DE2611108C2 - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

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Verfügung. Die als Wasserleitungssystem verwendeten ben 4 und 6 wirken somit wie ein bekanntes

Glasscheiben erbringen darüber hinaus den wesentü- Mehrscheibenisolierglas. Unterhalb der der Abdeckung

chen Vorteil, daß sie keinerlei Korrosion unterliegen. dienenden Glasscheibe 6 ist eine weitere Glasscheibe 9

Weiterhin wird bei dem durch die Glasscheiben angebracht, die ebenfalls über einen Abstandhaher tO

gebildeten Wasserleitungssystem praktisch deren ge- 5 mit der Glasscheibe 6 verbunden ist, wobei auch hier

samte Räche für die Aufnahme des Wassers ausgenutzt, eine Dichtungsmasse 11 zwischen die Glasscheiben 6

so daß sich ein besonders guter Wärmeübergang zu dem und 9 eingefüllt ist Damit wirken die beiden

Wasser ergibt Dabei wird auch die von der Schicht Glasscheiben 6 und 9 ebenfalls wie ein bekanntes

schwarzen Absorptionsmaterials aufgenommene War- Mehrscheibenisolierglas.

me über die gesamte Fläche der betreffenden Scheibe io Die Glasscheibe 9 bildet zusammen mit der darunter übernommen, wodurch sich über die gesamte Scheibe angeordneten Glasscheibe 12 das Wasserleitungssyein relativ -kürzer Wärmetransportweg von der Schicht stern. Randseitig sind die Glasscheiben 9 und 12 mit zum Wasser ergibt In der Kombination stellen das der einem Abstandhalter 13 versehen, wobei außerhalb des Abdeckung dienende Mehrscheibenisolierglas und die Abstandhalters 13 zwischen den Glasscheiben 9 und 12 das WasserleitungKsy&tem bildenden Glasscheiben eine 15 die Dichtungsmasse 14 eingefügt ist. Die Dichtungsmasorganische Zusammenfassung zweier konstruktiv weit- se 14 und der Abstandhalter 13 werden durch das Rohr gehend gleichartiger Bauelemente dar, wobei sich noch 15 durchsetzt das hier als Wasserzulauf dient Gemäß in besonders vorteilhafter Weise die mittlere der drei der eingezeichneten Pfeilrichtung strömt das Wasser Glasscheiben als Bestandteil des Mehrscheibenisolier- durch das Rohr 15 in den Innenraum 16 zwischen den glases und des Wasserleitungssystems doppelt ausnut- 20 Glasscheiben 9 und 12. Aus Gründen der Wärmeisolazen läßt tion ist das Rohr 15 mit dem Isolationsrohr 17 versehen.

Bei Verwendung von besonders großen Scheiben Das Rohr 15 und das Isolationsrohr 17 durchsetzen den

kann es zweckmäßig sein, zwischen den das Wasserlei- Wärmeisolierstoff 2 und die Wand der Wanne 1, so daß

tungssystem bildenden Scheiben Verbindungsstege zur außerhalb der Wanne 1 ein Anschluß an das Rohr 15

Erhaltung eines gleichmäßigen Abstandes der beiden 25 ohne weiteres möglich ist.

Scheiben anzuordnen. Diese Verbindungsstege verlau- In gleicher Weise besitzt das durch die beiden

fen zweckmäßig in Längsrichtung der Wasserströmung. Glasscheiben 9 und 12 gebildete Wasserleitungssystem

Man kann sie einstückig zusammen mit den betreffen- noch einen hier nicht dargestellten Ablauf, der

den beiden Scheiben ausformen. Es ist aber auch konstruktiv dem vorstehend beschriebenen Zulauf

möglich, die Verbindungsstege einzukleben. 30 entspricht.

Den Zulauf und den Ablauf kann man so anordnen. An der Unterseite der Glasscheibe 12 ist auf diese

daß er den zwischen den betreffenden Scheiben eine Schicht aus schwarzem Absorptionsmaterial 18

liegenden Abstandhalter oder die äußere Scheibe aufgetragen. Hierbei kann es sich um eine Farbe, eine

dichtend durchsetzt. Dabei ist es auch möglich, den geschwärzte Folie oder auch um eine schwarze

Zulauf durch den Abstandhalter und den Ablauf durch 35 Glasscheibe handeln. Das Absorptionsmaterial 18

die betreffende Scheibe bzw. umgekehrt verlaufen zu nimmt die von außen durch die Glasscheiben 4,6,9 und

lassen. 12 dringende Sonnenenergie auf, absorbiert diese.

Die gesamte Scheibenanordnung läßt sich vorteilhaft wobei es sich entsprechend erwärmt. Die entstehende

in eine mit Wärmeisolierstoff angefüllte Wanne Wärme kann über den Wärmeisolierstoff 2 nicht

einsetzen, womit sich ein komplettes Bauelement ergibt, 40 weitergegeben werden, sie tritt jedoch in die Glasschei-

das als Ganzes am Ort der Aufstellung angebracht be 12 über und erwärmt diese, die ihrerseits die ihr

werden kann. Dabei setzt man die äußerste, der zugeführte Wärme an das im Innenraum 16 zwischen

Abdeckung dienende Glasscheibe zweckmäßig so ein, den Glasscheiben 9 und 12 strömende Wasser abgibt,

daß diese im wesentlichen mit dem Rand der Wanne Eine sich dabei ergebende thermische Strahlung des

abschließt und in diese eingeklebt ist. 45 Absorptionsmaterials muß in jedem Falle durch das

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Wasser hindurch und wird hier absorbiert, wobei sich als

Figuren dargestellt. Es zeigt besonderer Vorteil bemerkbar macht, daß diese

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Wanne mit einer Strahlung vollständig von dem die Glasscheibe 12

Scheibenanordnung, überdeckenden Wasser aufgefangen wird. Auf diese

Fig.2 einen Schnitt durch die das Wasserleitungssy- 50 Weise ergibt sich eine Ausnutzung der Sonnenenergie

stern bildenden Glasscheiben senkrecht zu den die hohen Wirkungsgrades. Eine Wärmeabgabe nach außen

beiden Scheiben verbindenden Verbindungsstegen, durch Kontaktwärme wird durch den Effekt der beiden

Fig. 3 eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Glasscheiben 6 und 4 unterbunden, die zusammen mit

F i g. 1 mit einem eine Glasscheibe durchsetzenden Zu- der Glasscheibe 9 praktisch wie zwei hintereinander

oder Ablauf. 55 liegende Mehrscheibenisoliergläser wirken. Die dem

Der in der Fig. 1 dargestellte Sonnenkollektor Wasser zugeführte Wärmeenergie kann von diesem

besteht aus der Wanne 1, die mit einem Wärmeisolier- also nur durch die Wasserströmung abgeführt werden,

stoff 2 angefüllt ist, der z.B. aus einem Schaumstoff wodurch Wärmeverluste weitgehend vermieden sind,

besteht. An dem Rand 3 der Wanne 1 ist als äußerste Bei großen Flächen kann es erforderlich sein, die

Abdeckung die Glasscheibe 4 angesetzt, die mittels des 60 Glasscheiben 9 und 12 zu versteifen, damit diese nicht

Klebstoffrandes 5 mit dem Rand 3 dicht verbunden ist. durch den Druck des Wassers ausgebeult werden. Wie

Die Glasscheibe 4 deckt somit die Wanne 1 insgesamt bereits oben erwähnt, kann man hierzu Verbindungsste-

iib. Unterhalb der Glasscheibe 4 ist als weitere ge zwischen die Glasscheiben 9 und 12 einfügen, die

Abdeckung die Glasscheibe 6 angebracht, die in dann zweckmäßig in Längsrichtung der Wasserströme

bekannter Weise über den Abstandhaher 7 mit der 65 liegen. In Fi g. 2 ist in einer Schnittzeichnung ein Aufbau

Glasscheibe 4 verbunden ist. An der Außenseite des dargestellt, bei dem die beiden Glasscheiben 9 und 12

Abstandhalters 7 ist /wischen die Glasscheiben 4 und 6 mit derartigen Verbindungsstegen 19 einstückig ausge-

einc Dichtungsmasse 8 eingefüllt. Die beiden Glasschei- formt werden. Die Verbindungsstege 19 bestehen aus

dem gleichen Material wie die Glasscheiben 9 und 12 und gehen in diese über. Derartige Glasscheiben mit Verbindungsstegen kann man im Strang pressen. Die Stege 19 könnten aber auch zwischen die Glasscheiben 9 und 12 eingeklebt sein, wobei es auch möglich ist, abschnittsweise kurze Verbindungsstege vorzusehen.

In der F i g. 3 ist ein Sonnenkollektor dargestellt, der weitgehend demjenigen gemäß F i g. 1 entspricht. Die Anordnung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Γ i g. 1 nur dadurch, daß hier der Zulauf bzw. Ablauf durch die Glasscheibe 12 geführt ist. Ein solcher Aufbau eignet sich vor allem für Wasserleitungssysteme, bei denen der Abstand zwischen den Glasscheiben 9 und 12 nur gering ist. Bei solchen Systemen ergibt sich dann eine sehr schnelle Erwärmung des durchgeleiteten Wassers. Die Glasscheibe 12 wird hier von dem winklig eingeführten Rohr 20 durchsetzt. Es ist dann ähnlich wie das Rohr 15 gemäß F i g. 1 durch die Wand der Wanne 1 nach außen geführt. Im Bereich seiner Durchführung durch die Glasscheibe 12 ist das Rohr 20 mit einer Klebezone 21 umgeben, die für die Abdichtung zwischen Glasscheibe 12 und Rohr 20 sorgt. Ein entsprechend aufgebauter Zulauf bzw. Ablauf ist, hier nicht dargestellt, auf der anderen Seite der Glasscheibe 12 vorgesehen.

Bei der in den Fig. I und 3 dargestellten Anordnung kann man auch mit drei Glasscheiben auskommen, wobei in diesem Falle die Glasscheibe 6 die äußerste, der Sonne zugewandte Glasscheibe wäre und dann mit dem Rand 3 der Wanne 1 verklebt sein würde. Bei der Verwendung von vier Glasscheiben, wie in den F i g. 1 und 3 dargestellt, ergibt sich der Vorteil einer besseren Wärmeisolierung nach außen hin, wodurch sich der Wirkungsgrad der gesamten Anordnung entsprechend erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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allseitig umspülte Glasscheiben eingebaut sind, die an Patentanspruch _{ihrer der Sonne a}b_{gewandten Se};_{te m};_{t emer} Alumini-

Flacher, nach Art eines Mehrscheibenisolierglases umfolie versehen sind, die mittels eines schwarzen

aufgebauter Sonnenkollektor rait einem randseitig Klebstoffs auf die betreffende Glasscheibe aufgeklebt wasserdicht abgeschlossenen, mit Zu- und Ablauf 5 ist Bei dieser Ausführungsform ist also das Aluminium

versehenen Wasserleitungssystem mit mindestens und natürlich auch der Klebstoff dem Wasser

zwei der Sonne zugewandten, nvt Abstand vonein- ausgesetzt das vor allem über längere Zeiträume die

ander angeordneten Glasscheiben, mit einer der Aluminiumfolie und den Klebstoff zersetzen kann. Auf

Sonne abgewandten Wärmeisolationsschicht und jeden Fall ist eine Korrosion des Aluminiums nicht einem Kollektorboden, wobei der Kollektorboden io auszuschließen.

die untere Wand des Wasserleitungssystems und die Bei derartigen Sonnenkollektoren kommt es entinnerste der der Sonne zugewandten Glasscheiben scheidend darauf an, daß diese möglichst über viele die obere Wand des Wasserleitungssystems bilden, Jahre wartungsfrei arbeiten. Reparaturen von normalerdadurch gekennzeichnet, daß auch der weise auf Dächern angebrachten Sonnenkollektoren Kollektorboden von einer Glasscheibe (12) gebildet 15 stellen nämlich eine sehr aufwendige Arbeit dar. Zu der ist die an ihrer Außenfläche mit einer Schicht erforderlichen Betriebssicherheit kommt hinzu, daß schwarzen Absorptionsmaterials (18) versehen ist Sonnenkollektoren auch preisgünstig sein müssen, wenn

sie sich als üblicher Gebrauchsartikel einführen lassen

sollen. Es ist zwar bekanntlich eine Fülle von

20 Sonnenkollektoren auf dem Markt, es gibt auch eine sehr große Zahl einschlägiger Patentschriften, jedoch

Die Erfindung bezieht sich auf einen flachen, nach Art hat sich gezeigt daß sich eine weitgehende Verwendung

eines Mehrscheibenisolierglases aufgebauten Sonnen- von Sonnenkollektoren in vielen Ländern bisher nicht

kollektor mit einem randseitig wasserdicht abgeschlos- durchsetzen konnte.

senen, mit Zu- und Ablauf versehenen Wasserleitungs- 25 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

system mit mindestens zwei der Sonne zugewandten, einen Sonnenkollektor zu schaffen, der aufgrund seiner

mit Abstand voneinander angeordneten Glasscheiben, inneren Konstruktion als praktisch wartungsfrei und

mit einer der Sonne abgewandten Wärmeisolations- damit besonders dauerhaft anzusehen ist und der

schicht und einem Kollektorboden, wobei der Kollek- außerdem ein billiges, erprobtes Herstellungsverfahren

torboden die untere Wand des Wasserleitungssystems 30 erlaubt.

und die innerste der der Sonne zugewandten Glasschei- Das Problem wird bei dem erfindungsgemäßen

ben die obere Wand des Wasserleitungssystems bilden. Sonnenkollektor dadurch gelöst, daß bei ihm auch der

Ein solcher Sonnenkollektor ist aus der DE-OS Kollektorboden von einer Glasscheibe gebildet ist, die

25 27 742 bekannt Bei diesem Kollektor wird der an ihrer Außenfläche mit einer Schicht schwarzen

Kollektorboden durch eine Wanne gebildet die 35 Absorptionsmaterials versehen ist.

entweder aus schwarzem Material hergestellt oder Von entscheidender Bedeutung bei dieser Konstruk-

wenigstens an ihrer Vorderseite, wo sie in Berührung tion ist die Tatsache, daß die Schicht des schwarzen

mit dem Wasser steht, mit einer matten schwarzen Absorptionsmaterials mit dem Wasser nicht in Berüh-

Farbe bemalt oder mit einer matten schwarzen rung kommt. Es kann daher durch das Wasser nicht

Deckschicht versehen ist Als schwarzes Material zur 40 beeinträchtigt werden, so daß praktisch jedes schwarze,

Bildung der Wanne kann auch schwarzer Kunststoff aufschichtbare Material gefahrlos verwendet werden

verwendet werden. kann. Das Wasser kommt großflächig nur mit

Im Falle einer Beschichtung der inneren Seite der Glasscheiben in Berührung, die vom Wasser überhaupt

Wanne muß dafür gesorgt werden, daß das betreffende, nicht angegriffen werden. Die zwischen den Glasschei-

aufgeschichtete Material vom Wasser nicht angegriffen 45 ben angebrachten Abstandhalter und Abdichtungen

werden kann. Hierbei ist auch darauf zu achten, daß vor stammen bei der beim erfindungsgemäßen Sonnenkol-

allem in Verwendungsgebieten mit stärkerem Frost lektor zugrundegelegten Konstruktion aus der Technik

dem Wasser ein Frostschutzmittel zugefügt werden des Mehrscheibenisolierglases, die als besonders ausge-

muß, das auf das aufgeschichtete Material zersetzend reift anzusehen ist und vor allem hinsichtlich der

wirken kann. Dieser Schwierigkeit kann man dadurch 50 Abdichtmassen keinerlei Probleme bietet. Mehrschei-

aus dem Wege gehen, daß, wie in der DE-OS 25 27 742 benisoliergläser werden heute weitgehend automati-

offenbart, die Wanne selbst au? schwarzem Material siert hergestellt und bestehen aus relativ billigen

hergestellt werden kann. Dies stellt jedoch insofern Materialien, so daß sich also aufgrund der Verwendung

einen Nachteil dar, als dann für den durch die Wanne der Technik des Mehrscheibenisolierglases und der

gebildeten Kollektorboden ein anderes Material als für 55 Ausbildung des Kollektorbodens als von außen mit

die davor angeordneten Scheiben zu verwenden ist. einer Schicht schwarzen Absorptionsmaterials be-

Es ist auch bereits durch die US-PS 31 07 052 schichteten Glasscheibe insofern ein kombinatorischer

bekanntgeworden, den Kollektorboden als Glasscheibe Effekt ergibt, als sich nämlich aufgrund der Zugrundele-

auszubilden und der vor dieser Glasscheibe zirkulieren- gung der Technik des Mehrscheibenisolierglases die

den Flüssigkeit wärmeabsorbierende Substanzen, z. B. 60 Möglichkeit der äußeren Anbringung der Absorptions-

einen Farbstoff, beizufügen. Eine gute Wärmeabsorp- schicht und die besonders wichtige Wartungsfreiheit

tion läßt sich hierdurch nicht erzielen, da durch die aufgrund der Widerstandsfähigkeit der verwendeten

Flüssigkeit hindurchtretende Strahlungsreste von der Materialien gegen Wasser ergibt,

darunter liegenden Glasscheibe hindurchgelassen wer- Der Aufbau aus mindestens drei Glasscheiben

den und somit verlorengehen. 65 erleichtert zunächst die Montage in der Fabrik, da

Darüber" hinaus zeigt die US-PS 26 80 437 einen grundsätzlich die gleichen Bauteile miteinander zu

Sonnenkollektor, in dessen Wasserleitungssystem im verbinden sind. Solche randseitigen Verbindungen von

Bereich der aufgefangenen Strahlung von dem Wasser Glasscheiben stehen in technisch ausgereifter Form zur