DE2618189A1

DE2618189A1 - Sonnenkollektor

Info

Publication number: DE2618189A1
Application number: DE19762618189
Authority: DE
Inventors: Werner Mittelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-26
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1977-11-10

Description

Sonnenkollektor
Sonnenkraftanlagen nutzen die Sonnenstrahlung als Energiequelle aus, wobei Parabolspiegel zum Einsatz kommen, die die Sonnenstrahlung im Brennpunkt bündeln, in dem je nach Spiegelgröße Temperaturen bis 30000 Celsius erreicht werden können.
Die Sonnenenergie wird zur Salzwasserdestillation, Eunstdüngerherstellung, zum Schmelzen von Metallen usw. verwertet. Ein wesentlicher Nachteil dieser Sonnenkraftanlagen besteht darin, daß ihr Wirkungsgrad niedrig ist und die Parabolspiegel sehr teuer sind, so daß eine Verwendung derartiger Anlagen z.B. zum Aufheizen von Brauchwasser für Haushaltszwecke aus wirtschaftlichen Gründen ausscheidet.
Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, einen Sonnenkollektor, insbesondere für Brauchwassexeizungen, zu schaffen, der eine Ausnutzung der Soznenenergie mit großem Wirkungsgrad bei niedrigem Herstellungspreis ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB im wesentlichen durch einen Sonnenkollektor gelöst, der parallel nebeneinander in einem Gehäuse über einer dunklen Kollektorplatte unter Bildung eines Spaltes schwenkbar angeordnete Sammellinsen aufweist, wobei die Kollektorplatte ein den Sammellinsen angepaßtes Profil besitzt und Teil eines Wärmetsuschers bildet, durch den das auf zuheizende Medium im Zwangsumlauf geleitet wird.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Sammellinsen unterschiedliche Größen aufweisen -und daß die Linsengröße vom Eintritt des aufzuheizenden Mediums in den Wärmetauscher in Richtung zum Mediumaustritt aus dem Wärmetauscher zunimmt.
Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge besitzen die Sammellinsen eine langgestreckte Form.
Die Sammellinsen können beispielsweise als Stablinsen mit einem Halbzylinderprofil und einer planen Strahleneinfallebene oder als Prismen ausgebildet sein.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich noch darin zu sehen, daß das Zglinderprofil der Stablinsen derart korrigiert ist, daß sich die Brennlinie derselben innerhalb des Spaltes zwischen Stablinse und Kollektorplatte oder auf dem Profil der Kollektorplatte befindet.
Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor ermöglicht den Aufbau von Sonnenkraftanlagen mit einem hohen Wirkungsgrad und eignet sich im besonderen Maße zum Einbau in Heizanlagen für Brauchwasser.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung anhand einer schematischen Querschnittsdarstellung einer Ausführung des Sonnenkollektors zu entnehmen.
Der Sonnenkollektor, der zum Aufheizen von Brauchwasser für Haushaltszwecke verwendet wird, weist ein Gehäuse 1 auf mit einem durch eine Glasplatte 2 in der Größenordnung von 1 m2 gebildeten Verschlußdeckel. In dem Gehäuse 1 sind Stablinsen 3 mit einem halbzylindrischen Profil 4 und einer planen Strahleneinfallebene 5 über einer Kollektarplatte 6 unter Bildung eines Spaltes 7 angeordnet, wobei die Kollektorplatte 6 ein den Stablinsen 3 angepaßtes Profil 8 aufweist. Die Kollektorplatte 6, die z.B. aus einem Aluminium- oder Kupferblech mit einer dunklen, den Stablinsen 3 zugewandten Oberfläche hergestellt ist, bildet Teil eines Wärmetauschers 9, durch den das aufzuheizende Medium, z.B. Wasser, im Zwangsumlauf geleitet wird.
Das Halbzylinderprofil 4 der Stablinsen 3 ist derart korrigiert, daß sich die Brennlinie 10-10 derselben innerhalb des Spaltes 7 zwischen Stablinse 3 und Kollektorplatte 6 oder auf dem Profil 8 der Kollektorplatte 6 befindet.
Die Stablinsen 3 weisen unterschiedliche Größen auf, wobei die Stablinsengröße vom Eintritt 11 des aufzuheizenden Mediums in den Wärmetauscher 9 in Richtung zum Mediumaustritt 12 zunimmt, derart, daß über die gesamte Länge 13 des Wärmetauschers 9 zwischen der durch die Sonnenenergie aufgeheizten Kollektorplatte 6 und dem aufzuheizenden Medium eine maximale Temperaturdifferenz auftritt, die einen optimalen Wärmeübergang von der Kollektorplatte zum aufzuheizenden Medium gewährleistet. Der Boden 14 des Wärmetauschers 9 ist mit einer Wärmeisolierung 15 verkleidet.
Die Einstellung der Stablinsen 3 erfolgt durch eine automatische nicht dargestellte Steuerung nach dem Sonnenstand durch Schwenken der Linsen um ihre Mittellängsachse 16-16 durch ein Gestänge 17, derart, daß der Einfallwinkelocder Sonnenstrahlen in die plane Strahleneinfallebene 5 der Stablinsen 3 Jeweils 90° beträgt, wie dies durch die Stellungen 3, 3' der Stablinsen bei unterschiedlichen Sonnenständen beispielsweise verdeutlicht ist.
L e e r s e i t e

Claims

Patestansprüche ionnenkollektor, insbesondere für Brauchwasserheizungen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser parallel nebeneinander in einem Gehäuse (1) über einer dunklen Eollektorplatte (6) unter Bildung eines Spaltes (7) schwenkbar angeordnete Sammellinsen aufweist und daß die Kollektorplatte (6) ein den Sammellinsen angepaßtes Profil (8) besitzt und Teil eines Wärmetauschers (9) bildet, durch den das aufzuheizende Medium im Zwangsumlauf geleitet wird.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsen unterschiedliche Größen aufweisen und daß die Linsengröße vom Eintritt (11) des aufzuheizenden Mediums in den Wärmetauscher (9) in Richtung zum Mediumaustrits (12) aus dem Wärmetauscher (9) zunimmt.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsen eine langgestreckte Form aufweisen.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsen als Stablinsen (3) mit einem Halbzylinderprofil und einer planen Strahleneinfallebene (5) ausgebildet sind.
5. Sonnenkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsen Prismen aufweisen.
6. Sonnenkollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine automatische Steuerung der Einstellung der Sammellinsen nach dem Sonnenstand.
7. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzylinderprofil (4) der Stablinsen (3) derart korrigiert ist, daß sich die Brennlinie (10-10) derselben innerhalb des Spaltes (7) zwischen Stablinse (3) und Kollektorplatte (6) befindet.
8. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzylinderprofil (4) der Stablinsen (3) derart korrigiert ist, daß sich die Brennlinie (10-10) derselben auf dem Profil (8) der Kollektorpiatte (6) befindet.
9. Sonnenkollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) des Wärmetauschers (9) mit einer Wärmeisolierung (15) verkleidet ist.