channels.

Weitere Gegenstände der Erfindung sind: daß die Verbindung der mittels ihrer gleichartigen Wellung ineinandergreifenden Blechbänder durch metallische Verschweissung oder Lötung erfolgt; daß die Verbindung der mittels ihrer gleichartigen Wellung ineinandergreifenden Blechbänder durch Verklebung oder Verschweissung mittels Kunststoff-Zwischenlagen aus Folien, aufgeschmolzenem Kunststoffpulver oder aufgetragenen lackähnlichen ueberzügen erfolgt; daß die das vorbeschriebene Kollektorband umschliessenden, - auf der bestrahlten Seite lichtdurchlässigen, auf der Gegenseite der thårmedämmung dienenden -, profilierten Umhüllungen ebenfalls quer zu ihrer Längsrichtung gewellt sind; daß die lichtdurchlässigen Umhüllungen aus einem temperatur-und gegenüber der Sonnenstrahlung beständigen Kunststoff bestehen; daß die der Wärmedämmung dienenden Umhüllungen aus einem temperatur- und witterungsbeständigen Kunststoff bestehen; daß die Seiten des' Kollektorbandes von einem U-Profil aus elastischen, temperaturfesten Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit umschlossen sind; daß das Kollektorband außer seinen äußeren Umhüllungen innerhalb dieser äußeren Umhüllungen weitere Umhüllungen aus besonders temperaturfesten, lichtdurchlässigen, elastischen oder gewellten, besonders dünnen Eunststofffolien erhält; daß die Kanäle des Kollektorbandes an ihren Enden mit Mundstücken verbunden sind und eine solche dichte Verbindung zwischen dem wellrohrähnlichen Kanal und dem Mundstück ohne Verminderung des Durchflussquerschnitts durch Glättung der Wellung und Vergiessen mit einer Füllsubstanz, z.B. Gießharz, erfolgt; daß zahlreiche parallel zueinander laufende, hintereinander angeordnete Kollektorbänder auf einem Rost mit starren oder federnden Klemmen in beliebiger Schräglage befestigt sind; daß die Kanäle von zahlreichen parallel zueinander laufenden, hintereinander angeordneten Kollektorbändern am Ende und Anfang eines jeden ihrer Kanäle über Mundstücke mit gemeinsamen Sammelrohren für die Zu- und Abströmung eines zu erwärmenden Fluids verbunden sind.Further objects of the invention are: that connection by means of their similar corrugation interlocking sheet metal strips through metallic Welding or soldering takes place; that the connection of the means of their like Corrugation of interlocking sheet metal strips by gluing or welding by means of Plastic intermediate layers made of foils, melted plastic powder or applied lacquer-like coatings are made; that the above-described collector strip enclosing, - translucent on the irradiated side and the thermal insulation on the opposite side serving -, profiled casings also corrugated transversely to their longitudinal direction are; that the translucent sheaths consist of a temperature and opposite are made of plastic that is resistant to solar radiation; that the insulation is used Casings are made of a temperature and weather-resistant plastic; that the sides of the 'collector strip of a U-profile made of elastic, temperature-resistant Material with low thermal conductivity are enclosed; that the collector belt in addition to its outer sheaths, further sheaths within these outer sheaths made of particularly temperature-resistant, translucent, elastic or corrugated, receives particularly thin plastic sheeting; that the channels of the collector strip their ends with Mouthpieces are connected and have such a tightness Connection between the corrugated tube-like channel and the mouthpiece without reduction the flow cross-section by smoothing the corrugation and casting with a filling substance, e.g. cast resin, takes place; that numerous parallel running, one behind the other arranged collector strips on a grate with rigid or resilient clamps in any inclination are attached; that the channels of numerous parallel to each other running, one behind the other arranged collector belts at the end and beginning of a each of their channels via mouthpieces with common manifolds for the inlet and Outflow of a fluid to be heated are connected.

Die Erfindung werde in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise anhand der Abbildungen näher erläutert.The invention will be based on its structure and mode of operation explained in more detail in the illustrations.

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt C - D nach Fig. 2 den Aufbau des Kollektors.Fig. 1 shows in a section C - D according to FIG. 2 the structure of the collector.

In Fig. 2 ist ein Schnitt A - B nach Fig. 1 dargestellt.In FIG. 2, a section A - B according to FIG. 1 is shown.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht der Kollektor aus den gewellten Blechen (1 und 2), die mit Auswölbungen (3,4) versehen sind.As can be seen from Fig. 1 and 2, the collector consists of the corrugated Sheets (1 and 2) which are provided with bulges (3, 4).

Die beiden gewellten und ausgewölbten Bleche greifen ineinander und sind durch metalliache Lötung, Verschweissung oder durch Verklebung oder Verschweissung mittels Eunststoffzwischenlagen aus Folien, aufgeschmolzenem Kunststoffpulver oder aufgetragenen, lackähnlichen Überzügen miteinander verbunden.The two corrugated and convex metal sheets interlock and are through metallic soldering, welding or by gluing or welding by means of plastic interlayers made of foils, melted on Plastic powder or applied, lacquer-like coatings connected to one another.

Durch das Ineinandergreifen der Wellung der Blechbänder besitzen diese quer zu dem Verlauf der Wellung eine außerordentlich hohe Steifigkeit, so daß die Löt-, Schweiss-oder Klebeverbindung bei Überdruck innerhalb des gebildeten Kanals nur eine sehr geringe Festigkeitsbeanspruchung erfährt.Due to the interlocking of the corrugation of the sheet metal strips, they have transversely to the course of the corrugation an extremely high rigidity, so that the Soldered, welded or glued connection in the event of excess pressure within the channel formed experiences only a very low strength stress.

Das aus gewelltem Blech bestehende Kollektorband ist an seinen beiden Seiten von U-Profilen (5) aus elastischem, temperaturfestem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit eingefaßt.The collector strip made of corrugated sheet metal is on both of them Sides of U-profiles (5) made of elastic, temperature-resistant material with low Thermal conductivity bordered.

Weiterhin ist das Kollektorband mit seinen U-Profil-Einfassungen mit einer oder mehreren übereinander geschichteten, lichtdurchlässigenS hochelastischen oder gewellten Kunststoff-Folien (6) umhüllt.Furthermore, the collector strip with its U-profile surrounds one or more layered, translucent, highly elastic or wrapped corrugated plastic films (6).

Schliesslich wird das Kollektorband von der unteren, gewellten, der Wärmedämmung dienenden Kunststoff-Umhüllung (7) eingefaßt.Finally, the collector belt is separated from the lower, corrugated, the Thermal insulation serving plastic sheath (7) bordered.

Die obere, aus lichtdurchlässigem Kunststoff bestehende, gewellte Umhüllung (8), übergreift die untere Umhüllung (7) und bildet somit einen lichtdurchlässigen, luft- und wasserdichten Abschluß des Kollektorbandes, nach aussen. Die untere Umhüllung (7) kann auf der Innenseite eine Verschäumung (9) besitzen, die zur Verminderung der Strahlungsverluste auch noch von einer Aluminiumfolie (10) überlagert ist.The upper one, made of translucent plastic, is corrugated Cover (8), overlaps the lower cover (7) and thus forms a translucent, airtight and watertight closure of the collector strip to the outside. The lower envelope (7) can have a foam (9) on the inside to reduce the radiation losses too still overlaid by an aluminum foil (10) is.

Der Anschluß von Kollektorelementen nach Fig. 1 und 2 an die in den Zeichnungen nicht dargestellten Sammelrohre, erfolgt über Mundstücke (11), nach Fig. 2 und Fig. 3, welche letztere einen Schnitt gemäß der Linie E - F in Fig. 2 darstellt.The connection of collector elements according to FIGS. 1 and 2 to the in the Drawings, not shown header pipes, takes place via mouthpieces (11), according to 2 and 3, the latter showing a section along the line E - F in FIG. 2 represents.

Die Wellung der Kanäle ist - wie aus Fig. 2 ersichtlich - zur Vermeidung von Querschnittrverminderungen hier etwas abgeflacht und durch Vergiessen mit einer Füllsubstanz, z.B.The corrugation of the channels is - as can be seen from Fig. 2 - to avoid of cross-section reductions here somewhat flattened and by potting with a Filler, e.g.

Giessharz (12) mit dem Mundstück (11) verbunden.Cast resin (12) connected to the mouthpiece (11).

In den Fig. 4 und 5 ist die Anordnung von Kollektorbändern nach Fig. 1 und 2 auf Rosten (13) mittels starrer oder federnder Klemmen (14,15,16) dargestellt.4 and 5, the arrangement of collector strips according to FIG. 1 and 2 shown on grids (13) by means of rigid or resilient clamps (14,15,16).

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, können die auf dem Rost (13) befestigten Klemmen (15,16) auch verschiedene Höhen aufweisen, so daß die Kollektorelemente gegenüber dem Rost eine Winkelneigung erhalten.As can be seen from Fig. 5, can be attached to the grate (13) Terminals (15, 16) also have different heights, so that the collector elements obtained an angle inclination in relation to the grate.

Gemäß der Erfindung köXen bei Anwendung von breiteren gewellten Blechbändern (1) in diesen mehrere Auæwölbungen (3) in beliebigen Abständen voneinander eingeprägt sein, die dann zusammen mit mehreren gewellten Blechbändern (2) verlanden, mehrere Kanäle zur Wärmeabführung an das diese Kanäle durchströmende Fluid besitzen.According to the invention, wider corrugated sheet metal strips can be used (1) in these several bulges (3) embossed at any distance from each other be, which then silt up together with several corrugated sheet metal strips (2), several Have channels for heat dissipation to the fluid flowing through these channels.

Claims (11)

AnsprücheExpectations 1.T(ollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor aus zwei oder mehreren Blechbändern (1 und 2), die in ihrer Längsrichtung eine gleichartige Wellung aufweisen, und quer zu ihrer Längsrichtung Auswölbungen (3 und 4) besitzen, die beim Zusammenfügen der Blechbänder Kanäle bilden, besteht.1.T (collector for the production of solar energy, characterized by that the collector consists of two or more sheet metal strips (1 and 2) running in their longitudinal direction have a similar corrugation, and bulges transversely to their longitudinal direction (3 and 4) that form channels when the sheet metal strips are joined together. 2. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mittels ihrer gleichartigen Wellung ineinandergreifende Blechbänder (1 und 2) durch metallische Verschweissung oderlötung erfolgt.2. Collector for the production of solar energy, according to claim 1, characterized characterized in that the connection interlocking by means of their similar corrugation Sheet metal strips (1 and 2) are made by metallic welding or soldering. 3. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der mittels ihrer gleichartigen Wellung ineinandergreifenden Blechbänder (1 und 2) durch Verklebung oder Verschweissung mittels Kunststoff-Zwischenlagen aus Folien, aufgeschmolzenem Kunststoffpulver oder aufgetragenen lackähnlichen Überzügen erfolgt.3. Collector for the production of solar energy, according to claim 1, characterized characterized in that the connection of the interlocking by means of their similar corrugation Sheet metal strips (1 and 2) by gluing or welding using plastic intermediate layers made of foils, melted plastic powder or applied lacquer-like coatings he follows. 4. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das vorbeschriebene Kollektorband umachliessenden - auf der bestrahlten Seite lichtdurchlässigen, auf der Gegenseite der Wärmedämmung dienenden - profilierten tnnhüllungen (7 und 8) quer zu ihrer Längsrichtung gewellt sind.4. Collector for generating solar energy according to claims 1, 2 and 3, characterized in that they enclose the collector strip described above - translucent on the irradiated side and the thermal insulation on the opposite side serving - profiled tnhüllungen (7 and 8) corrugated transversely to their longitudinal direction are. 5. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Umhüllungen (8) aus einem temperatur- und gegenüber der Sonnenstrahlung beständigen Kunststoff bestehen.5. Collector for the production of solar energy according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the transparent sheaths (8) from consist of a temperature and solar radiation resistant plastic. 6. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie nach Ansprüchen 1,2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wärmedämmung dienenden Umhüllungen (7) aus einem temperatur-und witterungsbeständigen Kunststoff bestehen.6. Collector for the production of solar energy according to claims 1,2, 3, 4 and 5, characterized in that the sheaths used for thermal insulation (7) consist of a temperature and weather-resistant plastic. 7. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie nach Ansprüchen 1, 2, 3,.4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Eo; lektorbandes von einem U-Profil (5) aus elastischem, temperaturfesten Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit umschlossen sind.7. Collector for the production of solar energy according to claims 1, 2, 3, .4, 5 and 6, characterized in that the sides of the Eo; editor's tape from one U-profile (5) made of elastic, temperature-resistant material with low thermal conductivity are enclosed. 8. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Xollektorband außer seinen äußeren Umhüllungen weitere Umhüllungen (6) aus besonders temperaturfesten, lichtdurchlässigen, elastischen oder gewellten, besonders dünnen Eunstatoff-Bolien erhält.8. Collector for the production of solar energy according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7, characterized in that the Xollektorband besides its outer Coverings further coverings (6) made of particularly temperature-resistant, translucent, elastic or corrugated, particularly thin Eunstatoff-Bolien receives. 9. Kollektor zur Gewinnung von Soenenene.rgie nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle des Kollektorbandes an ihren Enden mit Mundstücken (11) verbunden sind und eine solche dichte Verbindung zwischen dem wellrohrähnlichen Kanal und dem Mundstück (11) ohne Verminderung des Durchflußquerschnitts, durch Glättung der Wellung und Vergiessen mit einer Füllsustanz (12) z.B.9. Collector for the production of Soenenene.rgie according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8, characterized in that the channels of the collector strip are connected at their ends with mouthpieces (11) and such a tight connection between the corrugated tube-like channel and the mouthpiece (11) without Reduction of the flow cross-section by smoothing the corrugation and potting with a filling substance (12) e.g. Gießharz, erfolgt. Cast resin, takes place. 10. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergi e nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zahlreiche parallel zueinander laufende, hintereinander angeordnete Kollektorbänder auf einem Rost (13) mit starren oder federnden Klemmen (14,15,16) parallel oder in beliebiger Schräglage zu dem Rost (13) befestigt sind.10. Collector for the production of solar energy according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9, characterized in that numerous parallel to each other running, one behind the other arranged collector belts on a grate (13) with rigid or resilient clamps (14,15,16) parallel or in any inclined position to the Grate (13) are attached. 11. Kollektor zur Gewinnung von Sonnenenergie nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle von zahlreichen parallel zueinander laufenden, hintereinander angeoneten Kollektorbändern am Ende und Anfang eines jeden ihrer Kanäle über Mundstücke (11) mit gemeinsamen Sammelrohren für die Zu- und Abströmung eines zu erwärmenden Fluids verbunden sind.11. Collector for the production of solar energy according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10, characterized in that the channels of numerous Collector strips running parallel to each other and anonized one behind the other at the end and the beginning of each of their channels via mouthpieces (11) with common manifolds are connected for the inflow and outflow of a fluid to be heated.
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