DE2602814A1 - SOLAR FLAT COLLECTOR - Google Patents
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Description
MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBEBGMASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBEBG
Aktiengesellschaft 2 6 Q 2 8 1 ΛAktiengesellschaft 2 6 Q 2 8 1 Λ
gü/sd ^gü / sd ^
München, den 2j5. Januar 1976Munich, the 2j5. January 1976
Solar-PlachkollektorSolar Plach Collector
Die Erfindung bezieht sich auf einen Solar-Flachkollektor zur Wärmegewinnung aus der Sonnenenergie, mit einer in einem Träger angeordneten Kollektorplatte, der eine oder mehrere strahlendurchlässige Scheiben und ein Kanalsystem für ein Wärme* übertragungsmittel zugeordnet sind.The invention relates to a solar flat plate collector for heat recovery from solar energy, with a collector plate arranged in a carrier, the one or more Radiolucent panes and a channel system for a warmth * transmission means are assigned.
Die Nutzung der Sonnenenergie gewinnt in den letzten Jahren immer mehr Interesse. Man ist auch bestrebt, diese Energie im Rahmen der Heiztechnik, beispielsweise zum Erwärmen von Schwimmbädern und als sekundäre Wärmenergie für Wohnhäuser zu nutzen.The use of solar energy has been gaining more and more interest in recent years. One also strives to have this energy in the context of heating technology, for example for heating swimming pools and as secondary heat energy for residential buildings to use.
Zu diesem Zweck werden sogenannte Flachkollektoren gebaut, die in geeigneter Weise zur Aufnahme der Sonnenenergie auf Hausdächer angebracht werden.So-called flat-plate collectors are built for this purpose be attached in a suitable way to absorb the solar energy on house roofs.
Es sind bereits Flachkollektoren bekannt, die aus einem nach oben hin offenen und mit einem wärmeisolierenden Material ausgekleideten Metallgehäuse bestehen. In diesem Gehäuse sindFlat-plate collectors are already known which are made of an upwardly open and with a heat-insulating material lined metal housing. In this case are
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ein Kanalsystem, die Kollektorplatte sowie eine Schutzscheibe eingefaßt und durch Umbördelung der Gehäusewände befestigt. Das Kanalsystem besteht aus zwei profilierten, flächig miteinander verbundenen Metallplatten, wobei die nicht miteinander in Kontakt stehenden Profile die Kanäle bilden. Die eine dieser beiden Metallplatten dient gleichzeitig als Kollektorplatte. a duct system, the collector plate and a protective disk are enclosed and fastened by flanging the housing walls. The channel system consists of two profiled, flat with each other connected metal plates, the profiles not in contact with one another forming the channels. The one these two metal plates also serve as the collector plate.
Diese bekannten Kollektoren haben jedoch den Nachteil, daß sie erstens ein beachtliches Gewicht haben und zweitens mit mehreren und zum Teil recht aufwendigen Arbeitsschritten verbunden sind.However, these known collectors have the disadvantage that they firstly have a considerable weight and secondly with several and sometimes quite complex work steps are connected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor der eingangs genannten Art zu entwickeln, der unter möglichst optimaler Ausnutzung der Sonnenenergie fertigunstechnisch einfach sowie geeignet ist, nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzt zu werden.The invention is based on the object of developing a solar collector of the type mentioned above, which is as possible under optimal use of solar energy is simple and suitable in terms of production technology, assembled according to the modular principle to become.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger aus Hartschaum gebildet ist, in dem Kanäle zur Führung des Wärmeübertragungsmittels eingeschäumt sind, und daß die Kanäle mit der Kollektorplatte abgedeckt sind.The object is achieved according to the invention in that the carrier is made of rigid foam, in the channels for guiding the Heat transfer agent are foamed, and that the channels are covered with the collector plate.
Ein derartiger Kollektor zeichnet sich in seinem geringen Gewicht und durch einfache Herstellbarkeit aus.Such a collector is characterized by its low weight and ease of manufacture.
Der mittels einem Arbeitsgang herstellbare Träger übernimmt auch die Wärmeisolierung und dient gleichzeitig zur BildungThe carrier, which can be produced in one operation, takes over also the thermal insulation and serves at the same time for education
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des Kanalsystems, wobei dessen Dimensionierung im. Hinblick einer möglichst hohen Wärmeübertragung beliebig und einfach ausführbar ist.of the sewer system, its dimensioning in. With regard to the highest possible heat transfer, it is arbitrary and simple is executable.
Der erfindungsgemäße Flachkollektor ist geeignet, als Dachüberdeckung anstelle der üblichen Dachziegel verwendet zu werden. Hierbei bietet der Kollektor gleichzeitig eine ausgezeichnete Wärmeisolierung. Pur die schnelle und sichere Montage sieht die Erfindung Träger mit eingeschäumten Haltenasen und Überlappungen vor, die durch Ineinandergreifen und durch Einhaken in Dachleisten einen sicheren Halt gewährleisten.The flat collector according to the invention is suitable as a roof covering to be used instead of the usual roof tiles. At the same time, the collector offers an excellent Thermal insulation. Purely the fast and safe assembly the invention provides carriers with foamed-in retaining lugs and overlaps that interlock and through Hooking into roof rails ensures a secure hold.
Die Zu- und Abführung des Wärmeübertragungsmittels geschieht erfindungsgemäß über diametral angeordnete Durchführungen, die entweder seitlich für eine Zusammenschaltung mehrere Kollektoren oder in der Bodenfläche eingebracht sein können.The supply and removal of the heat transfer medium takes place according to the invention via diametrically arranged feedthroughs, which Either several collectors can be inserted laterally for interconnection or in the floor area.
Für das Kanalsystem sieht die Erfindung einen Vorlaufkanal vor, von dem aus mehrere parallel zueinander verlaufende flache Kanäle senkrecht abzweigen, die in einen Rücklaufsammelkanal, der mit der Durchführung für die Abfuhr des Wärmemittels verbunden ist, münden.For the channel system, the invention provides a flow channel from which several flat channels running parallel to one another branch vertically into a return collecting duct that is connected to the duct for the removal of the heating medium, flow out.
Hiermit kann eine gleichmäßige Strömung in allen Kanälen erreicht werden, so daß die Optimierung des Wirkungsgrades durch geeignete Wahl der Strömungsgeschwindigkeit optimal ausgenutzt werden kann.This enables a uniform flow to be achieved in all channels, so that the efficiency can be optimized suitable choice of the flow rate can be optimally exploited.
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Ein Anstrich der Kanäle mit einem geeigneten Lack verhindert das Durchdringen des Wärmeübertragungsmittels in den Träger.Painting the ducts with a suitable varnish prevents this penetration of the heat transfer medium into the carrier.
Die Kollektorplatte kann vorteilhaft eine obenseitig geschwärzte Aluminiumplatte sein, deren Dicke erfindungsgemäß zwischen 0,4 und 0,8 Millimeter beträgt, wordurch einerseits eine gute Absorption und Weiterleitung der Sonnenenergie an das Wärmeübertragungsmittel, das unmittelbar mit der Platte in Kontakt steht, gewährleistet ist, und andererseits eine den Durchfluß behindernde Durchwölbung ausgeschlossen wird. Zusätzlich kann auf die Plattenoberfläche eine Schicht aufgebracht werden, die die Absorption noch begünstigt.The collector plate can advantageously be an aluminum plate blackened on the top, the thickness of which according to the invention between 0.4 and 0.8 millimeters, which on the one hand ensures good absorption and transmission of solar energy to the heat transfer medium, which is directly in contact with the plate, is ensured, and on the other hand a the throughflow obstructing the flow is excluded. In addition, a layer can be applied to the plate surface which still favors absorption.
Zum Schutz der Kollektorplatte sowie zur Vermeidung von Wärmeverlusten durch Rückstrahlung und Konvektion kann eine normale Glasseheibe vorgesehen sein, die auf einem in den Träger miteingeschäumten Absatz aufgelegt und mit Siliconkautchuk vergossen wird.To protect the collector plate and to avoid heat loss By means of reflection and convection, a normal glass pane can be provided, which is placed on one in the carrier is placed with a foamed-in paragraph and potted with silicone rubber.
Die Sonnenenergiegewinnung kann weiterhin dadurch begünstigt werden, daß erfindungsgemäß eine beschichtete Scheibe verwendet wird, die auf der dem Kollektor zugekehrten Seite einen hohen Rückstrahlungsfaktor aufweist.The generation of solar energy can also be promoted by using a coated pane according to the invention which has a high reflection factor on the side facing the collector.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown schematically.
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Es zeigen:Show it:
Pig. 1 ein Ausführungsbeispiel,Pig. 1 an embodiment,
Pig. 2 einen Querschnitt aus Fig. 1 undPig. 2 shows a cross section from FIGS. 1 and
Fig. 3 eine Anordnung von Flachkollektoren auf einem Gebäudedach.3 shows an arrangement of flat-plate collectors on a building roof.
Gemäß Fig. 1 hat der Flachkollektor 10 einen rechteckigen Träger 11, der aus einer Hartschaummasse hergestellt ist. In einer wannenartigen Aussparung 13 des Trägers 11 sind längsgerichtete, parallel miteinander verlaufende Kanäle eingeschäumt. Dieses Kanalsystem mündet beiderseitig in je einen tieferen, senkrecht dazu verlaufenden Vorlaufkanal 1β bzw. Rücklaufsammelkanal YJ. Die Kanäle 15 sind zur Bildung geschlossener Strömungsrohre mit einer auf den Stegen 20 aufgeklebten Kollektorplatte 21 abgedeckt. Die Kollektorplatte 21 besteht aus einem Material mit großer Wärmeleitfähigkeit und ist obenseitig geschwärzt. Ein entlang des Innenrandes verlaufender, eingeschäumter Absatz 22 dient als Auflage für eine strahlendurchlässige Abdeckscheibe Ferner sind Zu- und Abfuhrdurchführungen 25 bzw. 26 vorgesehen, die diametral durch die Seitenwände oder den Boden des Trägers 11 durchgeführt in die Kanäle 16 bzw. IJ einmünden. According to FIG. 1, the flat-plate collector 10 has a rectangular carrier 11 which is made from a rigid foam compound. In a trough-like recess 13 of the carrier 11, longitudinal channels running parallel to one another are foamed. This channel system opens on both sides into a deeper, perpendicular flow channel 1β or return collecting channel YJ. The channels 15 are covered with a collector plate 21 glued to the webs 20 to form closed flow tubes. The collector plate 21 consists of a material with high thermal conductivity and is blackened on the top. A foamed-in shoulder 22 running along the inner edge serves as a support for a radiolucent cover panel. Furthermore, feed and discharge ducts 25 and 26 are provided, which open diametrically through the side walls or the bottom of the carrier 11 into the channels 16 and IJ.
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Der Plachkollektor wird den Sonnenstrahlen ausgesetzt, die durch die Abdeckscheibe 23 durchdringen und zur Kollektorplatte 21 gelangen und zum größten Teil absorbiert werden. Die an der Kollektorplatte reflektierten Strahlen können abermals auf die Kollektorplatte gerichtet werden, wenn die Abdeckseheibe mit einer nach unten hin stark reflektierenden Schicht versehen ist. Die auf diese Weise über die Kollektorplatte gewonnene Wärme wird an das durch das Kanalsystem 15 fließende Wärmeübertragungsmittel übertragen. Es läßt sich bei diesem System im Sinne einer Optimierung des Wirkungsgrades ohne Aufwand die bestmöglichste Auslegung des Kanalsystems verwirklichen. So können beispielsweise breite und sehr flache Kanäle 15* die eine große Kontaktfläche mit der Kollektorplatte 21 des Strömungsmittels gewährleisten, ohne weiteres in den Träger eingeschäumt werden.The plach collector is exposed to the rays of the sun penetrate through the cover plate 23 and reach the collector plate 21 and are for the most part absorbed. The rays reflected on the collector plate can again be directed onto the collector plate if the Cover disk is provided with a downwardly highly reflective layer. Which in this way over the collector plate The heat obtained is transferred to the heat transfer medium flowing through the channel system 15. It can be With this system, in the sense of optimizing the efficiency, the best possible design of the sewer system without any effort realize. For example, wide and very flat channels 15 * which have a large contact area with the Ensure collector plate 21 of the fluid, easily foamed into the carrier.
In Fig. 3 ist ein mit Flachkollektoren ausgerüstetes Gebäudedach gezeigt. Die einzelnen Kollektoren werden aneinandergereiht auf Dachleisten eingehakt. Zu diesem Zweck können die Kollektoren 10 mit Haltenasen und Überlappungen 28 bis 50 (Fig. 1 u. 2) versehen werden, die ebenfalls direkt eingeschäumt sind. Die Montage besteht somit aus Einhaken und Einrasten der Träger 11. Zur Verbindung der Kanalsysteme sind Anschlußstützen 32 vorgesehen. Die Verbindung in Parallel- oder Reihenschaltung richtet sich nach der geforderten stündlichen TemperaturerhöhungIn Fig. 3 is a building roof equipped with flat-plate collectors shown. The individual collectors are lined up and hooked onto the roof rails. For this purpose, the Collectors 10 with retaining lugs and overlaps 28 to 50 (Fig. 1 and 2) are provided, which are also foamed directly. The assembly thus consists of hooking and locking the carrier 11. Connection supports are provided to connect the duct systems 32 provided. The connection in parallel or in series depends on the required hourly temperature increase
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der mit dem Kanalsystem angeschlossenen Verbraucheranlage. Die Reihenschaltung erhöht die Temperaturspreizung während die Parallelschaltung eine höhere Betriebssicherheit der Anlage gewährleistet.the consumer system connected to the sewer system. The series connection increases the temperature spread during the parallel connection ensures a higher operational reliability of the system.
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Legal Events
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| OHN | Withdrawal |