DE2535581A1 - Collector plate for solar energy - has double walled plastic plate with internal dividers forming channels for water - Google Patents
Collector plate for solar energy - has double walled plastic plate with internal dividers forming channels for waterInfo
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Abstract
Description
Sonnenenergie-Kollektor Die Erfindung betrifft Sonnenenergie-Kollektoren, welche einen plattenförmigen Teil mit einer Vielzahl von durchlaufenden Kanälen sowie Mittel zur Zu- und Abfuhr eines Strömungsmittels zu bzw. von den Kanälen aufweisen. Der Kollektor gemäß der Erfindung ist zur Benutzung in Verbindung mit anderen Wasser Heizsystemen, bei denen die Brauch-Demperatur kritisch ist, -oder als einzige Heizeinrichtung für Schwimmbecken oder andere Anwendungsgebiete gedacht, wo die Brauch-rCemperatur nicht kritisch ist. Solar energy collector The invention relates to solar energy collectors, which has a plate-shaped part with a plurality of continuous channels as well as means for supplying and removing a fluid to and from the channels. The collector according to the invention is for use in connection with other water Heating systems in which the service temperature is critical - or as the only heating device intended for swimming pools or other areas of application where the required temperature is not critical.
Der vor kurzem erfolgte starke Preisanstieg für Brennstoffe, insbesondere Erdölprodukte, und die Erkenntnis, daß die auf der Erde noch zur Verfügung stehende Menge fossiler Brennstoffe stark eingeschränkt wurde, hat dazu geführt, daß der Sonnenenergie als Energiequelle, insbesondere für Beheizungszwecke, mehr Aufmerksamkeit gewidmet wurde. Es wurden selbstvezkständlich Systeme zum Aufladen häuslicher Wasser-Heizsysteme entworfen; in einigen Ländern war es sogar möglich, derartige Wasser-Heizsysteme nur mit Sonnenenergie zu betreiben. In dem letzteren Fall wird das Wasser durch die Ultraviolett-Strahlung der Sonne erhitzt und dann dem Haus-Heizsystem zugeführt.The recent sharp rise in fuel prices, in particular Petroleum products, and the knowledge that those are still available on earth The amount of fossil fuels has been severely restricted, has led to the Solar energy as an energy source, especially for heating purposes, attracts more attention was dedicated. Systems for charging domestic water heating systems became self-evident designed; in some countries it was even possible to use such water heating systems to operate only with solar energy. By doing the latter case will Water is heated by the ultraviolet rays from the sun and then the home heating system fed.
Ein Beispiel für ein derartiges System ist die Verwendung eines Kupfer-Rohrleitungssystems, durch das Wasser gepumpt und dabei von der Sonne erhitzt wird.An example of such a system is the use of a copper piping system, is pumped through the water and heated by the sun.
Die Systeme gemäß dem Stand der Technik haben jedoch den Nachteil, daß sie die Verwendung von verhältnismäßig teuren Rohmaterialien (beispielsweise Kupfer) erforderlich machen und daß der Zusammenbau bzw. Aufbau der Systeme teuer ist, da komplizierte Schweiß- bzw. Löttechniken usw. angewendet werden müssen. Die bekannten Systeme arbeiten nach dem physikalischen Prinzip der Leitfähigkeit (daher die Verwendung von Kupfer oder anderen Edelmetallen) zur Ubertragung der absorbierten Wärme aus der Kollektor-Platte in das Wasser. Dieser Prozeß der Übertragung durch Leitung bzw. infolge der Leitfähigkeit ist thermodynamisch wenig wirksam. Es besteht infolgedessen das Bedürfnis nach einem einfachen Solar-Kollektor, der aus billigen Ausgangsmaterialien in kostensparender Technik hergestellt werden kann und außerdem nicht auf Sammelprinzipien mit geringem Wirkungsgrad beruht.However, the systems according to the prior art have the disadvantage that they use relatively expensive raw materials (e.g. Copper) and that the assembly or construction of the systems is expensive is because complicated welding or soldering techniques, etc. must be used. the known systems work according to the physical principle of conductivity (hence the use of copper or other precious metals) to transfer the absorbed Heat from the collector plate into the water. This process of transferring through Conduction or as a result of the conductivity is not very thermodynamically effective. It exists as a result the need for a simple solar collector that can be made cheap Starting materials can be produced in cost-saving technology and also is not based on low efficiency collection principles.
Zur Schaffung eines derartigen Sammlers wird nach der Erfindung ausgehend von dem eingangs erwähnten Kollektor vorgeschlagen, daß der plattenförmige Teil des Kollektors zwei relativ flache Plattenelemente umfaßt, die durch innere Wandelemente in Abstand voneinander gehalten sind, wobei die flachen Elemente und die Wandelemente die Kanäle für einen gleichmäßigen Strömungsmittel-Durchtritt bilden und einstückig durch Strangpressen eines Kunststoffes oder von Glas hergestellt sind, und daß die Mittel zur Zu- und Abfuhr des Strömungsmittels jeweils von einer Sammelkammer gebildet sind, wobei sich die beiden Sammelkammern entlang gegenüberliegender Kanten des plattenförmigen Teils erstrecken und jeweils mit allen Kanälen in Verbindung stehen. Bei dem Kollektor gemäß der Erfindung kann das Wasser oder sonstige Strömungsmittel gleichmäßig die Kanäle durchströmen, und zwar von einer Sammelkammer zur anderen. Das Wasser wird von der Sonnenstrahlung erhitzt und kann in ein Warmwassersystem eines Hauses oder sogar - bei sehr sonnigem Wetter - in das Zentralheizungssystem eines Gebäudes ohne weitere Erhitzung eingespeist werden. Zusätzlich kann die Hitze von dem Schwimmbecken (oder einem anderen Speicherbehälter) mittels einer Wärmepumpe abgezogen und in das Zentralheizungssystem eingebracht werden. Um hierbei einen maximalen Nutzen zu erzielen, müßte die Oberfläche des Schwimmbeckens od. dgl. außerhalb der Schwimm-Saison wirksam isoliert werden.To create such a collector, the starting point is the invention proposed by the collector mentioned above that the plate-shaped part of the collector comprises two relatively flat plate members, which are supported by inner wall members are kept at a distance from each other, the flat elements and the wall elements form the channels for an even flow of fluid and in one piece are made by extrusion of a plastic or glass, and that the Means for supplying and removing the fluid are each formed by a collecting chamber are, with the two collecting chambers along opposite one another edge of the plate-shaped part and each in communication with all channels stand. In the collector according to the invention, the water or other fluids flow evenly through the channels, from one collection chamber to the other. The water is heated by solar radiation and can be used in a hot water system a house or even - in very sunny weather - in the central heating system of a building can be fed in without further heating. In addition, the heat can from the swimming pool (or other storage tank) by means of a heat pump withdrawn and introduced into the central heating system. To this one To achieve maximum benefit, the surface of the swimming pool or the like would have to be outside effectively insulated during the swimming season.
Die Plattenelemente und die die Kanäle bildenden Wandelemente können aus einem thermoplastischem Polymer extrudiert werden, wobei dieses Material auch zur Herstellung der Sammelkammern verwendet werden kann. Beispiele für derartige Polymere sind Polypropylen-Polymere und -kopolymere, Polyvinylchlorid und dessen Derivate (UPVC, CpVA und modifiziertes PVC) sowie Polyäthylen, wobei erforderlichenfalls Zusätze zur Verhinderung eines Abbaus infolge der Einwirkung ultravioletter Strahlung oder erhöhter Temperatur enthalten sein können. Das Polymer ist vorzugsweise schwarz gefärbt, so daß es die Wärme besser absorbiert. Diese schwarze Färbung kann mit üblichen Techniken erreicht werden, beispielsweise durch Zusatz von Ruß zum Polymer. Es kann andererseits aus ästethischen oder sonstigen Gründen wünschenswert sein, daß das Gebilde in einer anderen Farbe als schwarz gefärbt ist, z. B. grau, obwohl natürlich der Wirkungsgrad dann nicht so groß ist wie bei schwarzer Ausführung. Eine weitere Möglichkeit, die nachstehend im einzelnen erläutert werden soll, ist die, das Strömungsmittel, insbesondere Wasser, und nicht den Kunststoff schwarz einzufärben.The plate elements and the wall elements forming the channels can be extruded from a thermoplastic polymer, this material also can be used to produce the collection chambers. Examples of such Polymers are polypropylene polymers and copolymers, polyvinyl chloride and its Derivatives (UPVC, CpVA and modified PVC) and polyethylene, with if necessary Additives to prevent degradation due to exposure to ultraviolet radiation or elevated temperature can be included. The polymer is preferably black colored so that it absorbs heat better. This black coloration can be used with conventional techniques can be achieved, for example by adding carbon black to the polymer. On the other hand, it may be desirable for aesthetic or other reasons, that the structure is colored in a color other than black, e.g. B. gray, though of course the efficiency is then not as great as with the black version. Another possibility, which is to be explained in detail below, is the, the fluid, especially water, and not the black plastic to be colored.
Eine zweckmäßige Größe für die Kollektoren ist 3 x 2 m, es können jedoch auch, falls gewünscht, größere Einheiten hergestellt werden. In der Praxis werfen jedoch größere Einheiten Probleme infolge der größenbedingten Stabilität, der Schwierigkeiten in der Handhabung usw. auf. Die Kanäle sind vorzugsweise 1 bis 7 mm dick und 2 bis 20 mm breit. Das Plattenelement, welches zur Sonne weist, sollte so dünn wie möglich sein, wobei allerdings ausreichende bauliche Stabilität zu berücksichtigen ist. Anstelle von Kanälen können auch irgendwelche anderen passenden Elemente vorgesehen sein, die gewährleisten, daß das Wasser oder sonstige Strömungsmittel gleichmäßig über den plattenförmigen Teil verteilt wird.A suitable size for the collectors is 3 x 2 m, it can however, larger units can be made if desired. In practice however, larger units pose problems due to size-related stability, handling difficulties, etc. The channels are preferably 1 to 7 mm thick and 2 to 20 mm wide. The plate element that faces the sun should be be as thin as possible, taking sufficient structural stability into account is. Instead of channels, any other suitable elements can also be provided ensure that the water or other fluid flows evenly is distributed over the plate-shaped part.
Die plattenförmigen Teile können mit Sammelkammern (zur Aufnahme und Abgabe des Strömungsmittels) mittels verschiedener Techniken verbunden werden. Beispielsweise ist bei Verwendung von Polypropylenen Wärme schweißung oder Schweißung mit heißer Luft oder heißem Stickstoff geeignet, während bei Verwendung von PVC und dessen Derivaten Schweißung oder Klebung mit Lösungsmittel-Kitten Anwendung finden kann. Beispielsweise kann Schweißen mit einem heißen Eisen oder Ultraschallstrahl verwendet werden, um die die Kanäle aufweisenden plattenförmigen Teile mit dem Flansch der Sammelkammer zu verbinden. Andrerseits wäre es auch möglich, eine komprimierte Gummi- oder Neopren-Dichtung zu verwenden, die in den Flanschen der jeweiligen Sammelkammer angeordnet ist und eine Druckabdichtung gegenüber den die Kanäle aufweisenden Teilen gewährleistet.The plate-shaped parts can be equipped with collecting chambers (for receiving and Delivery of the fluid) can be connected by means of various techniques. For example When using polypropylenes, heat welding or welding with hotter Air or hot nitrogen, while using PVC and its Derivatives welding or gluing with solvent putty can be used. For example, welding with a hot iron or ultrasonic beam can be used to the plate-shaped parts having the channels with the flange of the To connect collection chamber. On the other hand, it would also be possible to use a compressed rubber or use neoprene gasket in the flanges of the respective plenum chamber is arranged and a pressure seal with respect to the parts having the channels guaranteed.
Ein anderer Weg zur Verbindung der plattenförmigen Teile bzw.Another way of connecting the plate-shaped parts or
des plattenförmigen Teils mit den Sammelkammern besteht darin, den plattenförmigen Teil in einen Schlitz einzusetzen, der in einer zylindrischen Standard-Sammelkammer vorgesehen ist.of the plate-shaped part with the collecting chambers is the plate-shaped part to be inserted into a slot in a standard cylindrical collecting chamber is provided.
Der plattenförmige Teil kann in dem Schlitz durch Kehlschweissung entlang der Enden und Seiten des Schlitzes abgedichtet werden. Eine andere Möglichkeit ist die, einen Kitt-Kleber oder ein Klebeband auf die Verbindung zwischen dem plattenförmigen Teil und dem Schlitz aufzubringen.The plate-shaped part can be fillet-welded in the slot sealed along the ends and sides of the slot. Another possibility is that, a putty glue or tape on the connection to be applied between the plate-shaped part and the slot.
Der Kollektor gemäß der Erfindung kann zur Vorheizung des Wassers für häusliche Wasserversorgungseinrichtungen, Schwimmbecken oder industrielle Anlagen verwendet werden. Bei Verwendung zur Beheizung von Schwimmbecken können die plattenförmigen Teile mit der im allgemeinen ohnehin vorhandenen Schwimmbecken-Filteranlage verbunden werden, so daß die Filterpumpe gleichzeitig zur Umwälzung des Beckenwassers durch die plattenförmigen Teile dient. Entsprechende thermostatisch gesteuerte Ventile sorgen dabei dafür, daß die Zirkulation durch die plattenförmigen Teile nur stattfindet, wenn die Möglichkeit eines Wärmegewinns besteht. Die plattenförmigen Teile entleeren sich automatisch in das Becken, wenn sie nicht in Gebrauch sind, beispielsweise wegen des Vorhandenseins einer Wolkendecke oder wegen Dunkelheit.The collector according to the invention can be used to preheat the water for domestic water supply facilities, swimming pools or industrial plants be used. When used to heat swimming pools, the plate-shaped Parts connected to the swimming pool filter system which is generally already present so that the filter pump is used to circulate the pool water at the same time the plate-shaped parts are used. Corresponding thermostatically controlled valves ensure that the circulation through the plate-shaped parts only takes place when there is a possibility of heat gain. Empty the plate-shaped parts automatically in the pool when they are not in use, for example because of the presence of a cloud cover or because of darkness.
Bei häuslichen Anlagen wird der Kollektor im allgemeinen in Verbindung mit einem Haupt-Wasserheizsystem verwendet werden, weshalb dieser Anwendungsfall nachstehend näher erläutert werden soll.In domestic systems, the collector is generally connected be used with a main water heating system, which is why this use case will be explained in more detail below.
In Europa beträgt die Temperatur in Wasser-Steigleitungen etwa 4,5°C und es ist wünschenswert, daß das Wasser möglichst nahe bis zur Brauchtemperatur (etwa 600C) vorgeheizt wird, um die Betriebskosten für die Tauch-Heizeinrichtung zu vermindern.In Europe, the temperature in water risers is around 4.5 ° C and it is desirable that the water be as close as possible to the customary temperature (about 600C) is preheated to reduce the running costs for the immersion heater to diminish.
Das Leitungswasser wird dabei in einen Sammeltank geleitet, von wo es zu dem Kollektor entweder gepumpt wird oder unter der Schwerkraftwirkung gelangt. Das Wasser strömt durch den Kollektor und dann wieder zurück in den Sammeltank, so daß die Temperatur in dem Sammeltank so hoch steigt, wie dies die einfallende Sonnenstrahlung erlaubt. Anschließend kann das Wasser dem Haupt-Heißwasserbereitungssystem system zugeführt werden, bei dem es sich um eine Tauch-Heizeinrichtung oder ein Zentralheizungssystem handeln kann. Eine thermostatisch gesteuerte Pumpe gewährleistet, daß Wasser durch die plattenförmigen Teile zirkuliert, Wärme absorbiert und das so erhitzte Wasser in dem Tank gespeichert wird. Wenn die Sonnenstrahlung nicht mehr in der Lage ist, dem System Wärme zuzuführen, so wird über den Thermostat die Pumpe angeheizt. Um Schaden zu vermeiden, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt sinkt, kann eine von verschiedenen Methoden verwendet werden. Zum einen kann das System derart verrohrt sein, daß jedesmal dann, wenn die Pumpe abgeschaltet wird, das System bis unter Dachniveau leerläuft.The tap water is fed into a collection tank from where it is either pumped to the collector or gets under the action of gravity. The water flows through the collector and then back into the collection tank, so that the temperature in the collection tank rises as high as the incident one does Solar radiation allowed. The water can then be fed to the main hot water system system where it is an immersion heater or a central heating system. A thermostatically controlled pump ensures that water circulates through the plate-shaped parts, absorbs heat and the water thus heated is stored in the tank. When the sun's rays is no longer able to supply heat to the system, the thermostat is used the pump is heated up. To avoid harm when the temperature is below freezing one of several methods can be used. For one thing, it can The system must be piped in such a way that every time the pump is switched off, the system runs empty to below roof level.
Eine andere Möglichkeit ist, in einem dicht geschlossenen System ein Frostschutzmittel, z. B. Athylenglykol, zuzufügen.Another option is in a tightly closed system Antifreeze, e.g. B. ethylene glycol to add.
Schließlich besteht auch die Möglichkeit, über einen Thermostat ein Entleerungsventil zu betätigen, welches das im plattenförmigen Teil enthaltene Wasser in einen Ablauf entleert.Finally, there is also the option of using a thermostat To operate the drain valve, which the water contained in the plate-shaped part emptied into a drain.
Es ist zwar so, daß offensichtlich üblicherweise Wasser als Strömungsmittel in dem Kollektor verwendet werden wird. Es ist jedoch auch die Benutzung anderer Flüssigkeiten, ja sogar ganz allgemein anderer Strömungsmittel, insbesondere solcher mit einer hohen spezifischen Wärme, möglich, sofern dies erwünscht ist.It is true that obviously water is usually used as the fluid will be used in the collector. However, it is also the use of others Liquids, even other fluids in general, especially such with a high specific heat, possible if so desired.
Der Kollektor bzw. eine Anordnung aus mehreren Kollektoren wird im allgemeinen auf Dächern installiert werden, wo er tatsächlich die Dachziegel, falls dies gewünscht wird, ersetzen kann.The collector or an arrangement of several collectors is in the generally to be installed on roofs where he actually has the roof tiles, in case this is desired, can replace.
In nördlichen Breitenlagen sollte dabei die Anordnung nach Süden weisen und unter einem Winkel von etwa dem Breitengrad plus 100 verlaufen. Bei diesem Winkel handelt es sich um den optimalen Winkel, bei dem die Sonnenstrahlung maximal ausgenutzt werden kann. Es ist nicht erforderlich, die Anordnung bzw. den Kollektor so zu installieren, daß er nach Süden weist; ist dies jedoch nicht der Fall, so müssen mine Abmessungen vergrößert werden, um die gleiche Heizwirkung zu erreichen.In northern latitudes, the arrangement should point to the south and are at an angle of about one hundred degrees latitude. At this angle it is the optimal angle at which the solar radiation is used to the maximum can be. It is not necessary to install the arrangement or the collector in such a way that that it faces south; however, if this is not the case, the dimensions must be mine can be enlarged to achieve the same heating effect.
Bei Schwimmbecken od. dgl. sind Isolation und Polieren nicht erforderlich, da die Anordnung bzw. der Kollektor gemäß der Erfindung große Wassermengen über einen geringen Temperaturanstieg erhitzt. Die Temperaturdifferenz zwischen Wasser und der Umgebungsluft ist klein und die Wärmeverluste praktisch vernachlässigbar. Bei Verwendung des Kollektors im Bereich hoher Temperaturen (600O) ist es von Vorteil, wenn die Rückseite der plattenförmigen Teile isoliert ist, wozu ein entsprechendes Isolationsmittel mit oder ohne eine reflektierende Folie verwendet werden kann. Zusätzlich sollte die Vorderseite der plattenförmigen Teile mit Glas oder einem klaren Kunstutoffdeckel bedeckt sein, um Wärmeverluste zu vermindern.In swimming pools or the like, insulation and polishing are not required, since the arrangement or the collector according to the invention over large amounts of water heated a slight rise in temperature. The temperature difference between water and the ambient air is small and the heat losses are practically negligible. When using the collector in the area of high temperatures (600O) it is advantageous to if the back of the plate-shaped parts is insulated, including a corresponding one Isolation means can be used with or without a reflective sheeting. In addition, the front of the plate-shaped parts should be covered with glass or a clear plastic lid to reduce heat loss.
Die plattenförmigen Teile können wegen ihrer Modul-Form leicht miteinander mittels Gummi-Kupplungen verbunden werden, wodurch man Einrichtungen unterschiedlicher Größe erstellen kann.The plate-shaped parts can easily be connected to one another because of their modular shape be connected by means of rubber couplings, making facilities different Can create greatness.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele von Sormenerlergio-KoLlektoIerl eii'äß der Erfindung und aus den weitoren Ansprüchen. Auf V(Jrteile des Erfindungsgegenstandes, die sich für den Fachmann anhand des Standes der Technik ergeben, wurde dabei nicht besonders hingewiesen; diese sind auch hier jedoch ebenfalls der Erfindung zuzurechnen. In der Zeichnung stellen dir: Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausbildungsform efl- Sonnenenergie-Eollektors; Figur 2 in Sprengdarstellung einen Abschnitt eines Kollektors gemäß der Erfindung mit einer Ausführungsform eines Verbindungsgliedes zum Anschluß des Kollektors der Figur 1 an ein Wassersystem; Figur 3 eine Darstellung ähnlich Figur 2 bei einer abgeänderten Ausführungsform; Figur 4 perspektivisch einen Ausschnitt eines Kollektors, wobei die Art der Verbindung des plattenförmigen Teils mit der Sammelkammer ersichtlich ist und Figuren 5 und 6 im Schnitt bzw. in Ansicht eine andere Ausführungsform für eine Sammelkammer.Further features, details and advantages of the invention result can be derived from the following description of preferred exemplary embodiments of Sormenerlergio-KoLlektoIerl According to the invention and from the further claims. On V (parts of the subject matter of the invention, which arise for the person skilled in the art on the basis of the prior art, was not specially pointed out; however, these are also included in the invention here as well. In the drawing: Figure 1 is a plan view of a form of training efl- Solar energy collector; FIG. 2 an exploded view of a section of a collector according to the invention with an embodiment of a connecting member for connection the collector of Figure 1 to a water system; Figure 3 is a representation similar FIG. 2 in a modified embodiment; Figure 4 in perspective a section of a collector, the type of connection of the plate-shaped Partly with the collecting chamber can be seen and FIGS. 5 and 6 in section or in View of another embodiment for a collection chamber.
In Figur 1 ist ein Solar-Kollektor gezeigt, der ein plattenförmiges Kollektorteil 1, eine Einlaß-Sammelkammer 2 und eine Auslaß-Sammelkammer 3 aufweist. Der plattenförmige Teil 1 ist im Wege der Extrusion aus einem geeigneten, wärmeleitenden Kunststoff hergestellt und umfaßt zwei relativ flache Plattenelemente 4 und 5, die durch innere Wandelemente 6 in Abstand voneinander gehalten sind.In Figure 1, a solar collector is shown, which has a plate-shaped Collector part 1, an inlet plenum 2 and an outlet plenum 3. The plate-shaped part 1 is made by extrusion from a suitable, thermally conductive Made of plastic and comprises two relatively flat plate elements 4 and 5, the are held at a distance from one another by inner wall elements 6.
Die Wandelemente 6 bilden außerdem eine Vielzahl von Kanälen, die sich über die gesamte Breite des plattenförmigen Teils 1 und entlang dessen Länge erstrecken. Der plattenförmige Teil 1 mit den Plattenelementen 4 und 5 sowie den inneren Wandelementen 6 ist ein einstückiges Extrusions- bzw. Strangpreßteil.The wall elements 6 also form a plurality of channels that extending over the entire width of the plate-shaped part 1 and along its length extend. The plate-shaped part 1 with the plate elements 4 and 5 and the inner wall elements 6 is a one-piece extrusion or extrusion.
Der Kunststoff, der zur Herstellung des plattenförmigen Teils 1 Verwendung findet, kann eines der oben erörterten Materialien sein. Weiter kann der verwendete Kunststoff irgendwelche zweckmäßigenAdditive enthalten, z. B. einen Zusatz zur Verhinderung eines Abbaus infolge ultravioletter L3tahlung oder erhöhter Temperatur, und/oder ein Pigment, welches einen trangpreßkörper erhalten läßt, der schwarz gefärbt illit.The plastic that is used to manufacture the plate-shaped part 1 finds can be any of the materials discussed above. The used Plastic contain any suitable additives, e.g. B. an additive for prevention degradation due to ultraviolet radiation or increased temperature, and / or a pigment which can be obtained an extruded body which is colored black illit.
Anstelle der Verwendung eines Pigments, um den Kunststoff schwarz zu machen, kann auch die Ylüzsigkeit bzw. dau Ströungamittel selbst schwarz eingefärbt sein. Beispielsweise könnte das Wasser mit einer wasser-löslichen Säure farbe oder einer direkt wirksamen schwarzen Farbe behandelt sein. Die Verwendung derart behandelten Wassers macht eine Wärmeleitung durch den Kunststoff (mit entsprechender Verminderung des Wirkungsgrades) unnötig. Wenn schwarz gefärbtes Wasser verwendet wird, wird der Wärmegehalt der Flüssigkeit erhöht und so Wärmeverluste infolge Leitung vermindert. Aus offensichtlichen Gründen kann das schwarz gefärbte Wasser, das in den plattenförmigen Teilen erhitzt wurde, nicht direkt in einem häuslichen Heißwassersystem Verwendung finden. Es muß vielmehr die Wärme von dem Wasser unter Verwendung von an sich bekannten Geräten, beispielsweise Erhitzern und Wärmetauschern, entzogen werden. Der Erhitzer kann üblicherweise vollständig aus Kupfer bestehen; die Kupfer-Wärmetauscherschlange kann in einem aus Kunststoff oder Glasfaser bestehenden Speichertank einer Art enthalten sein, wie sie normalerweise auf Dachböden für häusliche Zwecke verwendet werden. Der Erhitzer-Speichertank sollte oberhalb des Niveaus der plattenförmigen Teile derart installiert werden, daß ein selbständiger Umlauf möglich ist. Wo dies aufgrund besonderer Umstände nicht möglich ist, sollten thermostatgesteuerte Pumpen vorgesehen werden, die für die erforderliche Zirkulation sorgen.Instead of using a pigment to make the plastic black To make it, the Ylüzsigkeit and / or last Ströungamittel itself can be colored black be. For example, the water could be colored or with a water-soluble acid a directly effective black color. The use treated in this way Water conducts heat through the Plastic (with corresponding Reduction in efficiency) unnecessary. When using black colored water the heat content of the liquid is increased and so is heat loss due to conduction reduced. For obvious reasons, the black colored water that is in the plate-shaped parts were heated, not directly in a domestic hot water system Find use. Rather, it must be using the heat from the water known devices, such as heaters and heat exchangers, withdrawn will. The heater can usually consist entirely of copper; the copper heat exchanger coil may be contained in a plastic or fiberglass storage tank of some kind as they are normally used in attics for domestic purposes. The heater storage tank should be above the level of the plate-shaped parts be installed in such a way that independent circulation is possible. Where this is due If special circumstances are not possible, thermostatically controlled pumps should be used that ensure the necessary circulation.
Das schwarz gefärbte Wasser kann andere Zusätze enthalten, insbesondere ein Algizid zur Verhinderung von Algenwachstum (dies kann in einfacher und sicherer Weise eine O,5ppm Lösung von Kupfersulfat sein) sowie ein Frostschutzmittel zur Verhinderung von Frostschäden (wozu eine 10 %ige Äthylenglykol-Lösung geeignet wäre). Da das System völlig versiegelt ist, können natürlich andere Zusätze nach Wunsch zugefügt werden, beiepielsweise solche, die f;infsn Würflse-Abb>u (leu verwendeten Kunststoffes verhindern.The black colored water can contain other additives, in particular an algaecide to prevent algae growth (this can be done more easily and safely Be a 0.5ppm solution of copper sulphate) as well as an antifreeze Prevention of frost damage (for which a 10% ethylene glycol solution would be suitable). Since the system is completely sealed, other additions can of course be made as desired are added, for example those that used f; infsn Würflse-Abb> u (leu Prevent plastic.
Der Kunststoff, der bei den Austührungsbeispielen Anwendung findet, wird weiter in üblicher Weise einAlditiv enthalten, das Abbau infolge ultravioletter Einstrahlung verhindert.The plastic that is used in the exemplary embodiments will further contain an alditive in the usual way, the degradation due to ultraviolet Irradiation prevented.
Die Sammelkammern 2 und 3, die an den Längsenden des plattenförmigen Teils 1 angeordnet sind, sind normalerweise aus Kunststoff-Strangpreßteilen hergestellt und an dem Teil 1 in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise durch Schweißen mit einem heißen Eisen oder einer heißen Platte oder Ultraschall oder einem Strahl oder mittels Hochfrequenz, befestigt.The collecting chambers 2 and 3, which are at the longitudinal ends of the plate-shaped Part 1 are arranged, are usually made of plastic extrusions and on the part 1 in any suitable manner, for example by welding with a hot iron or a hot plate or ultrasound or a jet or by means of high frequency.
Zwei Ausführungsformen von Sammelkammern, die zur Verwendung in Verbindung mit der Solar-Sollektor-Platte geeignet sind, sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt. In Figur 2 ist dabei eine Sammelkammer gezeigt, die ein Rohr 7 umfaßt, welches sich über die gesamte Breite des plattenförmigen Teils erstreckt.Two embodiments of collection chambers that can be used in conjunction with the solar collector plate are shown in FIGS. In Figure 2, a collection chamber is shown which comprises a tube 7, which Extends over the entire width of the plate-shaped part.
Wenigstens auf ein Ende des Rohres 7 ist eine aus Kunststoff geformte Endkappe 8 aufgesetzt, welche die Verbindung der Sammelkammer mit einem Wassersystem, beispielsweise dem Hauswasserversorgungssystem, gestattet. Bei dem in Figur 1 gezeigt ten Ausführungsbeispiel weist jede Sammelkammer 2, 3 eine Endkappe 8 auf, die jeweils nur auf eines ihrer Enden aufgesetzt ist. Wenn mehr als ein plattenförmiges Teil in Verbindung mit einem weiteren verwendet wird, so wird wenigstens eines dieser Teile keine Endkappe aufweisen. Das jeweils andere Ende der Sammelkammern ist mit einer Abdichtkappe 10 verschlossen. Das Rohr 7 weist zwei Flansche 9 auf. Diese Flansche sind in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnet, die annähernd der Dicke des plattenförmigen Teils 1 entspricht, so daß die Flansche 9 über die Enden bzw. die Kanten des plattenförmigen Teils 1 geschoben werdenkönnen, so daß die von den Wandelementen 6 gebildeten Kanäle mit dem Inneren des Rohres 7 in Verbindung gelangen. Um die Sammelkammern in ihrer Stellung auf dem plattenförmigen Teil 1 zu halten, sind die Flansche 9 jeweils entlang ihrer Länge nahtgeschweißt oder festgeklebt.At least one end of the tube 7 is molded from plastic End cap 8 attached, which connects the collecting chamber with a water system, for example the domestic water supply system. In the one shown in FIG th embodiment, each collection chamber 2, 3 has an end cap 8, each is only placed on one of its ends. If more than one plate-shaped part is used in conjunction with another, at least one of these Parts do not have an end cap. The other end of the collecting chambers is with a sealing cap 10 closed. The tube 7 has two flanges 9. These Flanges are spaced a certain distance from each other, which is approximately corresponds to the thickness of the plate-shaped part 1, so that the flanges 9 on the Ends or the edges of the plate-shaped part 1 can be pushed so that the channels formed by the wall elements 6 with the interior of the tube 7 in connection reach. To the collecting chambers in their position on the plate-shaped part 1 To hold, the flanges 9 are each seam welded or glued along their length.
Die Endkappe 8, die in Figur 2 gezeigt ist, weist ein kurzes rohrförmiges Teil 11 zur Verbindung mit einem Wasser-Heizsystem sowie ein Gehäuseteil 12 auf, an dem das rohrförmige Teil 11 befestigt ist. Das Gehäuseteil 12 besteht aus einem rohrförmigen Abschnitt 13, der über das Rohr 7 paßt, sowie einem nach unten stehenden Abschnitt 14 rechteckiger Gestalt, der auf die Flansche 9 paßt. Die Endkappe 8 wird üblicherweise in der Gebrauchstellung durch Schweißen bzw. Löten oder über einen Heber festgehalten. Das rohrförmige Teil 11 hat zwei Öffnungen, von denen einemit dem Inneren des Rohrs 7 und die andere mit einer entsprechenden Öffnung in dem Wasser-Versorgungssystem in Verbindung steht.The end cap 8 shown in Figure 2 has a short tubular shape Part 11 for connection to a water heating system and a housing part 12, on which the tubular Part 11 is attached. The housing part 12 consists of a tubular section 13 which fits over the tube 7, as well as one downward section 14 of rectangular shape which fits on the flanges 9. The end cap 8 is usually in the position of use by welding or soldering or held by a lifter. The tubular part 11 has two openings, one with the inside of the tube 7 and the other with a corresponding one Opening in the water supply system communicates.
In Figur 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Sammelkammer dargestellt, wobei der eigentliche Kammerteil 7' sowie der Gehäuseteil 12' der Endkappe rechteckig ausgebildet sind.In Figure 3 is a modified embodiment of a collection chamber shown, the actual chamber part 7 'and the housing part 12' of the end cap are rectangular.
Aus Figuren 2 und 3 ist schließlich ersichtlich, daß eine Unterlage 15 aus wärmeisolierendem Material auf einer Seite des plattenförmigen Teils 1 zur Verminderung von Wärmeverlusten angeordnet ist.Finally, it can be seen from FIGS. 2 and 3 that a base 15 made of heat insulating material on one side of the plate-shaped part 1 to Reduction of heat losses is arranged.
Figur 4 veranschaulicht eine andere Art der Verbindung des plattenförmigen Teils 18 mit der Sammelkammer 16, die die Form eines zylindrischen Rohres hat, das einen Schlitz 17 aufweist, der hinsichtlich Größe und Form derart gestaltet ist, daß der plattenförmige Teil 1 eingesetzt und mit der Sarmelkammer durch Kehlschweißung oder Aufbringung eines Kitt-Klebers oder eines Klebebandes verbunden werden kann.Figure 4 illustrates another type of connection of the plate-shaped Part 18 with the collection chamber 16, which has the shape of a cylindrical tube, the has a slot 17 which is designed in terms of size and shape such that that the plate-shaped part 1 used and with the Sarmel chamber by fillet welding or application of a putty adhesive or an adhesive tape can be connected.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Sammelkammern, Endkappen und Ein- bzw. Auslässe. Die Endkappen und der Ein- bzw. Auslaß sind jeweils in einem einzigen Stück durch Vakuumverformung oder Blasen in speziell gestalteten Formen erzeugt. Der Körper der Sammelkammer 19 ist sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung abgerundet und die Einlaß/Auslaßöffnung 20 ist einstückig an die Sammel.-kammer 19 angeformt.Figures 5 and 6 show another embodiment of the collecting chambers, End caps and inlets and outlets. The end caps and the inlet and outlet are respectively in a single piece by vacuum forming or blowing in specially designed Forms generated. The body of the plenum chamber 19 is both vertical and rounded in the horizontal direction and the inlet / outlet opening 20 is in one piece molded onto the collecting chamber 19.
Während des Betriebs wird der plattenförmige Teil 1 an eine sonnige Stelle gebracht, so daß er möglichst viel Sonnenenergie empfängt. Das rohrförmige Teil 11 der Endkappe 8, die auf die Sammelkammer 2-aufgesetzt ist, wird mit einer Wasserleitung verbunden. Das Teil 11 der Endkappe 8 der Sammelkammer 3 wird mit Rohren od. dgl. verbunden, die beispielsweise ein Haus-Heißwassersystem versorgen.During operation, the plate-shaped part 1 is turned into a sunny Place brought so that he receives as much solar energy as possible. The tubular Part 11 of the end cap 8, which is placed on the collecting chamber 2-is with a Connected water pipe. The part 11 of the end cap 8 of the collection chamber 3 is with Pipes od. The like. Connected, for example, supplying a domestic hot water system.
Bei einer derartigen Anordnung tritt Wasser von unten in den plattenförmigen Teil ein und strömt gleichmäßig durch die von den Wandelementen 6 gebildeten Kanäle des Teils 1, wobei es von der Sonnenenergie aufgeheizt wird. Das erhitztes Wasser kann dann in die obere Sammelkammer 3 eintreten, von wo es in die Hauswasserversorgung gelangt. Die Strömung des Wassers durch die von den Wandelementen 6 gebildeten Kanäle kann mittels einer thermostatisch gesteuerten Pumpe geregelt werden oder nur auf einem automatischen (Thermosyphon-)Umlauf beruhen.With such an arrangement, water enters the plate-shaped one from below Part and flows evenly through the channels formed by the wall elements 6 of part 1, where it is heated by solar energy. The heated water can then enter the upper collecting chamber 3, from where it is fed into the domestic water supply got. The flow of water through the channels formed by the wall elements 6 can be regulated by means of a thermostatically controlled pump or only on based on an automatic (thermosyphon) circulation.
Normalerweise wird man den Sonnenenergie-Kollektor gemäß der Erfindung nur in Verbindung mit einem üblichen Wasserbeheizungs-System verwenden, wobei er lediglich zur Aufladung, d-.Usually one gets the solar energy collector according to the invention Use only in conjunction with a standard water heating system, whereby he only for charging, d-.
h. Vorerhitzung dient. Dabei können die erläuterten plattenförmigen Teile zur Aufladung veeler verschiedener Systeme neben den häuslichen Installationssystemen verwendet werden. Beispielsweise könnten die plattenförmigen Teile im Speisesystem für ein beheiztes Schwimmbecken oder in industriellen Anlagen eingesetzt werden.H. Preheating is used. The explained plate-shaped Parts for charging veeler different systems besides the domestic installation systems be used. For example, the plate-shaped parts in the feed system for a heated swimming pool or in industrial plants.
Ea ist möglich, die plattenförinigen Teile in behalten zu liefern, die Anweisungen tragen, wie die Teile zu installieren und zu verwenden sind.Ea is possible to deliver the plate-shaped parts in reserve, carry instructions on how to install and use the parts.
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