DE2555430A1

DE2555430A1 - Solar energy water heating device - provided with a closed system contg. an azeotropic mixt. of methyl propylene glycol and water

Info

Publication number: DE2555430A1
Application number: DE19752555430
Authority: DE
Inventors: Dietrich Richter
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1975-12-10
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1977-06-16

Abstract

A solar energy panel is provided with a closed system for effecting heat transfer. The azeotropic mixt. in the closed system comprises 53 wt.% methyl propylene glycol and 47 wt.% water. This mixt. combines high density, high heat of evapn. low satd. vapour pressure and low f.pt.

Description

Einen geschlossenen Kreislauf durchlaufendes Wärmetransport- A closed cycle heat transfer system

mittel einer Anlage zur Ausnutzung von Sonnenenergie Die Erfindung bezieht sich auf ein einen geschlossenen Kreislauf durchlaufendes Wärmetransportmittel einer Anlage zur Ausnutzung von Sonnenenergie, das in einem der Sonneneinwirkung ausgesetzten Wärmekollektor verdampft und in einem insbesondere als Wärmetauscher ausgebildeten Gerät unter Abgabe von Wärme wieder verflüssigt wird. means of a system for utilizing solar energy. The invention refers to a heat transfer medium running through a closed circuit a system for utilizing solar energy in one of the sun's effects exposed heat collector evaporates and in particular as a heat exchanger trained device is liquefied again with the release of heat.

Als Wärmetransportmittel in Anlagen zur Ausnutzung von Sonnenenergie sind in der Literatur Wasser und - ganz allgemein -Kältemittel vorgeschlagen worden.As a means of heat transport in systems for utilizing solar energy water and, more generally, refrigerants have been proposed in the literature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmetransportmittel zu finden, das sich insbesondere durch hohe Dichte, hohe Verdampfungswärme, niedrigen Sattdampfdruck und niedrigen Gefrierpunkt auszeichnet.The invention is based on the object of a heat transport medium to find that is particularly characterized by high density, high heat of vaporization, low Saturated steam pressure and low freezing point.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß es das azeotrope Gemisch aus Methylpropylenglykol und Wasser mit 53 Gewichtsprozent Methylpropylenglykol sowie 47 Gewichtsprozent Wasser ist.According to the invention, this object is achieved in that it is the azeotropic Mixture of methylpropylene glycol and water with 53 percent by weight of methylpropylene glycol and 47 percent by weight is water.

Die Verwendung des azeotropen Gemisches aus 53 Gewichtsprozent Methylpropylenglykol und 47 Gewichtsprozent Wasser bringt folgende Vorteile: a) Der Nenndruck kann 1 bar betragen; bedingt preisgünstige Anlage; b) die Verdampfungswärme ist relativ hoch (z.B. 149 x 103kJ kg bei 400 C Sattdampftemperatur); daher kann die Umlaufmenge relativ klein gehalten werden, c) hohe Wärmeübergangskoeffizienten bei Blasenverdampfung und Kondensation; & des Methylpropylenglykol-Wasser-Azeotropsl,() bis 1,1 mal so groß wie goldes des Wassers; d.h.The use of the azeotropic mixture of 53 percent by weight methyl propylene glycol and 47 percent by weight water has the following advantages: a) The nominal pressure can 1 be in cash; conditionally inexpensive system; b) the heat of vaporization is relative high (e.g. 149 x 103kJ kg at 400 C saturated steam temperature); therefore, the amount in circulation can are kept relatively small, c) high heat transfer coefficients with bubble evaporation and condensation; & of the methyl propylene glycol-water azeotrope, () up to 1.1 times as big as the gold of the water; i.e.

kleine Wärmetauschflächen notwendig, d) keine Einfriergefahr im Winter; (Flockenbildung beginnt bei 350 C)> e) nicht giftig und ausgesprochen umweltfreundlich, f) hohe Dichte des Sattdampfes, g) fUr den Wärmetransport ist keine Umwälzpumpe erforderlich und h) Möglichkeit des Baus einfacher und wirtschaftlicher Haus-Sonnenenergie-Nutzungsgeräte zu erschwinglichen Preisen. small heat exchange surfaces necessary, d) no risk of freezing in winter; (Flake formation starts at 350 C)> e) non-toxic and extremely environmentally friendly, f) high density of saturated steam, g) there is no circulation pump for heat transport required and h) Possibility of building simple and economical house solar energy utilization devices at affordable prices.

In der Zeichnung ist das Grundschema einer Anlage zur Auswertung von Sonnenwärme dargestellt. Auf der Außenseite eines Hausdachs 1 ist der der Sonneneinstrahlung 2 ausgesetzte Wärmekollektor 3 angeordnet. Der Wärmekollektor 3 ist über Leitungen 4, 5 (Dampfleitung 4; Kondensatleitung 5) mit einem Wärmetauscher 6 verbunden. Das Rohrsystem im Wärmekollektor, die Leitungen 4, 5 und das Rohrsystem im Wärmetauscher bilden ein geschlossenes System, in dem das Wärmetransportmittel im Kreislauf geführt ist. Der Wärmetauscher gibt die Wärme an ein anderes Medium, z.B. kaltes Wasser, ab, was dadurch entsprechend erwärmt wird. Dieses erwärmte Wasser wird dann einem Verbraucher, z.B. im Haus installierten Heizkörpern zugeführt.The drawing shows the basic scheme of a system for evaluating Solar heat shown. On the outside of a house roof 1 is that of solar radiation 2 exposed heat collector 3 arranged. The heat collector 3 is via lines 4, 5 (steam line 4; condensate line 5) connected to a heat exchanger 6. That Pipe system in the heat collector, lines 4, 5 and the pipe system in the heat exchanger form a closed system in which the heat transport medium is circulated is. The heat exchanger transfers the heat to another medium, e.g. cold water, which is heated accordingly. This heated water then becomes one Consumers, e.g. heaters installed in the house.

Als Wärmetransportmittel wird das azeotrope Gemisch von Methylpropylenglykol und Wasser (53 Gewichtsprozent Methylpropylenglykol und 47 Gewichtsprozent Wasser) verwendet.The azeotropic mixture of methyl propylene glycol is used as the heat transport medium and water (53 percent by weight methyl propylene glycol and 47 percent by weight water) used.

Das Methylpropylenglykol (chemische Formel CH3 CH2 CHOH CH20H; Herstellung durch Anlagerung von 1 Mol Propylenoxyd an Methylalkohol) ist in der Verfahrenstechnik bekannt. Es wurde unseres Wissens bisher aber nur als Lösungsmittel eingesetzt.The methyl propylene glycol (chemical formula CH3 CH2 CHOH CH20H; manufacture by the addition of 1 mole of propylene oxide to methyl alcohol) is in process engineering known. To the best of our knowledge, however, it has only been used as a solvent so far.

Überraschenderweise hat sich nun aber gezeigt, daß das vorgenannte azeotrope Gemisch aus Methylpropylenglykol und Wasser als Wärmetransportmittel besondere Vorteile aufweist.Surprisingly, however, it has now been shown that the aforementioned azeotropic mixture of methyl propylene glycol and water as a special heat transport medium Has advantages.

Die Sonneneinstrahlung bewirkt die Verdampfung des Methylpropylenglykol-Wasser-Azeotrops im Wärmekollektor 3. Der entstehende Dampf strömt von selbst zum Wärmetauscher 6, wo er seine Kondensationswärme an das zu erwärmende Wasser abgibt. Das Kondensat fließt von selbst durch das geodätische Gefälle zum Wärmekollektor zurück, wo es erneut verdampft.The sunlight causes the evaporation of the methyl propylene glycol-water azeotrope in the heat collector 3. The resulting steam flows by itself to the heat exchanger 6, where it gives off its heat of condensation to the water to be heated. The condensate flows by itself through the geodetic gradient back to the heat collector, where it evaporated again.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung des speziellen Wärmetransportmittels im Zusammenhang mit der Anlage gemäß dem dargestellten Grundschema beschränkt. So kann beispielsweise zwischen Wärmetauscher und Wärmekollektor auch eine Wärmepumpe vorgesehen sein.The invention is not limited to the use of the specific heat transport medium limited in connection with the system according to the basic diagram shown. So For example, a heat pump can also be installed between the heat exchanger and the heat collector be provided.

Bei dem angegebenen azeotropen Gemisch des Wärmetransportmittels handelt es sich um das aktive, im Kreislauf geführte Wärmetransportmittel. - Werden vom azeotropen Gemisch etwas abweichende Einfüllmischungen gewählt, dann stellt sich nach einer Anlaufphase das azeotrope Gemisch von selbst ein.In the specified azeotropic mixture of the heat transport agent acts it is the active, circulating heat transport medium. - Will be dated azeotropic mixture slightly different filling mixtures selected, then it turns out after a start-up phase, the azeotropic mixture starts up by itself.

Die entsprechende Überschußmenge des einen Gemischpartners verbleibt als inaktives Medium an einer geeigneten Stelle im Kreislauf.The corresponding excess amount of one mixture partner remains as an inactive medium at a suitable point in the circuit.

Claims

Claim "; Heat transport medium running through a closed circuit a system for utilizing solar energy in one of the sun's effects exposed heat collector evaporates and in particular as a heat exchanger trained device is disused again with the release of heat, characterized in that that it is the azeotropic mixture of methyl propylene glycol and water with 55 percent by weight Methyl propylene glycol and 47 percent by weight water.