DE2605927B1 - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

• Die Bleche schützen den Schlauch vor U-Einstrahlung und entlasten den Schlauch gegenüber Druck, d h. bei Druck legt sich der Schlauch - und das ist sogar gewollt - innen an die Blechwandungen dicht an Durch die Dimensionierung der Verformungseintiefungen hat man es genau in der Hand, daß sich der Schlauch im Durchmesser nicht zu stark auszudehnen braucht, wodurch ein Reißen durch Überdehnung ausgeschlossen wird. Die Bleche werden entlang der Verformung durch Widerstandschweißen, Punkten, Steppen oder Rollennahtschweißen oder eine sonstige Verbindung miteinander verbunden, so daß die Eintiefungen im Bereich des Schlauches druckbelastbar werden. Die Verbindungsschweißung dient außerdem dazu, die Wärme von dem oberen Blech, das der Sonne zugekehrt ist, an das darunterliegende Blech weiterzuleiten und von da aus zum Schlauch.
• Die Verwendung eines dünnwandigen und billigen Schlauches aus Kunststoff, wie er heute beispielsweise als Brat- oder Kochfolie benutzt wird, hat den Vorteil, daß man auf die Kosten keine Rücksicht nehmen braucht und dem Schlauch einen großen Durchmesser geben kann. Dieser größere Durchmesser hat wiederum den Vorteil, daß er eine große Außenfläche bildet und somit das Medium, welches im Schlauch strömt, in großer Oberfläche mit den Metallwänden in Berührung kommt, wodurch ein hoher Wärmeübergang entsteht und wodurch sich vor allem der Kunststoff als relativ schlechter Wärmeleiter nicht nachteilig auswirken kann.
• Diese überraschend einfache Lösung führt also nicht nur zu einem gewichtsmäßig einfachen Sonnenkollektor, sondern auch zu einem günstigen Herstellungspreis und günstigen Wärmeübertragungsverhältnissen, wobei durch den Einsatz des Schlauches als wesentliches Element auch gleichzeitig den Korrosionsproblemen Rechnung getragen ist.
• Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt schematisch F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Sonnenkollektor, F i g. 2 einen Schnitt durch den Sonnenkollektor längs Linie Il-II in Fig. 1, F i g. 3 teilweise in Schnitt und Ansicht ein Anschlußnippel für den Schlauch, Fig.4 eine Draufsicht auf einen Sonnekollektor in einer anderen Ausführungsform und F i g. 5 in perspektivischer Ansicht einen aufgestellten und der Sonnenstrahlung ausgesetzten Sonnenkollektor.
• Wie aus den Figuren erkennbar, sind in einem Gehäuse 5, das durch eine Glasscheibe 6 verschlossen ist und das damit einem Treibhauseffekt unterliegt, zwei Blechlamellen 3 angeordnet, die in ihren Randbereichen in Kunststoff 7 eingeschäumt oder in anderer Weise im Gehäuse gehalten sind.
• Die Blechlamellen werden in einer geeigneten Formpresse mit den Eintiefungen 2 versehen, deren Verlauf aus F i g. 1 erkennbar ist Die beiden Lamellen werden dann im Sinne der F i g. 2 gegeneinandergelegt, wodurch sich ein mäanderförmiger Kanal ergibt, in dem der dünnwandige Kunststoffschlauch 1 angeordnet ist.
• An seinen Enden ist der Kunststoffschlauch 1 auf mit Innengewinde 8 versehenen, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Anschlußnippeln 4 aufgezogen und mit diesen verklebt oder durch Manschetten gehalten verbunden. Diese Nippel 4 sind vorzugsweise mit zwei seitlichen, fahnenartigen Fortsätzen 9 versehen, für deren Aufnahme die Lamellen 3 in den Anschlußbereichen entsprechende Einprägungen 10 erhalten, so daß die Nippel durch die Lamellen 3 zwischen diesen fixiert gehalten sind. Der Schlauch 1 muß natürlich nicht auf die Nippel, wie in F i g. 3 dargestellt, aufgezogen sein, sondern er kann auch unter Beachtung entsprechender Durchmesserverhältnisse in die Nippel eingeklebt sein.
• Wie aus F i g. 4 erkennbar, können die Blechlamellen 3 auch mit mehreren, parallel verlaufenden Kanälen bzw. Formeintiefungen versehen werden, wobei dann in jedem Kanal ein separater Kunststoffschlauch t verläuft, die mit Sammelanschlüssen 11 in Verbindung stehen können. Die Aufstellung des Sonnenkollektors erfolgt gemäß F i g. 5 gegen die Sonneneinstrahlung 12 gerichtet in bekannter Weise. Der Rücklauf erfolgt am Kollektor am Anschluß 14 und der Vorlauf (Warmwasser) am Anschluß 13, so daß sich eine Durchströmung im Sinne der Pfeile 15 ergibt. Der Sonnenkollektor gemäß F i g. 1 hat Abmessungen von etwa 1 x 2 m und kann gegebenenfalls in Einzelsektionen gegliedert sein. Der sich beim Zusammenlegen der Blechlamellen ergebende Kanal bzw. der Kunststoffschlauch kann einen Durchmesser in der Größenordnung von etwa 2 bis 4 cm haben.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Sonnenkollektor, bestehend aus einem bestrahlungsseitig strahlungsdurchlässig und in seinen anderen Flächen wärmeisoliert ausgebildeten Gehäuse, in dem ein vom Wärmeträgermedium durchströmbares Wärmeübertragungselement angeordnet ist, das aus zwei metallischen, parallel zur Strahlungsdurchlaßfläche angeordneten Lamellen mit Verformungseintiefungen besteht, in denen eine das Wärmeträgermedium führende Leitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung aus einem wärme- und korrosionsbeständigen, dünnwandigen Kunststoffschlauch (1) gebildet ist, dessen Länge und Querschnitt etwa dem durch die Verformungseintiefungen (2) der gegeneinandergelegten und miteinander gut wärmeleitend verbundenen Blechlamellen (3) gebildeten Kanal entspricht und vor- und rücklaufseitig mit Anschlußnippeln (4) versehen ist, die am Kollektor fixiert sind.
2. 2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechlamellen (3) mit ihren Randbereichen im Gehäuse (5) mit Kunststoff (7) eingeschäumt gehalten sind.
3. 3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Blechlamellen (3) parallel nebeneinander verlaufend mehrere Formeintiefungen (2) mit separaten Kunststoffschläuchen (1) angeordnet sind.
4. 4. Sonnenkollektor nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußnippel (4) für den Kunststoff-Schlauch (1) mit fahnenartigen Fortsätzen (9) und die Blechlamellen (3) mit entsprechenden Eintiefungen (10) versehen sind.

   Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend aus einem bestrahlungsseitig strahlungsdurchlässig und in seinen anderen Flächen wärmeisoliert ausgebildeten Gehäuse, in dem ein vom Wärmeträgermedium durchströmbares Wärmeübertragungselement angeordnet ist, das aus zwei metallischen, parallel zur Strahlungsdurchlaßflache angeordneten Lamellen mit Verformungseintiefungen besteht, in denen eine das Wärmeträgermedium führende Leitung angeordnet ist.

   Sonnenkollektoren der genannten Art sind neben anderen Ausführungsformen allgemein bekannt. Sonnenkollektoren sind Wärmetauscher, die Sonnenwärme aufnehmen und die, je nach Art des verwendeten Heizmediums, beispielsweise Warmwasser für Küche, Bad usw. oder Heizwärme zum Heizen von Gebäuden erzeugen.

   Selbstverständlich kann man auch ein Medium verwenden, das die Sonnenwärme mit geeigneten Einrichtungen in Kälte für Kühlzwecke umwandelt.

   Die vom Kollektor aufgenommene und unmittelbar in Wärme umgesetzte Sonnenstrahlung kann in einem sogenannten Einkreissystem über ein Wärmeträgermedium dem Verbrauch unmittelbar zugeführt werden. Es kann aber auch ein Zweikreissystem mit dazwischengeschaltetem Wärmetauscher verwendet werden. Die Verteuerung der Heizenergie - der Preis für Heizöl ist beträchtlich gestiegen, der Gaspreis folgt erfahrungsgemäß dem Ölpreiszwingt dazu, neben Öl und Erdgas auch andere Energiequellen zu benutzen, und die Umweltprobleme machen es erforderlich, sogenannte saubere Energien in stärkerem Maße zu verwenden.

   Hierfür stellen Sonnenkollektoren ein geeignetes Mittel dar, und zwar insbesondere in solchen Ländern, die über eine entsprechende und über den größeren Teil eines Jahres wirksame Sonneneinstrahlung verfügen.

   Die bisher bekannten Sonnenkollektoren haben verschiedene Nachteile, wodurch diese entweder hinsichtlich der Kosten, noch hinsichtlich ihrer Lebensdauer und zum Teil hinsichtlich ihres Gewichtes den diesbezüglichen Forderungen genügen. Bei dem Sonnenkollektor der eingangs genannten Art werden Bleche verformt mit Verformungseintiefungen versehen, so daß zwischen zwei zusammengelegten Blechen jeweils ein Kanal entsteht, in dem ein Cu-Rohr verlegt wird. Kupferrohr ist teuer. Wenn man große Querschnitte vorsieht, z. B. 3/4" Rohr, kostet dies enorm vieL Auch Edelstahlrohr liegt noch zu hoch im Preis.

   Kollektoren, mit denen man Trinkwasser unmittelbar erwärmen will, müßten bezüglich ihrer Rohre einen Querschnitt von 3/4" haben, wenn die Umwälzung aus Kostengründen nur durch Schwerkraft erfolgen soll.

   Abgesehen davon, daß die Verformung der Bleche nicht so exakt erfolgen kann, daß die Rohre im Durchmesser Toleranzen unterliegen und daß auch das Verformen der Rohre zu einer Rohrschlange nicht exakt und maßhaltig erfolgen kann, wodurch die Rohre an den Blechwandungen nicht dicht anliegen und damit der Wärmeübergang entscheidend reduziert wird, ergeben sich unter Umständen auch noch Korrosionsprobleme, denn Kupfer ist nicht gegen alle Wasser beständig. Auch Edelstahl ist nicht gegen jedes Wasser beständig. Um dem Korrosionsproblem auszuweichen, wurden Kollektoren aus Kunststoff entwickelt. Bei diesen Kunststoffkollektoren besteht das große Problem, daß thermoplastische Kunststoffe im allgemeinen nicht gegen ultraviolette Strahlen beständig sind. Die Kollektoren stehen unter Druck, z. B. unter Wasserleitungsdruck. Ein Kunststoff, der druckbelastbar ist, der die UV-Strahlung aushält und außerdem Temperaturen von über 100" C verträgt, ist aber zumindest als Thermoplast, der die notwendige Verformung zuläßt, so gut wie nicht vorhanden.

   Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Kollektor zu schaffen, der diesen Forderungen genügt, dh, der sich kostengünstig und einfach herstellen läßt, dessen Gewicht reduziert ist und bei dem keine Korrosionsprobleme durch das durchgeleitete Wasser auftreten.

   Diese Aufgabe ist mit einem Sonnenkollektor der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Leitung aus einem wärme- und korrosionsbeständigen, dünnwandigen Kunststoffschlauch gebildet ist, dessen Länge und Querschnitt etwa dem durch die Verformungseintiefungen der gegeneinandergelegten und miteinander gut wärmeleitend verbundenen Blechlamellen gebildeten Kanal entspricht und der vor- und rücklaufseitig mit Anschlußnippeln versehen ist, die am Kollektor fixiert sind.