DE2559447A1

DE2559447A1 - Solar energy utilization - energy is directly transferred into heat, with radiation absorbent surfaces

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Publication number: DE2559447A1
Application number: DE19752559447
Authority: DE
Inventors: Heinz Poellein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-07
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1976-12-02

Abstract

The light-and heat radiation of the sun are directly converted into heat, via radiation-absorbent surfaces. The resulting heat is transferred to a liquid, and supplied via a positive circuit to a heat store and a water heater, for use. The liquid is then returned to the circuit, to be re-heated. The sunlight radiation is measured by a light scanner, and the temperature of the surfaces absorbing the solar energy is simultaneously measured by a sensor. a certain measured value combination is both sensor and scanner automatically switches in a circuit, limited to the heat store and water heater, excluding the absorbent surfaces. Parallel elements of the heat store are individually switched into the circuit.

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZELHENKEL, KERN, FEILER & HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UNDBAVARIAN MORTGAGE AND

TELEX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-8511tTELEX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 EXCHANGE BANK MUNICH No. 318-8511t

Ti=IFFOV- mm 66 31*1 66 30 91-92 χ*κτ w««.«■ >- * *v u«^ DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914Ti = IFFOV- mm 66 31 * 1 66 30 91-92 χ * κτ w ««. «■> - * * vu« ^ DRESDNER BANK MUNICH 3 914

TELEGRAMME ELUPSO.DMÜNCHEN D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHHN IB, <7 - S09TELEGRAMS ELUPSO.DMÜNCHEN D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHHN IB, <7 - S09

Heinz Poellein
8 München 22Heinz Poellein
8 Munich 22

Christophstraße 4 , _o Christophstrasse 4, _o

1313th

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmenutzung von SonnenenergieMethod and device for the use of heat from solar energy

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmenutzung von Sonnenenergie bzw. der Licht- und Wärmestrahlung der Sonne.The invention relates to a method and a device for utilizing heat from solar energy or light and thermal radiation the sun.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sonnenenergie mit auch in gemäßigten Breiten wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu nutzen» wobei insbesondere auch eine einfache und funktionsfähige Überbrückung sonnenarmer Zeiträume gewährleistet sein muß, und der Betrieb und die Herstellung der dazu notwendigen Anlagen leicht auf verschieden hohe Anforderungen angepaßt werden kann, und zwar durch Verwendung satzweise als Fertigteile herstellbarer Einzelelemente.The invention is based on the object of providing solar energy with an economically justifiable expense even in moderate latitudes to use »whereby, in particular, a simple and functional bridging of periods of low sunshine is guaranteed must be, and the operation and manufacture of the necessary systems easily to different high requirements can be adapted by using individual elements that can be produced in sets as prefabricated parts.

Demgemäß besteht die Erfindung in einem Verfahren, bei dem die Licht- und Wärmestrahlung der Sonne unmittelbar mittels diesem Strahlung absorbierender Flächen in Wärme umgewandelt wird, die dabei erhaltenen Wärmemengen auf eine Flüssigkeit übertragen und von dieser in einem Zwangskreislauf zunächst einem Wärmespeicher und dann einem Warmwassererhitzer zugeführt werden, über welchen die Wärmemengen wirtschaftlich genutzt werden, wonach die Flüssigkeit wieder zur erneuten Aufnahme von Wärme dem Kreislauf zurückgeführt wird. Ke/ro - 2 Accordingly, the invention consists in a method in which the light and heat radiation of the sun is converted directly into heat by means of these radiation-absorbing surfaces, the amounts of heat thus obtained are transferred to a liquid and first fed to a heat accumulator and then to a hot water heater in a forced circuit over which the amount of heat can be used economically, after which the liquid is returned to the cycle for renewed absorption of heat. Ke / ro - 2

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Mit diesem Verfahren und der nachstehend beschriebenen zugehörigen Vorrichtung wird - insbesondere, wenn die Flüssigkeit Wasser ist - die Möglichkeit geschaffen, das erfindungsgemäße System auf kleinem Raum bei Ausnutzung einer möglichst großen Wärmemenge in einem temperaturmäßig bewußt niedrigen Temperaturbereich, z.B. speziell zwischen ca. 50 - 60⁰C, technisch vorteilhaft zu nutzen. In einem solchen Temperaturbereich (<60°C) können alle gängigen Wärme Verwendungen eines Haushalts erfolgen, ohne daß einerseits Probleme der Verkalkung zu befürchten sind, Jedoch technisch günstige Werkstoffe, wie z.B. Kunststoffe, einsetzbar sind. Wegen der niedrigen Betriebstemperatur ist es auch nicht notwendig, technisch aufwendige Mittel, z.B. Spiegel, Prismen o.dgl., zur Verstärkung der Sonneneinstrahlung einzusetzen. Es entfällt mit der Erfindung auch jegliche Notwendigkeit, die Sonnenkollektoren mit dem Verlauf der Sonne dementsprechend mitführen zu müssen.With this method and the associated device described below, the possibility is created - especially when the liquid is water - to use the system according to the invention in a small space while utilizing the greatest possible amount of heat in a temperature range that is deliberately low in terms of temperature, e.g. especially between approx ⁰ C, technically advantageous to use. In such a temperature range (<60 ° C) all common heat uses of a household can take place without fear of calcification problems on the one hand, but technically favorable materials such as plastics can be used. Because of the low operating temperature, it is also not necessary to use technically complex means, for example mirrors, prisms or the like, to intensify the solar radiation. The invention also eliminates any need to have to carry the solar collectors along with the course of the sun.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Sonnenlichteinstrahlung mit einem Lichtfühler sowie gleichzeitig die Temperatur der die Sonneneinstrahlung absorbierenden Flächen mit einem Temperaturfühler gemessen werden und daß auf eine bestimmte Meßgrößenkombination der beiden Fühler hin automatisch ein auf Wärmespeicher und Warmwassererhitzer beschränkter Kreislauf unter Ausschaltung der absorbierenden Flächen geschaltet wird.An essential feature of the method according to the invention lies in the fact that the sunlight with a light sensor and at the same time the temperature of the Solar radiation absorbing surfaces can be measured with a temperature sensor and that on a certain The combination of measured variables of the two sensors is automatically limited to a heat storage tank and hot water heater Circuit is switched off by switching off the absorbent surfaces.

Dadurch wird vermieden, daß in für eine Wärmenutzung nicht ausreichenden Zeiten (z.B. bei Nacht) die die Wärme umwandelnden Strahlungsflächen das System nicht ungebührend abkühlen. Mit der kombinierten Messung sind alle denkbaren Eventualfälle erfaßt. Bei Vorhandensein entsprechender Temperatur- und Helligkeitsgrade gibt diese Steuerung den ge-This avoids having to convert the heat in times that are not sufficient for heat utilization (e.g. at night) Radiation surfaces do not unduly cool the system. With the combined measurement, all are conceivable Contingencies recorded. If the corresponding temperature and brightness levels are available, this control gives the appropriate

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samten Kreislauf zu den wärmeabsorbierenden Flächen frei. Fehlt eine dieser Voraussetzungen, dann wird auf den verküreten Kreislauf Wärmespeicher - Warmwassererhitzer umgeschaltet. free circulation to the heat-absorbing surfaces. If one of these prerequisites is missing, then it will be shortened Circuit heat storage - hot water heater switched over.

Ein entscheidendes Merkmal der Erfindung liegt zudem nicht nur in der optimalen Anwendung von Speichern, sondern auch in ihrer Steuerung, indem parallel zueinander geschaltete Einheiten des Wärmespeichers jeweils einzeln in den Kreislauf eingeschaltet werden, wobei bei Erreichen der oberen Soll-Wärmekapazität einer Einheit automatisch eine andere Einheit in den Kreislauf eingeschaltet wird und bei Erreichen der jeweils unteren Soll-Wärmekapazität einer Einheit die anderen Einheiten entsprechend sukzessiv in den Kreislauf eingeschaltet werden.A decisive feature of the invention lies not only in the optimal use of memories, but also in their control, in that units of the heat storage tank connected in parallel are each individually in the circuit be switched on, whereby when the upper target heat capacity of one unit is reached, another unit is automatically switched on Unit is switched on in the circuit and when the respective lower target heat capacity of a unit is reached the other units are accordingly switched on successively in the cycle.

Da die Verwendung von Kalorien-Meßgeräten kostspielig und störanfällig ist, erlaubt dieses Betriebsverfahren eine Kontrolle des Speicherstands nur über einen Temperaturfühler in den Speichereinheiten, und zwar nach der Anzahl der noch vollen oder schon leeren Speichereinheiten.Since the use of calorie meters is expensive and prone to failure, this method of operation allows one The storage level can only be checked via a temperature sensor in the storage units, based on the number the storage units that are still full or already empty.

Die Erfindung besteht im übrigen aus einer Vorrichtung zur Wärmenutzung von Sonnenlichtenergie zur Durchführung des Verfahrens mit einem der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Energiekollektor und einer Einrichtung zur Übertragung der Energie ins Innere eines Gebäudes, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Energiekollektor Elemente zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenlichtenergie in Wärme sowie eine damit in Kontakt stehende Rohrleitungseinrichtung zum Ableiten der aufgenommenen Wärme und zu deren Übertragung ins Innere des Gebäudes aufweist, welche von einer Wärmeenergie aufnehmenden Flüssigkeit durchflossen wird, und daß in die Rohrleitungseinrichtung ein Wärmespeicher und ein Warmwassererhitzer mit einem Wärmetauscher in einen Kreislauf eingeschaltet sind, wobei vorzugsweise der EnergiekollektorThe invention also consists of a device for Use of heat from sunlight energy to carry out the process with one exposed to sunlight Energy collector and a device for the transmission of energy into the interior of a building, which is characterized is that the energy collector elements for absorbing and converting sunlight energy into heat as well as a pipeline device in contact therewith for dissipating the absorbed heat and for its transfer into the Has interior of the building, which is traversed by a thermal energy absorbing liquid, and that in the Pipeline device a heat accumulator and a hot water heater with a heat exchanger in a circuit are switched on, preferably the energy collector

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der Wärmespeicher und der Warmwassererhitzer im Kreislauf hintereinandergeschaltet sind. Der Kreislauf kann dabei mit einer Umlaufpumpe unter Zwangsumlauf stehen.the heat storage tank and the hot water heater are connected in series in the circuit. The cycle can do it are under forced circulation with a circulation pump.

Zum wechselweisen Betrieb über die Energiekollektoren oder die Speicher ist es von entscheidender Bedeutung für einen großen Wirkungsgrad der Erfindung, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der der Wärmespeicher und der Warmwassererhitzer in einen vom Energiekollektor unabhängigen Kreislauf umsteuerbar ist.For alternating operation via the energy collectors or the storage it is of decisive importance for a high efficiency of the invention that a device is provided with which the heat accumulator and the hot water heater can be reversed into a circuit that is independent of the energy collector.

Als einfachste Lösung kann als die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit Wasser, vorzugsweise mit Gefrierschutzmitteln (z.B. bis -23 C) verwendet werden.The simplest solution can be water, preferably with anti-freeze agents, as the liquid transporting the thermal energy (e.g. down to -23 C).

Zur Umsteuerung von Nutzungszeiten mit Sonneneinstrahlung auf Zeiten mit reinem Speicherenergieverbrauch besitzt eine Meß- und Regeleinrichtung einen Lichtfühler und einen Temperaturfühler, wobei der Lichtfühler z.B. eine Fotozelle, das einfallende Sonnenlicht mißt und der Temperaturfühler die Temperatur der wärmeaufnehmenden Elemente, und die Meß- und Regeleinrichtung auf die Kombination beider Meßgrößen ansprechbar ist.To switch from usage times with solar radiation to times with pure storage energy consumption, a Measuring and control device a light sensor and a temperature sensor, the light sensor e.g. a photocell, the incident sunlight measures and the temperature sensor the temperature of the heat-absorbing elements, and the measuring and Control device is responsive to the combination of both measured variables.

Um eine Überhitzung in Zeiten hohen Energieanfalls und vergleichsweise geringer Energieentnahme zu vermeiden, kann es aus Sicherheitsgründen wichtig sein, wenn in den Kreislauf eine Einrichtung zum Kühlen des Kreislaufs bei Überhitzung eingebaut ist.About overheating in times of high energy consumption and comparatively Avoiding low energy consumption can be important for safety reasons when in the circulatory system a device for cooling the circuit in the event of overheating is built in.

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Insbesondere für den mit der Erfindung angestrebten technisch optimal nutzbaren Temperaturbereich ist es von ganz besonderer Wichtigkeit, wenn zur Energiespeicherung von der Schmelzwärme Gebrauch gemacht wird, welche eine weit größereIn particular, for the technically optimally usable temperature range aimed for by the invention, it is entirely relevant of particular importance when use is made of the heat of fusion for energy storage, which is a far greater one

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■und vor allem in einem konstanten Temperaturbereich Wärmemenge als z.B. reine Wasserwärmespeicher/zu speichern vermag und für diese Speicherung nur unwesentliche Temperaturerhöhungen benötigen. Erfindungsgemäß wird dafür vorgeschlagen, daß der Wärmespeicher bzw. seine einzelnen Einheiten mit Paraffin gefüllt sind.■ and above all in a constant temperature range Heat quantity as e.g. pure water heat storage / is able to store and for this storage only insignificant temperature increases require. According to the invention it is proposed that the heat accumulator or its individual Units are filled with paraffin.

Paraffin (Schmelzwärme 35 Kcal/kg) hat einen Schmelzpunkt zwischen 52° und 54⁰C, nimmt also die zu speichernde Wärme im optimalen Temperatur-Arbeitsbereich mit einer Veränderung der Arbeitstemperatur von nur 2°C auf bzw. gibt sie ab. Außerdem bestehen beim Schmelzen von Paraffin keine Dampfdruckprobleme. Auch ergeben sich bei Paraffin keinerlei Umweltprobleme bei evtl. auftretenden Leckagen, Demgegenüber ist jegliche Wärmespeicherung, z.B. mittels Wasserspeicher, aufwendig in Konstruktion und Betrieb und ermöglicht auch keine Rückgewinnung der Wärme mit konstanter Temperatur über größere Zeiträume.Paraffin (heat of fusion 35 Kcal / kg) has a melting point between 52 ° and 54 ⁰ C, which takes to be stored heat in the optimum temperature working area with a change in the operating temperature of only 2 ° C and releases it. In addition, there are no vapor pressure problems when melting paraffin. With paraffin there are also no environmental problems whatsoever in the event of leaks. In contrast, any heat storage, for example by means of water storage, is expensive to construct and operate and also does not allow the heat to be recovered at a constant temperature over long periods of time.

Ein sehr wesentlicher Zweck der Erfindung liegt in der einfachen und wirkungsvollen sowie serienmäßig herstellbaren Konstruktion der Elemente zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenlichtenergie in Wärme, welche erfindungsgemäß als satzweise zusammenschaltbare Einzelelemente als vorgefertigte Teile ausgebildet sind. Diese Elemente werden auf der vorwiegend schrägen Dachfläche eines Gebäudes in die normalerweise für die Ziegelbedeckung vorgesehenen Felder angebracht und bilden anstatt der Dachziegel eine dichte, vollwertige Dachhaut eines Hausdaches, so daß sich die herkömmlichen Dacheindeckungen in diesem Bereich erübrigen. Als Fertigteile ist die Montage auf der Baustelle entsprechend einfach. Schließlich bilden die Elemente zugleich eine verbesserte Dachisolierung gegen Wärmeverlust.A very essential purpose of the invention lies in the simple and effective and mass-produced construction of the elements for receiving and converting Sunlight energy in heat, which according to the invention as Individual elements that can be interconnected in sets are designed as prefabricated parts. These elements are based on the predominantly sloping roof surface of a building in the fields normally intended for the tile covering and instead of the roof tiles form a dense, full-fledged roof skin of a house roof, so that the conventional No need for roofing in this area. As prefabricated parts, assembly on the construction site is appropriate simple. Finally, the elements also form improved roof insulation against heat loss.

Während z.B. Rohrschlangen eine relativ kleine brauchbare Nutzoberfläche haben wurden,sind die erfindungsgemäßen EIe-For example, while pipe coils would have a relatively small usable surface area, the inventive egg-

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mente dahingehend aufgebaut, daß sie mit jeweils einer Grundplatte mit in einem bestimmten Abstand darüber wasserdicht angebrachter Deckplatte aus Metall sowie mit (Jeweils einem Zu- und Ablauf für die Kreislaufflüssigkeit ausgebildet sind und daß die Deckplatte mit einer das Sonnenlicht aufnehmenden Schicht bzw. Fläche versehen ist.elements constructed in such a way that they are waterproof, each with a base plate at a certain distance above it attached cover plate made of metal and designed with (each with an inlet and outlet for the circulating fluid and that the cover plate is provided with a layer or surface that absorbs the sunlight.

Als speziell vorteilhaftes Erfindungsmerkmal besteht die Deckplatte aus dünnem, jedoch steifem, mindestens an ihrer Außenseite mattgebürsteten und schv/arz bzw. dunkel eloxiertem Aluminium. Zur Erhöhung der V/ärme aufnahme sind von der Grundplatte zur Deckplatte hochstehende Abstandserhöhungen vorgesehen, welche parallel zueinander angeordnet undwechselweise von gegenüberliegenden Randabstützungen beginnend die Flächenausdehnung der Elemente in Kanäle aufteilen, wobei zwischen zwei jeweils parallel liegenden Kanälen Enddurchlässe ausgespart sind.A particularly advantageous feature of the invention is the Cover plate made of thin, but stiff, at least matt brushed and black / arz or dark anodized on the outside Aluminum. To increase the V / arm absorption, there are raised spacing from the base plate to the cover plate provided, which are arranged parallel to each other and alternately starting from opposite edge supports divide the surface area of the elements into channels, with end passages between two parallel channels are recessed.

Ferner ist nach der Erfindung oberhalb eines mit Luft gefüllten dünnen Luftspalts über der Deckplatte eine Glasplatte als Schutz gegen Witterungseinflüsse vorgesehen. Diese Glas- oder auch transparente Kunststoffplatte sichert die strahlungsabsorbierende Metalloberfläche vor Verschmutzung und Minderung ihres Wirkungsgrads. Außerdem bildet sich zwischen Deckplatte und Glasplatte ein wärmeisolierendes Luftpolster, in dem bis zu einem gewissen Ma$e auch noch Streustrahlung in Wärme umgesetzt wird.Furthermore, according to the invention, a glass plate is above a thin air gap filled with air above the cover plate intended as protection against the weather. This glass or transparent plastic plate secures the radiation-absorbing metal surface from contamination and reduction of its efficiency. It also forms Between the cover plate and the glass plate, a heat-insulating air cushion, to a certain extent also Scattered radiation is converted into heat.

Da die Deckplatte starken wärmedilatorischen Einflüssen ausgesetzt ist, können zur Entlastung ihrer randseitigen dauerelastischen Abdichtung auf ihrer Oberfläche Dehnungssicken oder Rillen angebracht sein, und zwar vorzugsweise parallel zueinander und quer zu den Abstandserhöhungen. Diese erhöhen im übrigen durch die Bildung von Querverbindungen die Durchwirbelung in den Kanälen.Since the cover plate is exposed to strong heat-dilatory influences, it can be used to relieve its edge-side permanently elastic seal on its surface expansion beads or grooves be attached, and preferably parallel to each other and transversely to the increased spacing. These increase the turbulence in the canals through the formation of cross connections.

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Eine unter den genannten Wärmebeanspruchungen der Deckplatte besonders einfache und doch dauerhafte Abdichtung der Deckplatten kann darin bestehen, daß die Deckplatten näie ihren Rändern zur Grundplatte hin abgebogen und unmittelbar am Rand ein kurzes Stück in leichter Abrundung wieder nach außen abgekröpft sind, daß die Randkröpfungen in einer außerhalb der Randabstutzungen vorgesehenen, der Form der Ränder der Deckplatte angepaßten Rundumnut angeordnet sind und diese Nut mit einer elastischen Dichtung derart versehen ist, daß an der jeweils der Randabstutzung gegenüberliegenden Flanke der Nut eine dichte Verbindung zwischen dieser Nutflanke und der Dichtung besteht, während an der von der Außenseite einer Randabstutzung gebildeten Nutflanke die Dichtung fest mit dem abgekröpften Randbereich der Deckplatte verbunden ist, wobei sowohl der Boden der Nut als auch die Randkröpfung im Querschnitt aufeinander angepasste Rundkehlenform besitzen und die halbrunde Randkröpfung bis zum Übergang des halbrunden Nutbodens in die der Randabstützung gegenüberliegende gerade Planke der Nut reicht.A particularly simple and yet permanent seal under the stated thermal loads on the cover plate of the cover plates can consist in that the cover plates are bent at their edges towards the base plate and directly at the edge a short piece in a slight rounding are bent outwards again, that the edge crankings in one provided outside the edge trims, the Shape of the edges of the cover plate adapted round groove are arranged and this groove with an elastic seal is provided in such a way that each of the edge trims opposite flank of the groove, there is a tight connection between this groove flank and the seal, while on the one formed by the outside of an edge truncation Groove flank the seal is firmly connected to the cranked edge area of the cover plate, with both the The bottom of the groove as well as the cranked edge have rounded fillet shape adapted to one another in cross-section and the semicircular Edge cranking up to the transition of the semicircular groove bottom into the straight plank of the opposite edge support Nut is enough.

Die Einfachheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des zugehörigen Verfahrens ergibt sich wegen der vergleichsweise niedrigen Betriebstemperatur sowohl im Rohrleitungssystem als auch durch Verwendung von Paraffin als Speichermittel in der Kombination, daß dementsprechend die Wandung des Speicherbehälters aus Kunststoff bestehen kann.The simplicity of the device according to the invention or the associated method results from the comparative low operating temperature both in the pipeline system and through the use of paraffin as a storage medium in the combination that the wall of the storage container can accordingly consist of plastic.

Dieser Behälter ist auf einfachste Weise wärmeisolierend herstellbar, wenn die Wandung aus jeweils ;einer mit Abstandsprofilen versehenen Außenschale und einer darin eingepaßten Innehschale besteht, deren Zwischenraum mit wärmeisolierendem Material gefüllt ist.This container can be produced in a thermally insulating manner in the simplest possible way if the wall consists of one with spacer profiles provided outer shell and an inner shell fitted therein, the space of which with heat-insulating Material is filled.

Da Paraffin eine gegenüber Wasser (0,21 statt 0,5) deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit besitzt, ist es zur Beschleunigung des Wärmeübergangs notwendig, daß die Wärmeaustauscherrohre mit sich in das Wärmespeichermittel lamellenartig hineinerstreckenden Wärmetauscherflächen ver- Since paraffin has a significantly lower thermal conductivity than water (0.21 instead of 0.5), in order to accelerate the heat transfer it is necessary that the heat exchanger tubes have heat exchanger surfaces that extend into the heat storage means in a lamellar manner.

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sehen sind, welche z.B. aus dünnen Kupferlamellen oder Kupferdrahtgewe'ben "bestehen können.can be seen, which can consist, for example, of thin copper lamellas or copper wire mesh.

Aufgrund der erfindungsgemäß niedrigen Betriebstemperatur kann aber auch sogar die Behalterwandung des Warznwassererhitzers aus Kunststoff hergestellt sein, und zwar mit praktisch den gleichen Formaten und nach gleicher Art wie die Speicherbehälter.Because of the low operating temperature according to the invention but can also even the container wall of the Warznwasserheater be made of plastic, in practically the same formats and of the same type as the storage tanks.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn innerhalb des Behälters des Warmwassererhitzers ein Innenbehälter mit einem im Vergleich zum Behälter erheblich geringeren Volumen vorgesehen ist, in den die Zufuhr des warmen Kreislaufwassers vom Wärmespeicher her mündet. Dabei können ferner die Wärmetauscherrohre zur Entnahme der Wärmeenergie innerhalb des Innenbehälters und im Gegenstrom zur Zufuhr an Kreislaufwärme angeordnet sein.In addition, it is advantageous if an inner container is compared with one inside the container of the hot water heater the container is provided with a much smaller volume, in which the supply of warm circulating water from Heat accumulator opens out. The heat exchanger tubes can also be used to extract the thermal energy within the Inner container and be arranged in countercurrent to the supply of circulatory heat.

Auf diese Weise kommt das im Warmwassererhitzer zu erwärmende Nutzwärmewasser stets mit dem wärmeren Wasser des KreislaufZuflusses in Berührung, und zwar vorzugsweise auch besonders im oberen Teil des Warmwassererhitzers.In this way, the useful warm water to be heated in the hot water heater always comes with the warmer water of the Circulatory inflow in contact, preferably also especially in the upper part of the hot water heater.

Eine für Warmwasserspeicher besonders geeignete Abdichtung zwischen Deckel und Unterteil kann darin bestehen, daß Deckel und Unterteil des Behälters mit ggf. schraubenverbundenen Außenflansch versehen sind und daß an den aufeinanderliegenden Flächen der Wandungen eine zusätzliche Preßdichtung vorgesehen ist, indem die Auflagefläche des Dekkels einen um die gesamte Dichtungsfläche -herumlaufenden hervorstehenden .Randkragen aufweist, welcher in eine in der Auflagefläche' des Unterteils des Behälters eingeformte entsprechende Nut formschlüssig eingreift, wobei die radial äußeren Flanken des Randkragens und der Nut eine flachere Steigung besitzen als die innen liegenden Flanken und dieA seal between the cover and the lower part which is particularly suitable for hot water storage tanks can consist in that Lid and lower part of the container are provided with possibly screw-connected outer flange and that on the one on top of the other Surfaces of the walls an additional press seal is provided by the contact surface of the cover one around the entire sealing surface protruding .Randkragen, which in a molded in the support surface 'of the lower part of the container corresponding Groove engages positively, the radially outer flanks of the edge collar and the groove being flatter Have slope than the inside flanks and the

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Preßdichtung von der Auflagefläche Ms zum Grund der Nut an der innenliegenden Flanke angeordnet ist.Press seal from the support surface Ms to the base of the groove is arranged on the inner flank.

Sinkt die Temperatur der Kreislaufflüssigkeit unter einen bestimmten Minimalwert ab, dann kann - vorzugsweise als Nachtstrom - eine Fremdzusatzbeheizung erfolgen.If the temperature of the circulating fluid falls below a certain minimum value, then - preferably as Night electricity - an external additional heating takes place.

Mit der aus dem Warmwassererhitzer entnehmbaren Wärme kann in erster Linie die Warmwasserversorgung normaler Haushalte gewährleistet werden, wobei für einen vier- oder fünfköpfigen Familienhaushalt in München schon eine nur ca. große Fläche an Energiekollektoren ausreichend ist.With the heat that can be extracted from the hot water heater, the hot water supply for normal households can be guaranteed, whereby only a large area of energy collectors is sufficient for a family household of four or five in Munich.

In der Regel kann die erfindungsgemäße Anlage auch als eine Zusatzheizung - an kühlen Sommertagen, in der Übergangszeit o.dgl. - dienen, so daß die Wirtschaftlichkeit ihren Einsatz insbesondere bei der beschriebenen Einfachheit der Konstruktion voll rechtfertigt. As a rule, the system according to the invention can also be used as additional heating - on cool summer days, in the transition period or the like. - Serve, so that the economy fully justifies their use, especially given the described simplicity of construction.

Letzten Endes ist auch der Betrieb einer Kaltdampfturbine mit Generator (mit Schwefelkohlenstoff - CS₂-) möglich.Ultimately, it is also possible to operate a cold steam turbine with a generator (with carbon disulfide - CS ₂ -).

Die Erfindung wird nachstehend in einem AusfUhrungsbeispiel aijhandevon Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below in an exemplary embodiment aijhandevon drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Arbeitsstellung zur Wärmegewinnung, Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention in its working position for heat generation,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der'\Vorrichtung nach Fig. 1,·. jedoch in ihrer Arbeitsstellung aus einem Wärmespeicher,Fig. 2 is a schematic representation of the '\ device according to Fig. 1, ·. but in their working position from a heat accumulator,

Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf einen Satz erfindungs-Fig. 3 is a plan view from above of a set of the invention

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gemäßer Elemente zur Umwandlung der Sonneneinstrahlung in Wärme,appropriate elements for converting solar radiation into heat,

Fig. 4a einen Längsschnitt durch ein Einzelelement der Einrichtung gemäß Fig. 3f4a shows a longitudinal section through an individual element of the device according to Fig. 3f

Fig. 4b einen Längsquerschnitt durch ein Einzelelenent der Einrichtung gemäß Fig. 3 (Schnitt A-A von Fig. 4a),Fig. 4b shows a longitudinal cross section through a single element of the Device according to Fig. 3 (section A-A of Fig. 4a),

Fig. 4c eine quer zur Längserstreckung eines Einzelelements nach Fig. 3 verlaufende Querschnittsdarstellung (Schnitt B-B von Fig. 4a),4c shows a transverse to the longitudinal extension of an individual element according to Fig. 3 running cross-sectional view (section B-B of Fig. 4a),

Fig. 5 und 6 eine stark vergrößerte Teilschnittdarstellung durch Randabschnitte der in den Fig. 4b und 4c wiedergegebenen Querschnittsdarstellungen,FIGS. 5 and 6 show a greatly enlarged partial sectional view through edge sections of those shown in FIGS. 4b and 4c Cross-sectional representations,

Fig. 7 einen lotrechten Längsschnitt durch eine Einheit eines erfindungsgemäßen Wärmespeichers gemäß Fig. 1 und 2,FIG. 7 shows a vertical longitudinal section through a unit of a heat accumulator according to the invention according to FIG. 1 and 2,

Fig. 8 einen lotrechten Querschnitt durch die Wärmespeichereinheit nach Fig. 7» 8 shows a vertical cross section through the heat storage unit according to FIG.

Fig. 9 einen waagerechten Querschnitt durch eine Wärmespeichereinheit gemäß Fig. 7»9 shows a horizontal cross section through a heat storage unit according to Fig. 7 »

Fig. 10 einen lotrechten Längsschnitt durch einen Warmwassererhitzer nach den Fig. 1 oder 2,10 shows a vertical longitudinal section through a hot water heater according to Fig. 1 or 2,

Fig.11 einen lotrechten Querschnitt durch einen Wannwassererhitzer gemäß Fig. 10, 11 shows a vertical cross section through a tub water heater according to FIG. 10,

Fig. 12 einen horizontalen Querschnitt durch einen Warmwassererhitzer gemäß Fig. 11,12 shows a horizontal cross section through a hot water heater according to Fig. 11,

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Fig. 13 eine aus Schnitts weise Vergrößerung des VersJilußbereichs gemäß Ausschnitten C* in Fig. 7 und 10 eines Wärmespeichers bzw. eines Warmwas sere rhi tzers und13 shows a sectional enlargement of the closure area according to sections C * in Fig. 7 and 10 of a heat accumulator or a Warmwas sere rhi tzers and

Fig. 14 eine Ansicht der ausschnittsweisen Vergrößerung nach Fig. 13» jedoch aus der Sicht des Pfeils C in Fig. 7.14 shows a view of the partial enlargement according to FIG. 13, but from the point of view of arrow C. FIG in Fig. 7.

Gemäß Fig. 1 ist auf der Oberfläche eines vorzugsweise schrägen Daches 2 eines Gebäudes 1 ein Energiekollektor 3 angebracht, welcher gemäß den Pfeilen A der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Ein solcher Energiekollektor sollte vorzugsweise an Südseiten derartiger Dächer 2 oder aber sowohl an einer Ost- als auch einer Westseite vorgesehen sein, während die Anbringung auf einer nach Norden liegenden Dachseite vermieden werden muß.According to FIG. 1, there is an energy collector 3 on the surface of a preferably sloping roof 2 of a building 1 attached, which is exposed to direct sunlight according to the arrows A. Such an energy collector should preferably on the south sides of such roofs 2 or on both an east and a west side be provided, while the installation on a north-facing side of the roof must be avoided.

Der Energiekollektor 3 besteht aus einer Vielzahl von Elementen 4 zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme, welche zur Ableitung der aufgenommenen Energie von einer Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem Gefrierschutz bis zu -23°C versehenem Wasser, durchströmt werden und an eine Rohrleitungseinrichtung zur Übertragung der Wärmeenergie ins Innere des Gebäudes 1 angeschlossen sind.The energy collector 3 consists of a large number of elements 4 for the absorption and conversion of solar energy into heat, which is used to derive the absorbed energy from a liquid, preferably water provided with an anti-freeze down to -23 ° C, is flowed through and on a pipeline device for transferring the thermal energy into the interior of the building 1 are connected.

Über Verbindungsleitungen 24 und 25 ist der Energiekollektor 3 in Strömungsrichtung zunächst mit einem Wärmespeicher 6 verbunden, von dem aus über eine weitere Verbindungsleitung 22 ein Warmwassererhitzer in Reihe in den Kreislauf eingeschaltet ist, welcher über eine Umlaufpumpe 10 (Leistungsaufnahme z.B.0,5 PS) und eine letzte Verbindungsleitung 23 mit dem anderen Ende des Energiekollektors 3 in Verbindung steht. Zu diesem Kreislauf gehört ferner ein Druck- The energy collector is via connecting lines 24 and 25 3 in the direction of flow initially with a heat accumulator 6 connected, from which via a further connecting line 22 a hot water heater in series in the circuit is switched on, which is via a circulation pump 10 (power consumption e.g. 0.5 PS) and a last connecting line 23 is connected to the other end of the energy collector 3. This circuit also includes a pressure

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ausgleichbehälter 19 sowie eine nicht gesondert dargestellte Entlüftung.expansion tank 19 and a not separately shown vent.

In Kreislaufrichtung nach der Umlaufpumpe 10 ist in den Kreislauf mittels eines Umsteuerventils 12 (Motorventil) eine Einrichtung 9 eingeschaltet, mit der der Wärmespeicher 6 und der Warmwassererhitzer 7 in einen vom Energiekollektor unabhängigen Kreislauf umsteuerbar ist, und zwar über eine Umgehungsleitung 11.In the circuit direction after the circulation pump 10 is in the Circuit switched on by means of a reversing valve 12 (motor valve) a device 9 with which the heat accumulator 6 and the hot water heater 7 can be reversed in a circuit independent of the energy collector, namely via a bypass line 11.

Das Umsteuerventil 12 wird automatisch.von einer Meß- und Regeleirichtung 13 in Abhängigkeit einer kombinierten Lichtmessung durch einen Lichtfühler 14 (z.B. Fotozelle) und einen Temperaturfühler 15 betätigt, welcher die Temperatur In einem Luftspalt im Energiekollektor mißt· Das Uinsteuerventil 12 wird nur dann auf Umsteuerung über die Umgehungsleitung 11 betätigt, wenn beide Meßwerte zusammen in einem jeweils bestimmten Meßbereich liegen. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Kreislauf über den Energiekollektor 3 geleitet wird, wenn dessen Temperatur gemäß dem Temperaturfühler 15 zwar noch ausreichend, jedoch die Sonneneinstrahlung gemäß dem Lichtfühler 14 bereits nicht mehr ausreichend ist. Auf diese Weise verhindert die Meß- und Regeleinrichtung 13t daß die im Speicher 6 im Lauf einer Zeit der Sonneneinstrahlung gespeicherte Wärme über den Energiekollektor 3 verlorengeht, wenn keine Sonneneinstrahlung mehr vorliegt.The reversing valve 12 is automatically. From a measuring and Control device 13 as a function of a combined light measurement actuated by a light sensor 14 (e.g. photocell) and a temperature sensor 15, which the temperature In an air gap in the energy collector measures · The Uin control valve 12 is only actuated to reverse via the bypass line 11 if both measured values are combined in one certain measuring range. In this way it is prevented that the circuit via the energy collector 3 is conducted when its temperature is still sufficient according to the temperature sensor 15, but the solar radiation according to the light sensor 14 is no longer sufficient. In this way, the measuring and regulating device prevents 13t that the heat stored in the memory 6 in the course of a period of solar radiation is lost via the energy collector 3, when there is no more solar radiation.

Bei normaler Sonneneinstrahlung auf den Energiekollektor 3 wird die in den Elementen 4 aus der Sonnenenergie gebildete Wärme mittels des Wassers als Transportmittel im Kreislauf zunächst zum Wärmespeicher 6 transportiert, so daß sich der Wärmespeicher 6 bis zu einem bestimmten festgesetzten Wert aufladen kann. Der Kreislauf setzt sich nach dem Wärmespeicher 6 zum Einlauf des Warmvassererhitzers 7 fort, InWith normal solar radiation on the energy collector 3, that formed in the elements 4 from the solar energy Heat by means of the water as a means of transport in the circuit initially transported to the heat accumulator 6, so that the Heat accumulator 6 can charge up to a certain fixed value. The circuit continues after the heat accumulator 6 to the inlet of the hot water heater 7, In

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welchem über einen Wärmetauscher 8 dem Kreislaufwasser diejenige Wärmeenergie entzogen wird, die innerhalb des Gebäudes genutzt werden soll. Dafür können verschiedene Kreisläufe, z.B. 8' und 8", vorgesehen sein. Normalerweise entzieht also der Wärmespeicher 6 dem Kreislauf zunächst so lange Wärme, bis er das Maximum seiner Speicherung erreicht hat. Danach bildet er einen auch in sonnenfreien Zeiten ausreichenden Puffer, um die Wärmeenergiegevinnung über den Warmwassererhitzer 7 und dessen Wärmetauscher 8 kontinuierlich zu gewährleisten.which the circulating water via a heat exchanger 8 Heat energy is withdrawn, which is to be used within the building. Different Circuits, e.g. 8 'and 8 ", can be provided. Normally, the heat accumulator 6 thus initially withdraws from the circuit heat until it has reached the maximum of its storage. Then he also forms one in sun-free Sufficient buffer times to generate heat energy via the hot water heater 7 and its heat exchanger 8 continuously to ensure.

Um in Zeiten hohen Einergieeinfalls und vergleichsweise geringer Energieentnahme eine Überhitzung des Systems zuverlässig auszuschalten, ist eine Einrichtung 16 zum Kühlen des Kreislaufsystems vorgesehen, durch die auf die Messung eines Temperaturfühlers bei Erreichen einer maximalen Sicherheitstemperatur über eine Umsteuereinrichtung 17 eine Kühleinrichtung 18, beispielsweise mit Ventilator und Kühlrippen, eingeschaltet werden kann.To in times of high energy incidence and comparatively low A device 16 for cooling is used to reliably eliminate overheating of the system of the circulatory system provided by the measurement of a temperature sensor when a maximum safety temperature is reached via a reversing device 17 a cooling device 18, for example with a fan and cooling fins, can be switched on.

Während also Fig. 1 die Arbeitsweise des Systems bei Aufnahme von Sonnenenergie zeigt, erfolgt gemäß Fig. 2 bei mangelndem Sonneneinfall die Energiezufuhr zum Warmwassererhitzer 7 ausschließlich aus den Wärmesüe^£hern 6. Als Temperatur des Kreislauf wassers ist/ein Betriebsbereich bis maximal etwa 60 ⁰C vorgesehen, welcher für die normalen Nutzungsarten innerhalb einea Einfamilienhauses völlig ausreicht. While Fig. 1 shows how the system works when solar energy is absorbed, according to Fig. 2, when there is insufficient incidence of sunlight, the energy supply to the hot water heater 7 takes place exclusively from the heaters 6. The temperature of the circuit water is / an operating range up to a maximum of about 60 ⁰ C is provided, which is completely sufficient for normal types of use within a single-family home.

Der Wärmespeicher 6 ist aus mehreren parallel zueinander geschalteten.Einheiten 20 aufgebaut, welche mit Paraffin als Wärmespeichermittel gefüllt sind. Paraffin eignet sich im angegebenen Temperaturbereich für die Wärmespeicherung besonders, well sein Schmelzbereich zwischen 52 - 54°C liegt,The heat accumulator 6 is made up of several units 20, which are connected in parallel to one another and which are made with paraffin are filled as heat storage means. Paraffin is suitable for heat storage in the specified temperature range especially because its melting range is between 52 - 54 ° C,

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so daß bei Durchleiten des erhitzten Kreislaufwassers das innerhalb der Behälter befindliche Paraffin bis zum Erreichen eines Maximalwerts von zunächst 54°C unter Aufnahme von Schmelzwärme schmilzt. Bei Erreichen dieser Temperatur wird über einen Temperaturfühler automatisch durch eine Umsteuereinrichtung 21 die nächste Einheit 20 des Wärmespeichers 6 zugeschaltet, bis auch diese ihre Schmelzwärmekapazität erschöpft hat. Die spezifische Schmelzwärme von Paraffin beträgt 35 Kcal/kg, so daß Jeweils Inhalte von 1200 kg je Einheit 20 etwa ausreichend für einen Tag Energiebedarf eines Vierpersonenhaushalts sind. Die Anzahl der im Baukastensystem zuschaltbaren Einheiten 20 kann dementsprechend beliebig sein. Auch die Entnahme der Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher 6 erfolgt durch entsprechende Umschaltung bei Erreichen der Verfestigungstemperatur von 52°C dadurch, daß eine Einheit nach der anderen Einheit in den Kreislauf eingeschaltet wird. Auf diese Weise ist die Kontrolle der noch vorhandenen Speicherenergie ohne aufwendige Kalorien-Meßgeräte allein dadurch möglich, daß die Anzahl der vollen bzw. leeren Einheiten 20 bestimmt werden kann.so that when the heated circulating water is passed through, the paraffin located inside the container is reached until it is reached a maximum value of initially 54 ° C melts with the absorption of heat of fusion. When this temperature is reached the next unit 20 of the Heat accumulator 6 switched on until this also has its melting heat capacity has exhausted. The specific heat of fusion of paraffin is 35 Kcal / kg, so that each content of 1200 kg per unit 20 is approximately sufficient for one day of energy requirements of a four-person household. The number of units 20 that can be connected in the modular system can accordingly be arbitrary. The removal of the thermal energy from the heat accumulator 6 also takes place by means of a corresponding switchover on reaching the solidification temperature of 52 ° C by the fact that one unit after the other in the Circuit is switched on. In this way, the control of the remaining storage energy is without complex Calorie measuring devices only possible because the number of full or empty units 20 can be determined.

Hie gemäß Fig. 3 auf einem schrägen Dach 2 angebrachten Elemente 4 eines Energiekollektors 3 werden mittels Rohranschlüssen in einem Kreislaufwasser-Umlauf gemäß den Pfeilrichtungen B und über Anschlußleitungen 31 an die Rohrleitungseinrichtung 5 des Gesamtkreißlaufs angeschaltet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, bilden die zusammengesetzten Elemente 4 eines Energiekollektors 3 eine zusammenhängende Dachfläche, welche eine völlig dichte Dachhaut bilden, so daß auf einer solchen Fläche keine Dachziegelbedeckung vorzuliegen braucht. Infolge der nachstehend beschriebenen hohen Wärmeisolierung der Elemente 4 bildet die von ihnen abgedeckte Dachfläche zugleich eine gute Wärmeisolierung für die darunter liegenden Dachgeschoßräume.Elements 4 of an energy collector 3 mounted on a sloping roof 2 according to FIG. 3 are connected by means of pipe connections in a circulating water circuit according to the directions of arrows B and via connection lines 31 to the pipeline device 5 of the total circulation. As can be seen from FIG. 3, the assembled elements 4 of an energy collector 3 form a coherent roof surface which forms a completely impermeable roof skin, so that there is no need for a roof tile covering to be present on such a surface. As a result of the high thermal insulation of the elements 4 described below, the roof surface covered by them also forms good thermal insulation for the attic spaces below.

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Die in den Fig. 5 und 6 in Teilschnitten A und B dargestellten Elemente 4 sind auf einem in einer entsprechenden Form ausgeschäumten Block aus einer Isolierung 34 angebracht, welcher.genau, ,mKLzwar auch mit einem Winkel vonThe elements 4 shown in FIGS. 5 and 6 in partial sections A and B are on one in a corresponding one Form foamed block of insulation 34 attached, which.genau,, mKLzwar also with an angle of

_o Declanaße der Dachziegel auf den 2 Schrägneigung auf die Normabmessungen der/Dachsparren 32 angepaßt ist. Von außen werden die Elemente 4 durch Befestigungs- bzw.Deckleisten 33 gehalten. Im übrigen besteht ein Element 4 aus einer Grundplatte 35 aus Kunststoff, welche auf ihrer der Isolierung 34 abgewandten Seite mit einer blanken Metallfolie 49 oder einer ähnlichen Reflexionsschicht bedeckt sein kann. In diese Grundplatte 35 sind vorstehende Abstandserhöhungen bzw. Lamellen 36 eingeformt, über denen wiederum eine metallische Deckplatte 39 angeordnet ist. Diese metallische Deckplatte 39 bildet die eigentliche, das Sonnenlicht absorbierende Schicht bzw. Fläche und kann aus einem ca. 0,6 - 0,3 mm dicken Aluminiumblech bestehen, welches auf seiner Oberseite durch beispielsweise Bürsten mattiert und schwarz eloxiert ist. Der Zwischenraum zwischen der Grundplatte 35 und der Deckplatte 39 dient als Durchfluß für die Flüssigkeit zum Transport der Wärmeenergie, welche sich aus der lichtabsorbierenden Wirkung der Deckplatte 39 ergibt. _o Declan dimensions of the roof tiles on the 2 inclinations are adapted to the standard dimensions of the / rafters 32. The elements 4 are held from the outside by fastening or cover strips 33. In addition, an element 4 consists of a base plate 35 made of plastic, which on its side facing away from the insulation 34 can be covered with a bare metal foil 49 or a similar reflective layer. In this base plate 35 protruding increased spacing or lamellae 36 are formed, over which a metallic cover plate 39 is again arranged. This metallic cover plate 39 forms the actual, sunlight-absorbing layer or surface and can consist of an approximately 0.6-0.3 mm thick aluminum sheet, which is matted and black anodized on its upper side by, for example, brushes. The space between the base plate 35 and the cover plate 39 serves as a throughflow for the liquid to transport the thermal energy which results from the light-absorbing effect of the cover plate 39.

Gemäß den Fig. 4a bis 4c verlaufen die Abstandserhöhungen 36,jeweils von beiden Seiten von Randabstutzungen 43 ausgehend, wechselweise von der einen oder der anderen Seite eines Elements 4, wobei sie an ihrem jeweiligen Ende Enddurchlässe 38 offen lassen, so daß sich über die Fläche eines Elements 4 hinweg ein paralleles System von Kanälen 37 ergibt, durch welche Flüssigkeit im Rahmen des Wasserumlaufs £ in parallelen hin- und hergehenden Strömungen unterhalb der Deckplatte 39 entlangfließt· Dabei wird die von der Flüssigkeit bestrichene Gesamtfläche der Deckplatte 39 innerhalb der Randabstützungen 43 definiert.According to FIGS. 4a to 4c, the increases in spacing run 36, starting from both sides of edge supports 43, alternately from one side or the other of an element 4, with end passages at their respective ends 38 leave open, so that over the surface of an element 4 a parallel system of channels 37 shows through which liquid in the context of the water circulation £ flows in parallel to and fro currents underneath the cover plate 39 · The Total area of the cover plate 39 coated by the liquid is defined within the edge supports 43.

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Um die aufgrund der hohen Temperaturwechselbeanspruchung der Deckplatte 39 auftretenden Ausdehnungen und Schrumpfungen der Metallplatte auszugleichen, sind (vgl. Fig. 6) Dehnungssicken 42 in der Deckplatte vorgesehen, die vorzugsweise quer zu den Abstandserhöhungen 36 verlaufen, so daß sich durch Querverbindungen zwischen den Kanälen 37 eine zusätzliche Durchwirbelung des Kreislaufwassers ergibt. Oberhalb der Deckplatte 39 ist sodann mittels einer dauerelastischen Dichtung 44 eine Glas- oder auch Kunststoffplatte 40 befestigt, die u.a. zum Schutz der lichtabsorbierenden Oberfläche der Deckplatte 39 dient und zwischen der und der Glasplatte 40 ein Luftspalt 41 freigelassen ist, der einen Wärmeübergang von der Deckplatte 39 auf die nach außen schützende Glasplatte 40 unterbindet.To the expansions and shrinkages occurring due to the high thermal shock stress on the cover plate 39 To compensate for the metal plate, expansion beads 42 are provided in the cover plate (cf. FIG. 6), which are preferably run transversely to the increased spacing 36, so that there is an additional swirling of the circulating water through cross connections between the channels 37. Above the cover plate 39 is then a glass or plastic plate by means of a permanently elastic seal 44 40 attached, which, among other things, serves to protect the light-absorbing surface of the cover plate 39 and between the and the glass plate 40 an air gap 41 is left free, the heat transfer from the cover plate 39 to the after outside protective glass plate 40 prevents.

Der zu den Fig. 1 und 2 besprochene Temperaturfühler 15 zur Messung der Temperatur des Energiekollektors 3 ist innerhalb eines solchen Luftspalts 41 angeordnet, da die Temperatur der Luft in dem Luftspalt 41 einen brauchbaren Wert für die von der Deckplatte 39 absorbierte Lichtstrahlenenergie ergibt.The temperature sensor 15 discussed in connection with FIGS. 1 and 2 to measure the temperature of the energy collector 3 is arranged within such an air gap 41 as the Temperature of the air in the air gap 41 provides a useful value for the light beam energy absorbed by the cover plate 39 results.

Um den vom Wasser durchflossenen Raum der Kanäle 37 für Jedes einzelne Element 4 trotz hoher Temperatur- und Ausdehnungsbeanspruchung der Deckplatte 39 zuverlässig und dauerhaft abzudichten, ist außen anschließend an die Randabstützungen 33 eine Dichtungssicke 46 vorgesehen, welche einen abgerundeten Querschnitt und mit etwas Neigung versehene Flanken aufweist. In diese Dichtungssicke hinein ist über die RandabstUtzungen 43 der Randbereich der Deckplatte 39 mit einer Randkröpfung 47 hineingebogen, welche sich nur etwa bis zum Boden der Dichtungssicke 46 erstreckt. Im übrigen ist die Dichtungssicke 46 mit einer dauerelastischen Dichtung 45 ausgegossen, so daß sich einerseits eineTo the space of the channels 37 through which the water flows Each individual element 4 despite high temperature and expansion stress to reliably and permanently seal the cover plate 39 is to adjoin the edge supports on the outside 33 a sealing bead 46 is provided, which has a rounded cross-section and is provided with a slight incline Has flanks. The edge area of the cover plate is into this sealing bead via the edge supports 43 39 bent in with an edge crank 47 which extends only approximately to the bottom of the sealing bead 46. In addition, the sealing bead 46 is filled with a permanently elastic seal 45, so that on the one hand a

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unmittelbare Außendichtung 48 zwischen der Grundplatte 35 und der Dichtung 45 ergibt, während andererseits das Material der Dichtung 45 an der Seite der Randabstützungen unmittelbar mit der Deckplatte 39 verbunden ist. Auf diese Weise kann sich die Deckplatte 39 bei erhöhter Temperaturbeanspruchung unter Zusammendrückung der Dichtung 45 seitwärts ausdehnen, ohne daß die Abdichtung der Kanäle 37 gefährdet ist. Insbesondere dadurch bildet der äußere Rand der Randabkröpfung ein Widerlager, um welches sich diese schwenkfähig bewegen kann, ohne sich gegenüber dem Nutboden bewegen zu können oder die Bindung der Außendichtung 48 zu beeinträchtigen·immediate outer seal 48 between the base plate 35 and the seal 45 results, while on the other hand the material the seal 45 on the side of the edge supports immediately is connected to the cover plate 39. In this way, the cover plate 39 can move in the event of increased temperature stress expand sideways while compressing the seal 45 without endangering the sealing of the channels 37 is. In particular because of this, the outer edge of the edge bend forms an abutment around which it is located can move pivotably without being able to move relative to the groove bottom or the binding of the outer seal 48 affect

Ein in den Fig. 7 bis 9 beschriebenes Element 20 des Wärmespeichers 6 weist einen isolierten Behälter 50 mit einer Wandung 52 auf und ist mit einem Wärmespeichermittel 51 _t so z.B. billigem Paraffin,weitgehend angefüllt. Die Form des Behälters 50 ist zur Herstellung in Kunststoff-Formmaschinen leicht konisch. Die Wandung 52 besteht aus einer Innenschale 56 und einer Außenschale 55» in welche außen um den Behälter 50 herucOLaufende Abstandaprofile 54 eingearbeitet sind, welche Außen- und Innenschale in genau definiertem Abstand voneinander halten, während der Zwischenraum mit einem wärmeisolierenden Material 57 ausgeschäumt ist. Da das Wärmespeichermittel und auch der Durchfluß durch den Wärmespeicher nur auf eine verhältnismäßig geringe Temperatur, nämlich beispielsweise 52 - 54⁰C, erwärmt werden, kann die Wandung 52 des Behälters vollständig aus ggf. glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen. Durch einen Deckel 63 hindurch ist eine Zufuhrleitung 60 und eine Auslaßleitung 61 für die im Energiekollektor 3 erwärmte Kreislaufflüssigkeit angebracht, welche innerhalb des Behälters 50 durch Wärmeaustauacherrohre 58 miteinander verbunden sind. Da Paraffin 51 Wärme wesentlich schlechter als Wasser leitet, sind die Wärmeaustauseherrohre zusätzlich mit Wärmetauscherflächen 59 versehen, welche aus einem Kupferdrahtgewebe oder Kupferlamellen bestehen können. Diese Wärmeaustauscherflächen ragen weit in das umgebende An element 20 of the heat accumulator 6 described in FIGS. 7 to 9 has an insulated container 50 with a wall 52 and is _{largely filled with a heat accumulator 51 t} such as cheap paraffin. The shape of the container 50 is slightly conical for manufacture in plastic molding machines. The wall 52 consists of an inner shell 56 and an outer shell 55 »in which spacer profiles 54 running around the outside of the container 50 are incorporated, which keep the outer and inner shell at a precisely defined distance from one another, while the space is filled with a heat-insulating material 57. Since the heat storage medium and also the flow through the heat accumulator only to a relatively low temperature, namely, for example, 52-54 ⁰ C, to be heated, the wall 52 may be comprised entirely of the container of optionally glass fiber-reinforced plastic. A supply line 60 and an outlet line 61 for the circulating liquid heated in the energy collector 3 are attached through a cover 63 and are connected to one another within the container 50 by heat exchange tubes 58. Since paraffin 51 conducts heat much more poorly than water, the heat exchanger tubes are additionally provided with heat exchanger surfaces 59, which can consist of a copper wire mesh or copper fins. These heat exchanger surfaces protrude far into the surrounding area

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Paraffin hinein und sorgen dafür, daß die Wärmeübertragung von den Wärmeaustauscherrohren erheblich verbessertParaffin into it and ensure that the heat transfer from the heat exchanger tubes improves considerably

Gemäß Fig. S ist die Zufuhrleitung 60 in der Mitte eines Abstandsprofils 54 angeordnet, so daß es durch von außen in die vertieften Abstandsprofile 54 eingebrachte Füllungen fest im Deckel verankert ist, wobei die Füllung 62 auch im Bereich der Abstandsprofile 54 Kälttbrücken verhindert. Der Deckel 63 ist mit einem Flanschverschluß 64 auf dem Unterteil des Behälters 50 im Sinne der Fig. 13 und 14 befestigt.According to Fig. 5, the supply line 60 is in the middle of a Spacer profile 54 arranged so that it is through from the outside Filling introduced into the recessed spacer profiles 54 is firmly anchored in the cover, the filling 62 Also in the area of the spacer profiles 54 prevents cold bridges. The cover 63 has a flange lock 64 attached to the lower part of the container 50 in the sense of FIGS.

Der in den Fig. 10 bis 12 wiedergegebene Warmwassererhitzer 7 kann wegen der relativ geringen Temperatur des Kreislaufwassers ebenfalls mit seinem Behälter aus Kunststoff hergestellt sein, und zwar nach Art und Größe genau so und mit den gleichen Werkzeugen wie die in den Fig. 7 bis 9 beschriebenen Einheiten 20 des Wärmespeichers 6.The shown in Figs. 10 to 12 hot water heater 7 can because of the relatively low temperature of the circuit water also be made with its container made of plastic, and exactly in terms of type and size with the same tools as the units 20 of the heat accumulator 6 described in FIGS. 7 to 9.

Demgemäß besteh* der Behälter 70 und der Deckel 83 aus einer Außenschale 75 und einer Innenschale 76, welche mit rundumlaufenden Abstandsprofilen 74 in Sandwichform im Abstand voneinander gehalten werden, wobei der Zwischenraum mit einem wärmeisolierenden Material 77 aus geschäumt ist. Innerhalb der derart aufgebauten Wandung 72 befindet sich das im Warmwassererhitzer verweilende Wasser 71 des Kreislaufwassers, welches nur unter geringem Druck, nämlich praktisch nur dem Steigdruck des Gesamtsystems, steht.Accordingly, the container 70 and the lid 83 consist of one Outer shell 75 and an inner shell 76, which with circumferential spacer profiles 74 in sandwich form at a distance are held from each other, wherein the space is foamed with a heat insulating material 77 from. Within the wall 72 constructed in this way contains the water 71 of the circulating water that remains in the hot water heater, which is only under low pressure, namely practically only the rising pressure of the overall system.

i -i -

Vorzugsweise im Oberteil des Behälters 70 befindet sich ein beispielsweise langgestreckter Innenbehälter 73, in dem die Wärmeaustauscherrohre 78 zur Entnahme der zur Nutzung verwendeten Wärme aus dem Warmwassererhitzer angeordnet sind.Preferably in the upper part of the container 70 there is an, for example, elongated inner container 73 in which the heat exchanger tubes 78 are arranged to remove the heat used for use from the hot water heater.

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Über die Zufuhrleitung 80 und eine Auslaßleitung 81 sind die innerhalb des Gebäudes 1 angeschlossenen Wärnieverbrauchs stellen mit den Wärmeaustauscherrohren 73 verbunden· Das über den Einlaß 86 vom Wärmespeicher zum Wanawassererhitzer gelangende Heißwasser wird in Gegenstromrichtung zu den Wärmeaustauscherrohren 78 durch den Innenbehälter 73 geleitet, so daß sich die Wärmeaustauscherrohre stets im höchsten Temperaturbereich befinden. Das Kreialaufwasser gelangt durch einen Auslaß 83 in den übrigen Innenraum des Behälters 70 und wird aus diesem über eine Abzugleitung 85 via Umwälzpumpe 10 zum Energiekollektor 3 weiterbefördert. Die Abstandsprofile 74 sind zur Vermeidung von KältebrUcken mit einer äußeren Füllung 82 aus wärmeisolierendem Material gefüllt. The heat consumption points connected within the building 1 are connected to the heat exchanger pipes 73 via the supply line 80 and an outlet line 81.The hot water coming from the heat accumulator to the Wanawasserhitzer via the inlet 86 is directed in the countercurrent direction to the heat exchanger pipes 78 through the inner container 73, so that the heat exchanger tubes are always in the highest temperature range. The circulating water passes through an outlet 83 into the rest of the interior of the container 70 and is conveyed from there via a discharge line 85 via a circulating pump 10 to the energy collector 3. To avoid cold bridges, the spacer profiles 74 are filled with an outer filling 82 made of heat-insulating material.

Um außergewöhnliche Zeiten hoher Wärmeentnahme oder geringen Sonnenenergieangebote zu überbrücken, ist es zusätzlich möglich, dad Wasser 71 innerhalb des Behälters 70 mittels einer elektrischen Zusatzheizung, mit beispielsweise 8 KST und unter Nachtstromanschluß fremd zu erwärmen.In order to bridge extraordinary times of high heat extraction or low solar energy offers, it is also possible to dad the water 71 inside the container 70 by means of a Additional electrical heating, for example with 8 KST and with night power connection, to be heated externally.

Sämtliche Anschlüsse befinden sich im Deckel 83, der mittels eines Verschlusses 84 am Unterteil des Behälters 70 befestigt ist.All connections are located in the cover 83, which is fastened to the lower part of the container 70 by means of a closure 84.

Der in den Fig. 13 und 14 dargestellte Verschluß des Deckels 63 bzw. 83 der Behälter 50 bzw. 70 kann eine gesonderte Preßdichtung 94 aufweisen, welche die sich berührenden Abschnitte des Deckels und des Unterteils des Behälters umso besser und stärker abdichtet je höher der»innendruck ρ innerhalb des Behälters ist. Dafür ist eine im Verschlußrand des Unterteils des Behälters vertiefte Dichtungsnut 90 vorgesehen, in welche ein entsprechend in die gegenüberliegende Wand des Deckels eingearbeiteter Kragen 96 foraschlüssigThe closure of the lid shown in FIGS. 13 and 14 63 or 83 of the container 50 or 70 can have a separate compression seal 94, which the contacting portions of the lid and the lower part of the container all the more The higher the »internal pressure ρ inside the container, the better and stronger the seal. There is one in the locking edge of the The lower part of the container is provided with a recessed sealing groove 90, in which a correspondingly in the opposite Wall of the lid incorporated collar 96 fora locking

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eingreift. Die Dichtungsnut 90 und der Kragen 95 besitzen unterschiedlich geneigte Flanken, nämlich eine praktisch senkrechte Innenflanke 91 und eine mit flacherer Steigung schräg nach außen verlaufende Außenflanke 92. Zwischen der Innenflanke 91 ist eine Preßdichtung 9h angeordnet, welche mit steigendem Druck ρ verstärkt abdichtet, und zwar deshalb, weil der Deckel und der Unterteil des Behälters lediglich über die Verschlußflansche 93 an der Außenseite aneinandergepreßt werden und sich damit ein Hebelarm ausbildet, welcher bei einer Schwenkung im Sinne des Pfeils D¹ eine Bewegung der steilen Innenflanken 91 im Sinne des Pfeils D" verursacht. Der Behälter 50 bzw. 70 ist zusätzlich durch eine im Bereich der Anschlußflansche 93 vorgesehene Außendichtung 95 abgedichtet.intervenes. The seal groove 90 and the collar 95 have differently inclined flanks, namely a virtually vertical inner edge 91 and a with a flatter slope obliquely outwardly extending outer edge 92. Between the inner edge 91, a compression seal is positioned 9h which ρ with increasing pressure seals reinforced, namely This is because the lid and the lower part of the container are only pressed against one another via the sealing flanges 93 on the outside, thus forming a lever arm which, when ^{pivoted in the direction of arrow D 1,} causes the steep inner flanks 91 to move in the direction of arrow D " The container 50 or 70 is additionally sealed by an outer seal 95 provided in the area of the connecting flanges 93.

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Claims

1. Process for the use of heat from solar energy »thereby characterized in that the light and heat radiation of the sun directly by means of this radiation absorbing surfaces is converted into tubs, which transfer the amounts of heat obtained thereby to a liquid and from this in a forced circuit, first a heat accumulator and then a hot water heater are supplied, over which the heat quantities are used economically, after which the liquid again is returned to the cycle for renewed absorption of heat.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sunlight with a light sensor and at the same time the temperature of the solar radiation absorbing surfaces can be measured with a temperature sensor, and that on a certain Heßwertkombination of the two sensors automatically a circuit limited to heat storage and hot water heater is switched off with the absorbing surfaces.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that units of the heat accumulator connected in parallel are each switched on individually in the circuit when the upper target heat capacity of one unit is reached, another unit automatically Unit is switched on in the circuit and when the respective lower target heat capacity is reached Unit the other units are switched on successively in the cycle accordingly.

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4. Device for the use of heat from sunlight energy for carrying out the method according to one of claims 1 to 3 with an energy collector exposed to solar radiation and a device for transmission the energy into the interior of a building, characterized in that the energy collector (3) Elements (4) for absorbing and converting solar light energy into poor and one in contact with it Pipeline device (5) for dissipating the absorbed heat and for its transfer to the interior of the building, which is traversed by a thermal energy absorbing liquid, and that in the pipeline device a heat accumulator (6) and a hot water heater (7) with a heat exchanger (8) are switched on in a cycle.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the energy collector (3) f the heat accumulator (6) and the hot water heater (7) in the circuit (22, 23, 24, 25) are nested together.

6. Apparatus according to claim {* or 5, characterized in that the circuit (22, 23, 24, 25) with a circulation pump (10) is under forced circulation.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized characterized in that a device (9) is provided with which the heat accumulator (6) and the hot water heater (7) can be reversed into a circuit (22, 11, 25) that is independent of the energy collector (3). '

8. Device according to one of claims 4 to 7 »thereby characterized in that the liquid is water, preferably water provided with antifreeze agents.

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9. Device according to one of claims 4-8, characterized in that the device (9) for reversing has a bypass line (11) upstream of the energy collector (3) on an independent circuit, which by an expensive valve (engine valve 12) optionally by means of an automatic measuring and regulating device (13) controlled by the incidence of sunlight can be actuated.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the measuring and regulating device (13) has a light sensor (14) and a temperature sensor (15), the Light sensor (14), e.g. a photocell, the incident one Sunlight measures and the temperature sensor the temperature of the heat-absorbing elements (4), and the measuring and Control device is responsive to the combination of both measured variables.

11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that in the circuit (24, 11, 23) a Device (16) for cooling the circuit in the event of overheating is built in.

12. The device according to claim 1, characterized in that the elements (4) for absorbing and converting sunlight energy into heat as interconnectable sets Individual elements are designed as prefabricated and standardized parts.

13. The device according to claim 12, characterized in that the elements (4) are each equipped with a base plate (35) with a cover plate (39) made of metal and each with an inlet and outlet for the circulating fluid, which is attached above it in a watertight manner.

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are formed and that the cover plate ir.it one of the Scr-r.erL light receiving layer or surface is provided.

14. Apparatus according to claim 13, characterized in that the cover plate (39) made of thin, but stiff, at least brushed matt on its outside and black or dark anodized aluminum.

15. Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that that from the base plate (35) to the cover plate

(39) upstanding spaced increases (36) are provided, which are arranged parallel to one another and alternately starting from opposite edge supports (43) the surface area of the elements (4) in channels (37) split, with end passages (38) being recessed between two parallel channels (37).

16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized characterized in that a transparent air gap (41) above the cover plate (39) is filled with air Plastic or glass plate (40) is provided as protection against the elements.

17. Device according to one of claims 13 to 16, characterized characterized in that expansion beads (42) are attached over the surface of each cover plate (39), preferably parallel to each other and transversely to the increased spacing (36).

18. Device according to one of claims 13 to 17, characterized

marked * that the cover plates (39) are bent near their edges towards the base plate (35) and immediately on the edge a short piece in a slight rounding are bent outwards again (edge crank 47), that the edge crankings (47) in one outside of the edge supports ( 43) provided, the shape of the edges of the cover plate adapted circumferential groove (sealing bead 46) are arranged

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and that this groove is provided with an elastic seal (45) in such a way that on each of the edge supports (43) opposite flank of the groove a tight connection (outer seal 48) between this groove flank and the seal (45) exists, while on the groove flank formed by the outside of an edge support (43) the seal is firmly connected to the cranked edge area of the cover plate, both the Bottom of the groove as well as the cranked edge have rounded fillet shape adapted to one another in cross-section and the semicircular edge cranking up to the transition from the semicircular bottom of the groove to the straight edge opposite the edge support The flank of the groove is sufficient.

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