DE2548698A1 - Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme - Google Patents

Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme

Info

Publication number
DE2548698A1
DE2548698A1 DE19752548698 DE2548698A DE2548698A1 DE 2548698 A1 DE2548698 A1 DE 2548698A1 DE 19752548698 DE19752548698 DE 19752548698 DE 2548698 A DE2548698 A DE 2548698A DE 2548698 A1 DE2548698 A1 DE 2548698A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
converter according
sections
absorber
elements
cover body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752548698
Other languages
English (en)
Inventor
Reinhard Dipl Phys Dr Ostertag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19752548698 priority Critical patent/DE2548698A1/de
Priority to JP51130058A priority patent/JPS5279337A/ja
Publication of DE2548698A1 publication Critical patent/DE2548698A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/56Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by means for preventing heat loss
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Description

  • Wandler zur Umsetzung von Sonnenenergie in Wärme Die Erfindung betrifft einen Wandler zur Umsetzung von Sonnenenergie in Wärme mit einem zumindest teilweise lichtdurchlässigen Deckkörper, einer hinter diesem angeordneten Absorberelementanordnung und einem hinter der letzteren angeordneten Isolierkörper.
  • Gegenwärtig werden verstärkt Anstrengungen unternommen, die Sonnenenergie zu Heizungszwecken nutzbar zu machen.
  • Hierzu werden auf den Dächern von Gebäuden großflächige Plattenabsorber angebracht, die durch eine Glasscheibe abgedeckt sind. Derartige Anordnungen können jedoch vom Ästhetischen her nicht befriedigen und erwärmen ein umgewälztes Wärmetransportmittel nur wenig.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird einerseits angestrebt, das Aussehen derartiger Anlagen zu verbessern, und andererseits auch, die Temperatur, mit der die Wärme abgegeben wird, bei direkter Sonneneinstrahlung zu vergrößern.
  • Dies wird mit einem Wandler gemäß Anspruch 1 erreicht.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Wandler ist die Spiegelwirkung bei Verwendung als Dacheindeckung oder bei Verwendung als Yassadenverkleidung stark vermindert: Die flach abfallenden Durchlaßabschnitte reflektieren nicht durchgelassenes Licht wieder nach oben; etwa an den stark abfallenden Sichtabschnitten reflektiertes Licht wird bevorzugt zum benachbarten Burchlaßabschnitt gerichtetet und tritt zum größten Teil in diesen einv Zugleich erhält man eine strukturierte ansprechende Oberfläche des Deckkörpers.
  • Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird die Reflexion von Licht weiter vermindert; der Wandler spiegelt noch weniger, entsprechend mehr Licht gelangt auf die Absorberelementançrdnung. Die Sichtabschnitte werfen gar keinen oder nur einen kleinen Schatten, wenn sie gemäß Anspruch 3 ganz oder teilweise mit Farbe versehen werden. Damit kann eine Dacheindeckung oder eine Fassadenverkleidung farbig gemacht werden, sodaß sie von schräg unten betrachtet und aus großer Entfernung, in der das menschliche Auge die Durchlaßabschnitte und Sichtabschnitte nicht mehr getrennt auflösen kann, unter beliebigem Betrachtungswinkel gesehen als farbige Fläche erscheint, wie dies bei mit herkömmlichen Dachziegeln eingedeckten Dächern und üblichen Passaden auch der Fall ist.
  • Mit der 9;eiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 kann bei direkter Sonneneinstrahlung die Temperatur der Absorberelementanordnung erhöht werden, ohne daß die Materialkosten und Herstellungskosten des /wandlers nennenswert vergrößert werden. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 können die zur Sammlung der Energie dienenden Zylinderlinsen auf besonders einfache Weise zusammen mit den Durchlaßabschnitten und Sichtabschnitten hergestellt werden. maß Anspruch 6 wird auch bei einem Deckkörper nach Anspruchzeirl faL ;es, ansprechendes Aussehen bei guter Transparenz erreicht.
  • Dlit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird eine Teniperaturerhöhung an den Absorberlementen erreicht und zwar wegen deren Ausdehnung in Querrichtung nicht nur zu einer bestimmten Stunde und an einem einzigen Tag, sondern über mehrere Stunden hinweg und in einem grösseren Jahresabschnitt. Die erreichbare Temperaturerhöhung und der nutzbare Anteil eines Tages und des Jahres lassen sich offensichtlich iiber die Breite der Absorberelemente beeinflussen. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 werden Dichprobl-eme bei der Verbindung der Absorberlemente vermieden. Mit der l;Jeiterbildung gemäß Anspruch 9 ist sichergestellt, daß das diffuse Sonnenlicht und von den länglichen hbsorberlementen etwa nicht auf gefangenes gesammeltes Sonnenlicht trotzdem genutzt wird.
  • dabei ist vorgesehen, von den länglichen Absorberelementen und dem flächigen Absorber die Wärme getrennt abzuführen.
  • Falls mit den länglichen Absorberelementen keine Temperaturerhöhung gegenüber dem flächigen Absorber mehr erreicht wird, können die aärmeströme, falls erwünscht, durch Vereinigen der Wärmetransportmittelströme gemeinsam übr eine Wärmepumpe geführt wercien,- während sonst der Wärmestrom mit höherer Temperatur direkt verwendet werden kann.
  • Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird erreicht, daß auch 'zerrissene" Flächen (um Dachausbauten, um engster herum usw.) in den Wandler einbezogen werden können. Darüber hinaus können schon vorhandene Dächer unter Beibehaltung der Dachkonstruktion durch einfaches Umdecken zu für Heizzwecke verwendbaren Wandlern gemacht werden. Auch die Handhabung der Wandlerelemente und ihre Montage ist vereinfacht. Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist jedes Wandlerelement für sich funktionsfähig ,und zum Aufbau einer Anlage brauchen die Wandlerelemente nur zusammengeschaltet zu werden.
  • Gemäß Anspruch 12 kann ein beonders stabiles Wandlerelement erhalten werden, das zudem auch sehr einfach herstellbar ist.
  • Dabei wird gemäß Anspruch 13 zugleich eine einfache, präzise und robuste Halterung der Absorberelementanordnung erhalten.
  • Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 läßt sich der Zusammenbau von Wandlerelementen vereinfachen, zugleich geht über die Verbindungsabschnitte wefìig Wärme verloren. Das Zusammenschalten benachbarter Wandlerelemente ohne bichtprobleme kann gemäß Anspruch 15 erfolgen, wobei Warmeverluste durch die Verbindungsteile durch Vorsehen von Isolierkappen für die Verbindungsteile (Anspruch 16) vermieden werden Nit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 wird erreicht, daß bei Verwendung ein und derselben Art eines Wandlerelementes die Bereiche, in denen der Wärmetransport lurch Wärmeleitung erfolgt, und die Bereich, in denen der 4ärmetransport durch Konvektion eines Wärmetransportmittels erfolgt, äuBerst flexibel gemäß den jeweiligen Erforderniseen vorgegeben werden können0 Mit den tieiterbildungen der Erfindung gernäß den Ansprüchen 18 und 19 kann der Wärmeverlust von der Absorberelementanordnung durch den Deckkörper nach außen und ein Wärmefluß zwischen auf unterschiedlicher Temperatur befindlichen Absorberlementen (Anordnung gemäß Anspruch 9) klein gehalten werden.
  • Lin farbiges Aussehen des Deckkörpers kann einfacher auch dadurch erreicht werden, daß ein planer Deckkörper einfach mit möglichst fein verteilten Farbflecken versehen wird, zwischen denen transparente Bereiche verbleiben.
  • Ein derartiger Deckkörper eignet sich insbesondere zur Verwendung mit flächigen, plattenförmigen Absorberelementanordnungen. Dabei muß dann allerdings ein gewisser Anteil des direkten onnenlichtes mit dazu verwendet werden, die gewünschte i'arbwirkung zu erzeugen, während hierzu bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung im wesentlichen nur das auf die Sichtabschnitte auffallende diffuse Licht verwendet wird.
  • Wo oben und in der nachfolgenden Beschreibung von Farbe oder Farbschichten gesprochen ist, soll hierunter nicht nur im üblichen Sinne eine Schicht aus Lack oder dgl.
  • verstanden sein. Vielmehr kann die Farbschicht auch direkt durch feste Pigmentkörper gebildet sein, die etwa in den Deckkörper eingegossen oder durch Erhitzen des Deckkörpers in seine Oberfläche eingedrückt sind.
  • Neben den oben aufgeführten Vorteilen wird bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Wandlers als Dacheindeckung oder i?assadenverkleidung auch stets noch eine verbesserte Wärme dämmung vrglichen mit herkömmlichen Dachziegeln oder herkömmlichen Platten zur Fassadenverkleidung erhalten.
  • Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeipielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: figur 1: eine perspektivische Ansicht eines ersten Wandlerelementes; Figur 2: einen Längsschnitt durch ein zweites Wandlerelement; figur 3: eine Aufsicht auf die Seite des Wandlerelementes von Figur 2, wobei Teile weggebrochen sind; Figur 4: eine perspektivische Ansicht eines Verbindun,~sbügels zum Verbinden benachbarter Wandlerelemente; iUur 5: eine perspektivische Ansicht einer Isolierkappe für einen Verbindungsbügel; Figur 6: eine andere Ausführungsform für die Verbindungsabschnitte; Figur 7: einen Längsschnitt durch ein drittes Wandlerelement; Figur 8: eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage, bei der die Wandlerelemente vorwiegend durch Konvektion Wärme abgeben; und Figur 9: eine schematische Darstellung einer zweiten Heizananlage, bei der die Wärme zunächst überwiegend durch Wärmeleitung von den Wandlerelementen abgeführt wird.
  • In Figur 1 ist links schematisch ein Haus mit einem Satteldach 1 dargestellt. Dieses ist mit dachziegelförmigen Wandlerelementen 3 eingedeckt, von denen eines in Ls nur 1 im rechtsgelegenen Teil in der Stellung dargestellt ist, die es auf dem Dach einnimmt. Das Wandlerelement weist einen z. B, aus Glas, Acrylglas oder einem anderen witterungsbeständigen lichtdurchlässigen Material gefertigten Deckkörper 5 auf, der in üblicher Weise am Rand mit Falzen 7 versehen ist. Der Deckkörper ist treppenförmig ausgebildet und weist verhältnismäßig schwach zur Horizontalen geneigte Durchlaßabschnitte 9 und stark abfallende Sichtabschnitte 11 auf, die abwechselnd aufeinander folgen, Hinter dem Deckkörper 5 ist eine eingeschwärzte Metallplatte 13 angeordnet, die die Sonnenenergie absorbiert und in wärme umsetzt. Die Abfuhr der Wärme von der Metallplatte 13 erfolgt durch Wärmeleitung und nachfolgende Dbertraglmg der Wärme auf ein Wärmetransportmedium, Anstelle der Metallplatte 13 kann auch ein direkt von Luft, Wasser oder dgl.
  • durchströmter Plattensammler vor-gesehen sein.
  • Hinter der Metallplatte 13 ist ein Isolierkörper 15 angeordnet, der zum Beispiel aus Styropor, Polyurethan oder einem anderen schlecht wärmeleitendem Material gefertigt ist und mechanisch, etwa durch Presspassung, oder durch Verkleben fest mit dem Deckkörper 5 verbunden ist.
  • Beim unteren binde des Wandlerelementes ist ein Burchlaßabschnitt mit einer gewölbten inneren Begrenzungsfläche 17 ausgebildet, sodaß dieser Durchlaßabschnitt nicht nur ein -fach zum Durchlassen der Sonnenenrgie dient, sondern diese auch wie eine Zylinderlinse bündelt. Ein eingeschwärztes ohr 19 erstreckt sich im wesentlichen längs der Brennlinie dieser Zylinderlinse. Die durch das Rohr 19 absorbierte Wärme wird über durch -strömendes Strömungsmittel abgeführt. Falls erwünscht, kann die Temperatur, mit der das Strömungsmittel einem Verbraucher (Heißwasserversorgung, Heizungsanlage) zugeführt wird, über die Strömungsgeschwindigkeit eingestellt werden.
  • Die stark abfallenden Sichtabschnitte 11 sowie die Falze 7 sind mit einer Vielzahl von Farbflecken 21 versehen oder mit einer durchgehenden Farbschicht versehen, wobei als Farbe bevorzugt ein helles Ziegelrot Verwendung findet.
  • Fällt zonnenlicht auf das in figur 1 dargestellte Wandlerelement, so tritt es zum allergrößten Teil durch die Durchlaßabschnitte 9 hindurch und gelangt auf die Netallplatte 13 oder das Rohr 19, wo es absorbiert wird. Ein kleiner Anteil des ankommen-den Lichtes wird zugleich reflektiert.
  • Bei den herkömmlichen \ndlern mit planem Deckkörper wird Licht aber derart reflektiert, daß auf Straßenhöhe befindliche Personen geblendet werden können, erst recht Bewohner eines Nachbarhauses, die sich in etwa gleicher liöhe wie der Wandler befinden. Sin mit Wandlerelementen gemäß der Figur 1 eingedecktes Dach oder eine mit ihnen verkleidete Fassade reflektwiert nicht durchgelassenes Licht infolge der geringen Neigung der Durchlaßabschnitte wieder nach oben, wo es nicht stört. Die stark abfallenden Sichtabschnitte führen zu keiner störenden Reflexion, auch dann nicht wenn die íi'arbflecken der besseren Witterungsbeständigkeit wegen auf ihrer Innenseite vorgesehen sind.
  • Das Dach aus der lSähe von unten oder von der Seite betrachtende iJeísonen sehen im wesentlichen die nicht spiegelnden mit Farbflecken oder einer durchgehenden Parbschicht versehenen vichtabschnitte. Aus gröBerer b'ntfernung erscheint das Dach bei beliebigem Betrachtungswinkel wie ein herkömmliches Dach durchgehend gefärbt, da die nicht gefärbten Durchlaßabschnitte und die gefärbten Sichtabschnitte nicht mehr getrennt vom Auge aufgelöst werden können.
  • Der beobachtete farbton entspricht der für die Farbflecken bzw. die ivarbschichten verwendeten Farbe unter Berücksichtigung der Grauverhüllung, die sich aus dem reflektierten nicht und der schwarzen Farbe der Absorberelemente ergibt.
  • Die vorstehenden Ausführungen gelten gleichermaßen, wenn die Wandlerelemente zur Verkleidung einer Fassade verwendet werden.-In Figur 2 ist ein abgewandeltes Wandlerelement 23 im Längsschnitt dargestellt. Sein Deckkörper 25 hat Durchlaßabschnitte 27, die wiederum eine gewölbte Begrenzungsfläche 29 aufweisen. Diese liegt in der oberen Hälfte des Wandlerelementes auf der Innenseite des Deckkörpers 25 und in der unteren Hälfte des Wandlerelementes auf der Außenseite des Deckkörpers.Es versteht sich, daß beide Anordnungen gleichermaßen zu Zylinderlinsen führen und ohne weiteres gegen einander ausgetauscht und beliebig mit einander kombiniert werden können. Liegt die gewölbte Begrenzungsfläche innen, so läuft Regenwasser etwas besser ab, die Oberfläche reinigt sich etwas besser von selbst und auch Schnee kann leichter abrutschen. Andererseits streut eine außenliegende gewölbte Begrenzungsfläche das reflektierte Licht in einen größeren Raumwinkel (konvexer Spiegel) und ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das ganze Wandlerelement als ein Stück gegossen werden soll, das dann der einfacheren Herstellung wegen keine inneren Oberflächen aufweisen soll (wobei die Absorberelemente ebenfalls gleich mit eingegossen werden).
  • Beim Wandlerelement 23 sind Sichtflächen 31 so geneigt, daß sie bei einer vorgegebenen Jahreszeit, in der das Wandlerelement bevorzugt betrieben werden soll, in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlen stehen. Damit können sie mit einer durchgehenden Farbschicht 33 versehen werden, ohne daß sie einen Schatten werfen und Licht wegfangen.
  • Bei anderen Jahreszeiten doch in der Farbschicht absorbiertes Licht ist trotzdem nicht völlig verloren, wenn die jarbschicht auf der Innenseite des Deckkörpers vorgesehen wird; denn dann wird hierdurch die Luftschicht zwischen Deckkörper und Absorberlementen und der Deckkörper selbst erwärmt, sodaß die Wärmeverluste von den Absorberelementen nach außen vermindert werden.
  • Das Wandlerelement 23 ist insbesondere für direkte Sonneneinstrahlung ausgelegt und weist eine Mehrzahl länglicher etallstreifen 35 mit eingeschwärzter Oberfläche auf.
  • Diese sind in Querrichtung gebogen und tragen eine Beschichtung 37 aus einem lichtdurchlässigen, schlecht wärmeleitenden Material wie PVC oder Acrylharz. Stattdessen können sie auch hinter einer gemeinsamen Folie aus entsprechendem Material angeordnet sein. Damit wird wie bei einem Verbundfenster der Wärmeverlust nach außen sehr klein gehalten bie Durchlaßabschnitte 27 stehen im übrigen im wesentlichen senkrecht auf den Sichtabschnitten31* Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, sind die Metallstreifen 35 mindestens an einem ihrer Enden, bevorzugt jedoch an beiden, durch gut wärmeleitende Brückenstreifen 39 mit einander verbunden. Deren bei der Mitte des Wandlerelementes gelegene bonden sind aus dem Wandlerelement herausgeführt und bilden Verbindungsabschnitte 41. Durch diese symmetrische Anordnung bezüglich der Wandlermitte wird erreicht, daß der für die Wärmeleitung zur Verfügung stehende Materialquerscnitt in etwa dem abzuführenden wärmestrom zugeordnet ist, ohne daß das Profil der Brükkenstreifen geändert zu werden bräuchte.
  • Der Deckkörper 25 ist ringsum durch nach unten verlaufende Stirnwände 43 verschlossen, die zur mechanischen Fixierung des Isolierkörpers 45 mit Eindrückungen 47 geeigneter Form und Anzahl versehen sind. Damit läßt sich das jandlerelement sehr einfach zusammenbauen.
  • Die Verbindungsabschnitte 41 können direkt mit einer von Luft oder ;sSasser oder einem anderen Wärmetransportmedium durchströmten Rohrleitung verbunden werden. Benachbarte Wandlerelemente können aber auch durch wärmeleitende Verbindungsbügel 49 verbunden werden, um die Installation zu vereinfachen. çon diesen ist einer in Figur 4 dargestellt. Er hat zwei Paare von Kontaktarmen 51, die federnd an die von außen zugänglichen Verbindungsabschnitte 41 anlegbar sind. Falls erwünscht können die Verbindungsabschnitte und die Verbindungsbügel verzinnt sein, sodaß nach dem Zusammenstecken der Teile durch kurzes Erhitzen ein guter Wärmeübergang an der Kontaktstelle sichergestellt ist. Die zwischen den Kontaktarmen des Verbindungsbügels verbleibenden Materiallappen 53 sind in der dargestellten Weise umgelegt, um den Wärmeleitungswiderstand klein zu halten und zugleich ein Einführen der Kontaktarme 51 in im Isolierkörper 45 ausgebildete Ausnehmungen 55 (Figur 3) zu ermöglichen.
  • Zur Isolierung der Verbindungsbügel sind Isolierkappen 57 vorgesehen, von denen eine in Figur 5 teilweise im schnitt dargestellt ist und die z. B. aus Styropor gefertigt sein können. Eine innenliegende Ausnehmung 59 der Isolierkappen hat eine zum Verbindungsbügel 49 komplementäre Form. Ansätze 61 der Isolierkappen passen in die Ausnehmungen 55 des Isolierkörpers 45.
  • Wie Figur 6 zeigt, können die Enden der Verbindungsabschnitte 41 auch als federnde Rohrschellenarme 63 ausgebildet sein.In diese kann je nach Bedarf ein von Wärme transportmedium durchströmtes Rohr 65 oder ein zylindrisches gut wärmeleitendes Verbindungsteil eingesetzt werden. Damit läßt sich auf einfache Weise die für das einzelne Wandlerelement günstigste Möglichkeit der Wärmeabfuhr individuell vorgeben. Dies wird weiter unten an Hand der Figuren 8 und 9 noch näher erläutert.
  • In lligur 7 ist ein weiteres Wandlerelement 67 dargestellt.
  • Bei diesem sind die flach abfallenden Durchlaßabschnitte und die steil abfallenden oichtabschnitte eines Deckkörpers 69 durch die nicht mit einer Farbschicht bedeckten Oberflächenabschnitte 70 und die mit einer Farbschicht 73 bedeckten Oberflächenabschnitte 72 von Rippen 71 gebildet.
  • Der fleckkörpter 69 ist wiederum ringsum mit Falzen 75 versehen und durch nicht dargestellte Seitenwände verschlossen.
  • Ein mit dem Deckkörpe9 verklebter Isolierkörper 79 trägt über einen Absatz 81 einen rostförmigen Absorber, der längliche eingeschwärzte Metallstreifen 83 etwa aus Kupfer und diese an den Stirnseiten verbindende Brückenstreifen 85 ebenfalls aus eingeschwärztem Kupfer aufweist. Der gesamte Absorberrost ist mit einer lichtdurchlässigen und schlecht wärmeleitenden Beschichtung 87 versehen. Auf dem boden 89 und hinter dem Absorberrost ist eine eingeschwärzte Metallplatte 91 angeordnet, die ebenfalls mit einer lichtdurchlässigen, schlecht wärmeleitenden Beschichtung 93 versehen ist. Damit ist sowohl der Wärmeverlust vom Absorberrost zur Metallplatte 91, die auf niederer Temperatur ist, als auch vom Absorberrost zum Deckkörper 69 klein, wobei der letztere ebenfalls mit einer Schicht 77 aus lichtdurchlässigem, schlecht wärmeleitendem Material versehen ist.
  • Als dohrschellenarme 95, 97 ausgebildete Verbindungsabschnitte der Metallplatte 91 sind aus dem Isolierkörper 79 bei dessen unterem Ende herausgeführt. Die Xohrschellenarme 95, 97 sind durch hintereinander liegende zungenförmige Abschnitte eines an der unteren Endwand des Isolierkörpers wieder nach vorne verlaufenden Abschnittes 99 der Metallplatte 91 gebildet. Der Abschnitt 99 dient im übrigen ebenfalls zur Absorption diffuser Strahlung. Die Hohrschellenarme 95, 97 ergreifen ein von luft oder Wasser durchströmtes Rohr 101 an axial benachbarten Stellen. Die Abmessungen der Falze 75 und der Isolierkörper 79 sind so aufeinander abgestimmt, daß zwischen benachbarten Wandlerelementen ein Zwischenraum 103 verbleibt, in dem das Rohr 101 Aufnahme findet. nine Isolierleiste 104 schließt den Zwischenraum 103 nach hinten ab, sodaß das Rohr 101 ringsum von Isoliermaterial umgeben ist. Die Abfuhr der Wärme von den Brückenstreifen kann in ähnlicher Weise oder auch wie an Hand von figur 3 dargelegt erfolgen.
  • Wo obenstehend von Metallen gesprochen ist, ist an ein gut wärmeleitendes Metall, insbesondere Kupfer gedacht.
  • Die Breite der Durchlaßabschnitte kann größenordnungsmäßig zwischen 4 und 12 cm liegen, kleinere Breiten sind bei Verwendung von flächigen, durchgehenden Absorberelementen ohne weiteres möglich. Mit den angegebenen Breiten wird jedoch durch die erhaltene Profilierung des Deckkörpers seine mechanische Festigkeit besonders gut; d, ho bei vorgegebener Tragkraft kann er dünner und leichter ausgelegt werden. Gleiches gilt für die Abmessungen der Sichtabschnitte bzwe der Rippen 71.
  • Die Wandlerelemente haben alle bevorzugt die Abmessungen herkömmlicher Falzziegel oder einer Mehrzahl herkömmlicher Falzziegel, z. B, in Länge und Breite die Abmessung von zwei herkömmlichen Ziegeln. Ein Wan-dlerelement kann auch die Abmessungen eines ganzen Sparrenfaches aufweisen, Bei der Verwendung als Fassadenverkleidung werden geeignete Aufhängeabschnitte vorgesehen.
  • Es versteht sich, daß die Zylinderlinsen zur Erhöhung der Brechkraft auch zwei gewölbte Begrenzungsflächen aufweisen können, oder andererseits anstatt der planen Begrenzungsfläche eine konkav gewölbte verwendet werden kann, um die Brechkraft herabzusetzen; dies dann, wenn die Krümmung der einen konvexen Begrenzungsfläche aus anderen Gründen (Aussehen, Wasserablaufeigenschaften etc.) einen bestimmten Wert haben soll.
  • Durch das Verhältnis Breite der Zylinderlinse zu Breite des zugeordneten länglichen Absorberelementes ist die mögliche Temperaturerhöhung vorgegeben. Bei einem vorgegebenen Breitenverhältnis wird bei kürzerer Brennweite offensichtlich das gebündelte Sonnenlicht über einen längeren Anteil des Jahres und des Tages auf das Absorberelement fallen.
  • Bei kurzer Brennweite rückt andererseits das Absorberelement näher an den Deckkörper heran, sodaß mehr Wärme nach außen verloren geht.
  • Es versteht sich auch, daß insbesondere die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Deckkörper (letzterer ohne Zylinderlinsen) auch zusammen mit herkömmlichen Plattensammlern verwendet werden können, wobei sie als lichtdurchlässige Dach- oder Fassadenplatten dienen.
  • In Bigur 8 ist schematisch eine Heizungsanlage dargestellt, die einen Wandler 105 zur Wärmeerzeugung aufweist. Dieser ist aus Wandlerelementen 107 einer der oben beschriebenen Arten aufgebaut. Die Wandlerelemente stehen mit Sammelleitungen 109 in Verbindung, die ihrererseits mit Hauptleitungen 111 verbunden sind. Eine Umwälzpumpe 113 bewegt ein Wärmetransportmedium wie Wasser durch die Hauptleitungen und die Sammelleitungen. An die Hauptleitungen 111 ist eine Heizung angeschlossen,, die schematisch durch einen Heizkörper 115 wiedergegeben ist, Jedoch in üblicher Weise auch einen Wärmespeicher und eine Wärmepumpe auSweisen kann. Jedes der Wandlerelemente steht direnkt in Verbindung mit einer der Sammelleitungen 109; die Kontaktstellen sind jeweils durch ein Kreuz gekennzeichnet.
  • Bei der in t'igur 9 gezeigten Heizanlage sind Teile, die schon in Figur 8 gezeigten 5reilen entsprechen mit den selben Bezugszeichen versehen. Nur eine einzige Haupt-und Sammelleitung ist vorgesehen und steht mit einer Reihe von am Rande des Wandclers befindliChen Wandlerelementen in Verbindung. Die restlichen Wandlerelemente sind reihenweise über wärmeleitende.Verbidungsteile 119 durchverbunden, und die von ihnen bereitgestellte Wärme wird durch Wärmeleitung zur Haupt-und Sammelleitung transportiert. Die Verbindungsstellen sind wieder durch Kreuze angegeben.
  • Kombinationen der gezeigten VerbindungsmöglictSkeiten zum Aufbau eines Wandlers gemäß den jeweiligen Erfordernissen sind in großer Vielfalt auf einfache Weise realisierbar.
  • Insbesondere können auch die Verbindungsabschnitte beim oberen und unteren ß'nde der Wandlerelemente vorgesehen sein; die Sammelleitungen 109 können auch in vertikaler Richtung statt in horizontaler Richtung verlaufen, sodaß eine Schwerkraftumwälzung des Wärmetransportmediums ermöglicht wird.
  • - Patentansprüche - L e e r s e i t e

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1. Wandler zur Umsetzung von Sonnenergle in ärme mit einem zumindest teilweise lichtGurchlässigen Deckkörper, einer hinter diesem angeordneten Absonberelementanor8.nung und einem hinter der letzteren angeordneterl Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der zugleich als Dacheindeckung oder Außenwandverkleidung dienende Deckkörper (5; 25; 69) eine Mehrzahl im Mittel schwach abfallender Durch laßabschnitte (9; 27; 70) und eine Mehrzahl demgegenüber im Mittel stark abfallender Sicht abschnitte (11; 31; 72) aufweist, die abwechselnd aufeinanderfolgen.
    2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtabschnitte (11; 31) eben sind und im wesentlichen parallel zu einer vorgegebenen Einfallsrichtung der Sonne stehen.
    3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtabschnitte (11;31) zumindest teilweise mit Farbe (21; 33) versehen sind.
    4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßabschnitte (9; 27) zur Bildung von Zylinderlinsen mindestena eine gegewölbte Begrenzungsfläche (17; 29) aufweisen.
    5. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßabschnitte (70) und die Sichtabschnitte (72) stetig in einander übergehen und jeweils paarweise eine gewölbte Begrenzungsfläche zur Bildung einer Zylinderlinse vorgeben.
    6. Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fiichtabschnitte (72) zumindest teilweise mit Parbe (73) versehen sind.
    7. Wandler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß längliche Absorberelemente (19; 35; 83) vorgesehen sind, deren Oberflächen im wesentlichen die Brennlinien zugeordneter Zylinderlinsen bei einem vorgegebenen Winkel der Sonneneinstrahlung enthalten.
    8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Absorberelemente wärmeleitende Metallstreifen (35;83) sind.
    9. Wandler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den länglichen Absorberelementen (83) ein durchgehender fliichiger Absorber (91) angeordnet ist.
    10. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dal3 er aus einer Mehrzahl dachziegelförmiger oder pLlttenförmiger Wandlerelemente (3; 23; 67) aufgebaut ist.
    11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wandlerelemente (3; 23; 67) einen Deckkörper (5; 25; 69), eine Absorberelementenanordnung (13; 19; 35, 39; 83, 85, 91) und einen die Rückseite verschliessenden Isolierkörper (15; 45; 79) aufweist, 12* Wandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper an den Deckkörper angegossen ist.
    13. Wandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberelementenanordnung in den Isolierkörper eingegossen ist.
    14. Wandler nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsabschnitte (41; 95, 97) der Absorberelementenanordnung durch den Isolierkörper (45; 79) nach außen durchgeführt sind.
    15. Wandler nach Ans-,ruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsa)schllitte (41; 95, 97) benachbarter slandlerelemente (3; 23; 67) über wärmeleitende Verbindungsteile (49) verbunden sind.
    16. Wandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Verbindungsteile (49) Isolierkappen (57) aufgesetzt sind.
    17. Wandler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsabschnitte mit lMohrschellenarmen (95, 97) ausgebildet sind, die wahlweise mit einem von einem därmetransportmedium durchströmten Rohr (101) oder einem zylindrischen wärmeleitenden Verbindungsteil verbindbar sind.
    18. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die der Absorberelementenanordnung zugewandte Innenseite des Deckkörpers (5; 25; 69) mit einer Schicht (77) aus lichtdurchlässigem , schlecht wärmeleitendem Kunsstoffmaterial bedeckt ist 19. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberelementenanordnung (35; 83,85) mit einer Schicht (37; 87) aus lichtdurchlässigem, schlecht wärmeleitendem Kunststoffmaterial bedeckt ist,
DE19752548698 1975-10-30 1975-10-30 Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme Withdrawn DE2548698A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752548698 DE2548698A1 (de) 1975-10-30 1975-10-30 Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme
JP51130058A JPS5279337A (en) 1975-10-30 1976-10-30 Apparatus for converting solar energy to heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752548698 DE2548698A1 (de) 1975-10-30 1975-10-30 Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2548698A1 true DE2548698A1 (de) 1977-05-05

Family

ID=5960488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752548698 Withdrawn DE2548698A1 (de) 1975-10-30 1975-10-30 Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS5279337A (de)
DE (1) DE2548698A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2445937A1 (fr) * 1979-01-03 1980-08-01 Favre Jacques Capteur solaire fixe

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5721925Y2 (de) * 1978-04-14 1982-05-12
JPS5819012B2 (ja) * 1979-11-06 1983-04-15 株式会社 藤田兼三工業 屋根

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5345532B2 (de) * 1972-10-06 1978-12-07
JPS5080045U (de) * 1973-11-20 1975-07-10

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2445937A1 (fr) * 1979-01-03 1980-08-01 Favre Jacques Capteur solaire fixe

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5428622B2 (de) 1979-09-18
JPS5279337A (en) 1977-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3039202B1 (de) Lamellendach
EP1592928A1 (de) Hohlkammerprofil zur nutzung der sonnenenergie
WO2008028677A2 (de) Solardach
WO2007096157A2 (de) Solarmodulsystem mit tragstruktur
DE2826832A1 (de) Dachaufbau fuer mit solar-erhitzeranlagen ausruestbare daecher
WO1983002819A1 (fr) Couverture de toit ou element de construction semblable permettant un echange thermique avec l'environnement et utilisable notamment comme collecteur d'energie solaire
DE112019002340T5 (de) Aussenwandmaterial und verfahren zu dessen herstellung
DE3048499A1 (de) Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme
EP0846245A1 (de) Sonnenkollektor
DE19606293C2 (de) Solarthermischer Kollektor
DE2755555C2 (de)
DE2548698A1 (de) Wandler zur umsetzung von sonnenenergie in waerme
DE3044949A1 (de) Rolladen zum abdecken von fluessigkeitsbecken
DE2802682A1 (de) Dachziegel und zugehoerige anordnung fuer die gewinnung der sonnenenergie
DE4444104C1 (de) Wärmeschutz mit passiver Solarenergienutzung
DE2614545A1 (de) Sonnenkollektor
DE202007003078U1 (de) Flacher Solarkollektor zur Konzentration
DE112019001578B4 (de) Mehrstufiges Prismenfenster
DE19607033A1 (de) Sonnenkollektor
WO2006027188A1 (de) Solarkollektor mit transluzenter abdeckung
EP0750165B1 (de) Wärmedämmverbundsystem
DE2510047A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur waermenutzung von sonnenenergie
DE2502594A1 (de) Kollektor fuer sonnenwaerme
DE2617040A1 (de) Absorberplatte zum gewinnen der sonnenstrahlungsenergie
DE2828351A1 (de) Bauelement zur aufnahme und abgabe von strahlungswaerme

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee