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Anordnung für ein Leitungssystem
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eines Solar-Strahlungssammlers Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Plüssigkei:tszu- und/oder -aMfuhr für zumindest ein insbesondere aus elastischem
Material bestehendes Leitungssystem eines Solar-Strahlungssammlers.
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Gegenstand älterer Anmeldungen bilden beispielsweise zur Aufheizung
des Wassers in Schwimmbädern durch die Sonnenenergie bestimmte.Solar-Strahlungssammler
aus elastischem Material. Sie sind beispielsweise nach Art einer Buftmatratze aus
derart geschweißten Plastikbahnen hergestellt, daß innerhalb derselben beispielsweise
maanderförmige Wege für das zu erwärmende Wasser zwischen einer Wasserzufuhr und
einer Wasserabfuhr vorliegen, oder sie sind hergestellt aus Schlauch bzw. Schlauchstücken
in einer Anordnung, die einen möglichst langen Strömungsweg des Wassers und damit
eine möglichst gute Aufheizung desselben durch die Sonnenenergie bei geringstmöglichem
Platzbedarf sicherstellt. Beispielsweise dienen hierzu im Bereich ihrer Innenwand
schwarz eingefärbte Schläuche, die zu einer mattenartigen Anordnung zusammengefaßt
sind.
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Insbesondere bei derartigen, aus elastischem Material hergestellten
Leitungssystemen für Solar-Strahlungssammler, die verständlicherweise auch zu anderen
Zwecken, beispielsweise zur Gewinnung von
Warmwasser für eine Warmwasserversorgung
oder eine Heizung Einsatz finden können, müssen, wie eingehende Versuche gezeigt
haben, eine Reihe von strömungstechnischen Gesichtspunkten in Verbindung mit der
Tatsache berücksichtigt werden, daß der zulässige Flüssigkeitsdruck in einem derartigen
Leitungesysten- verständlicherweise begrenzt ist.
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Wie erfindungsgemäß erkannt wurde, können diese -esichtspiinicte in
hinsichtlich des Platzbedarfs und des konstruktiven Aufwands optimaler Weise Berücksichtigung
finden bei der Auslegung der zur Flüssigkeitszu- und/oder -abfuhr für das Leitungssystem
dienenden Anordnung. Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung
der genannten Art zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß sie die bei -dem Leitungssystem
eines Solar-Strahlungssammlers auftretenden strömungstechnischen Aufgaben, beispielsweise
die Einhaltung eines vorgegebenen Maximaldrucks und die Vermeidung des Auslaufens
der Flüssigkeit aus dem Leitungssystem, mit möglichst geringem Aufwand löst. Die
erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung
einmündet in einen Zuleitungsverteiler, der Mittel zur Wahrung einer definierten
Lage, einen Anschluß für das Leitungssystem sowie zumindest einen Steiger aufweist,
dessen Höhe bei Auftreten eines vorgegebenen Maximaldrucks im Leitungssystem einen
Überlauf bildend dimensioniert ist.
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Der Steiger, der zweckmäßigerweise durch ein Steigrohr aus einem das
Erkennen des Flüssigkeitsspiegels ermöglichend lichtdurchlässigen Material besteht,
weist infolge der vorhandenen Mittel zur Wahrung einer definierten Lage der Anordnung,
die also nach Art von Füßen wirken bzw. entsprechend ausgebildet sind, stets nach
oben und sorgt dafür, daß der Druck in dem angeschlossenen Leitungssystem des Solar-Strahlungssammlers
den vorgegebenen Maximalwert auch dann nicht überschreitet, wenn infolge unsachgemäßer
Bedienung eines Hahns oder dergleichen im Zuge der Zuleitung eine zu große Wassermenge
zugeführt
wird. Durch Beobachten des Wasserspiegels in dem Steiger, der zu diesem Zweck auch
eine Markierung tragen kann, ist es möglich, die Wasserzufuhr zu dem Leitungssystem
auf einen vorher ermittelten optimalen Wert einzustellen.
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Zweckmäßigerweise liegt der Anschluß für das Leitungssystem höher
als die Einmündungsstelle der Zuleitung, damit ein Leerlaufen des Leitungssystems
des Strahlungssammlers durch irgendwelche, zuleitungsseitige Vorgänge verhindert
ist.
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Als zweckmäßig hat sich erriesen, dem Zuleitungsverteiler als Eauptbestandteil
einen stirnseitig bis auf die Einmündung einer Zuleitung an zumindest einer seiner
Stirnseiten geschlossenen, horizontal angeordneten Rohrkörper zu geben, der auf
seinem Umfang den Anschluß für das Leitungssystem trägt . Zum Parallelbetrieb mehrerer
Leitungssysteme kann der Rohrkörper auf seinem Umfang gleichsam in linienförmiger
Anordnu:ng mehrere Anschlüsse für jeweils ein Leitungssystem tragen.
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Diese gestreckte Ausbildung der Anordnung im Rahmen der Zuleitung
läßt sich auch leicht mit einer entsprechenden Anordnung für einen Ableitungsverteiler
kombinieren, der ebenfalls mit einem Steigr versehen ist. Der Ableitungsverteiler
kann im übrigen in der gleichen Weise aufgebaut sein wie der Zuleitungsverteiler,
so daß über seine Konstruktion im einzelnen keine Angaben gemacht zu werden brauchen.
iBei ihm dient jedoch der Steiger einem anderen Zweck. Wie sich nämlich gezeigt
hat, ist beim Einschalten-der Flüs-sigkeitszu fuhr ein kurzzeitiger Druckanstieg
im Ableitungsverteiler erforderlich, damit die Flüssigkeit aus diesem entgegen den
Widerstand von Luft säcken in der in Strömungsrichtung dahinterliegenden Ablaufleitung
abfließen kann. Derartige Luftsäcke lassen sich insbesondere bei den flexiblen Anschluß
leitungen für mattenartige Solar-Strahlungs sammler praktisch nicht vermeiden.
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Auch hier verhindert die Verwendung eines Steigers, der zweckmäßigerweise
wiederum als Steigrohr ausgebildet ist, einen unerwünscht hohen Druckanstieg.
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Wie erwähnt, sind bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung
Zuleitungs- und Ableitungsverteiler zusammengefaßt zu einer konstruktiben Einheit.
Schon aus Raungründen wird man die Anschlüsse an Zu- und Ableitungsverteiler auf
derselben Seite dieser Einheit anordnen; damit die Anschlüsse an den beiden Verteilern
sich gegenseitig nicht behindern bzw. man nicht stark gekrümmte Schläuche oder dergleichen
daran anschließen muB, wird man Zu- und Ableitungsverteiler höhenversetzt anordnen.
Dies ermöglicht auch das Vorsehen von Anschlüssen sowohl am Zu- als auch am Ableitungsverteiler
auf beiden Seiten, so daß die erfindungsgemäße Anordnung dann gleichsam inmitten
von Beitungssystemen eines mehrere Leitungssysteme aufweisenden Solar-Strahlungssammlers
liegt.
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Diese erfindungsgemäße Zusammenfassung der beiden Leitungsverteiler
bietet ferner die Möglichkeit, eine Überlauföffnung des Steigers des - dann etwas
höher angeordneten - Zuleitungsverteilers oberhalb einer vorzugsweise trichterartig
erweiterten Überlauföffnung des Steigers des Ableitungsverteilers anzuordnen. Das
beim Überschreiten des vorges@b@@en Mazl @ldrucks aus dem Steiger des Zuleitungsverteilers
austretende Wasser wird dann direkt dem Ableitungsverteiler zugeführt, so daß es
nicht unkontrolliert auf den Boden fließt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Figuren erläutert, von (Jenen Figur 1 eine Seitenansicht und Figur 2 eine Draufsicht
wiedergeben.
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Der Figuren liegt eine Konstruktion zugrunde, bei der der Zuleitungsverteiler
1 und der Ableitungsverteiler 2 zu einer konstruktiv@n Einheit zusammengefaßt sind.
Wie ersichtlich, sind die beiden
Verteiler in Eöhen- und Seitenrichtung
derart versetzt angeordnet, daß der Ableitungsverteiler etwas höher als der Zuleitungsverteiler
und etwas entfernt von dem bei 3 angedeuteten Leitungssystem des Solar-Strahlungssammlers
verläuft.
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Im einzelnen enthalten die beiden Verteiler jeweils einen Rohrkörper
4 bzw. 5; die beiden Rohrkörper haben geschlossene Stirnseiten.
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In die in Figur 1 vordere Stirnwand des Rohrkörpers 4 mündet die beispielsweise
mit dem üblichen Wassernetz verbundene Zuleitung 6 unterhalb der horizontalen Mittelebene
des Rohrkörpers 4 ein, während in die in Figur 1 vordere Stirnwand des Rohrkörpers
5 die Ableitung 7, ebenfalls unterhalb der horizontalen Mittelebene des Rohrkörpers
5, einmündet; sie führt beispielsweise zu einem Schwimmbad. Verständlicherweise
ist es auch möglich, beispielsweise unter Verwendung einer Pumpe über die Zuleitung
6 das im Schwimmbekken befindliche Wasser der Anordnung zuzuführen und nach Erwärmung
über die Ableitung 7 das erwärmte Wasser wieder in das Schwimmbecken abzuführen,
so daß ein geschlossener Kreislauf entsteht.
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Während in Figur 1 nur ein Leitungssystem 3 des Solar-Strahlungesammler
erkennbar ist, zeigt die Draufsicht gemäß Figur 2, daß hier insgesamt vier derartige
Leitungssysteme-vorhanden sind, die mit 3 3', 3" und 5"'bezeichnet sind. Da die
verschiedenen Leitungssysteme parallel gespeist werden, weist der Rohrkörper 4 insgesamt
vier Anschlüsse 8 bis 11 für die Flüssigkeitszufuhr zu den einzelnen Leitungsystemen
3 bis 3"'auf; entsprechend ist der dem Ableitungsverteiler zugeordnete Rohrkörper
5 mit vier Anschlüssen 12 bis 15 zur Rückführung der Flüssigkeit ausgerüstet. Die
Verbindung zwischen diesen Anschlüssen einerseits und den Leitungssystemen des Solar-Strahlungssammlers
andererseits erfolgt, wie in Figur 1 angedeutet, zweckmäßigerweise durch Schläuche
oder andere flexible Leitungsgebilde.
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Wie gesagt, sind die beiden Leitungsverteiler 1 und 2 zu einer konstruktiven
Einheit
zusammengefaßt. Zu diesem Zweck ruhen die Rohrkörper 4 und 5 in paralleler Lage
in Ausnehmungen in zwei als Füße dienenden Querwänden 16 und 17, die dafür sorgen,
daß die Rohrkörper 4 und 5 stets zumindest ungefähr horizontal verlaufen. Durch
ist zugleich sichergestellt, daß die beiden Steige 18 und 19, die hier als Steigrohre
aus durchsichtigem Material ausgabildet sind, stets zumindest ungefähr senkrecht
nach oben weisen. Ihre oberen Enden sind verständlicherweise gegen die Atmosphäre
offen. Die Länge des Steigers 18, d.h. seine Höhe H über dem Erdboden, ist so bemessen,
daß der Flüssigkeitsspiegel in ihm nur bis zum Erreichen eines vorgegebenen Maximaldrucks
in den Leitungssystemen 3 bis 3"' ansteigen kann. Anschließend tritt Flüssigkeit
aus dem Steigrohr 18 aus, dessen offenes Ende seitlich über das trichterförmige,
offene obere Ende 20 des Steigars 19 des Ableitungsverteilers 2 geführt ist, so
daß die Flüssigkeit dann zurückläuft in den Kreislauf. Das Steigrohr 19 an dem Ableitungsverteiler
2 dient dazu, kurzzeitig eine Druckerhöhung bei Einschaltvorgängen zuzulassen; diese
Druckerhöhung ist erforderlich, um das Abfließen des Wassers aus dem Ableitungsverteiler
2 entgegen dem Widerstand von Luftsäcken in der angeschlossenen Leistung zu ermöglichen.
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Wie Figur 1 zeigt, stellt sich im stationären Betrieb der Flüssigkeitspegel
im Steigrohr 18 mit einer Höhe h1 ein, die um eine Strecke oberhalb der Höhe h3
des Anschlusses 12 am Ableitungsverteiler 2 liegt, die ihrerseits ein Maß für den
Durchflußwiderstand durch die erfindungsgemäße Anordnung und vor allem die Beitungssysteme
3 bis 3''' ist. Der Flüssigkeitsspiegel im Ableitungsverteiler 2 liegt dagegen im
stationären Fall innerhalb des Rohrkörpers 5 und besitzt die Höhe h4. Nur bei Einschaltvorgängen
können Druckspitzen auftreten, die zu einem Ansteigen des Pegels auf die Höhe h4'
führen können.
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Sowohl die Zuleitung 6 als auch die Ableitung 7 münden in den entsprechenden
Rohrkörper 4 bzw. 5 unterhalb seiner horizontalen Mittelebene
ein,
dadurch ist einer Zerstörung der Rohrkörper durch Eisbildung im Winter vorgebeugt.
Die Anordnung kann also im Winter im Freien bleiben, auch wenn sie nicht im Betrieb
ist.
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Wie Figur 1 zeigt, bestimmt die Ableitung 7 die Höhe h4 des Wasserspiegels
im Rohrkörper 5.
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Beide Anschlüsse 8 und 12 zur Speisung der Leitungsysteme 3 bis 3'''
liegen um h2 bzw. h3 über der Ebene des Solar-Strahlungssammlers Diese beiden Höhen
sind nur aus konstruktiven Gründen unterschiedlich gewählt.
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Wie nur in Figur 1 bei 20 und 21 angedeutet, können die beiden Leltungsverteiler
1 und 2 auch beidseitig mit Anschlüssen versehen sein, so daß sie auch zur Speisung
von in Figur 1 links von ihnen angeordneten Leitungsystemen Verwerdung finden können.
Der konstruktive Aufwand ist in diesem Fall besonders klein, da die erfindungsgemäße
Anordnung dann einer noch größeren unzahl von Leitungssystemen zugeordnet ist.