DE2624214C2

DE2624214C2 - Sonnenkollektor mit einer Abdeckung aus evakuierten Rohren

Info

Publication number: DE2624214C2
Application number: DE2624214A
Authority: DE
Inventors: Faramarz Dr. 5100 Aachen Mahdjuri
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1976-05-29
Filing date: 1976-05-29
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2624214A1

Abstract

Bei dem bereits im Hauptpatent (Patentanmeldung P 26 15 475 =Arpat-Nr 2112) vorgeschlagenen Sonnenkollektor bestehen die transparenten Abdeckrohre aus Glas und grenzt die auf die Rohrinnenseiten aufgebrachte selektive Absorberschicht mit ihren Laengsseiten an das nackte Glas der Abdeckrohre. Dadurch erfaehrt waehrend des Betriebes die an die Absorberschicht angrenzende Glasflaeche eine Temperaturerhoehung. Da aber das Glas ein Emissionsvermoegen groesser als 0,8 besitzt, entsteht hierbei durch die Waermeabstrahlung von den erhitzten Glasflaechen ein relativ hoher Waermeverlust. Um keine Waermeverluste an der Uebergangsstelle zwischen Absorberschicht und Abdeckrohr auftreten zu lassen, ist vorgeschlagen, dass sich die selektive Absorberschicht ueber einen Querschnittsbereich der Abdeckrohre von 120 bis 160 Grad erstrecken soll und an ihre Laengsseiten sich jeweils ein ueber einen Querschnittsbereich von 15 bis 25 Grad erstreckender, ebenfalls auf die Innenseite der Abdeckrohre aufgebrachter spiegelnder Metallstreifen anschliesst. Da, wie bereits ausgefuehrt, die untere Querschnittshaelfte der Abdeckrohre durch die selektive Absorberschicht eine hohe Temperatur besitzt, werden durch die spiegelnden Metallstreifen im Anschluss an die Laengsseiten der Absorberschicht die Verluste durch Waermestrahlung herabgesetzt. Ausserdem wird durch die Spiegelstreifen schraeg einfallende Sonnenstrahlung auf den selektiven Absorber reflektiert. Aus diesem Grunde kann bei dem Sonnenk...U.S.W

Description

30

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sonnenkollektor mit einem Absorber zur übertragung der durch Sonnenstrahlung erzeugter. Wärjne auf ein fluides Transportmedium und einer den Absorber gegenüber der Außenatmosphäre wärmeisolierenden Abdeckung, die aus einer Anzahl neben- und aneinanderliegender, verschlossener und evakuierter, zylindrischer transparenter Abdeckrohre besteht, wobei der Absorber aus einer in der unteren Querschnittshälfte auf der Innenseite der Abdeckrohre aufgebrachten selektiven Absorberschicht gebildet ist.

Bei einem bereits vorgeschlagenen Sonnenkollektor dieser Art (DE-OS 26 15 475) bestehen die transparenten Abdeckrohre aus Glas und grenzt die auf die Rohrinnenseiten aufgebrachte selektive Absorberschicht mit ihren Längsseiten an das nackte Glas der Abdeckrohre. Dadurch erfährt während des Betriebes die an die Absorberschicht angrenzende Glasfläche eine Temperaturerhöhung. Da aber Glas ein Emissionsvermögen ε > 0,8 besitzt, entsteht hierbei durch die Wärmeabstrahlung von den erhitzten Glasflächen ein relativ hoher Wärmeverlust.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor mit einer Vakuumisolation aus mehreren evakuierten Abdeckrohren zu schaffen, die auf ihrer Innenseite mit einer selektiven Absorberschicht versehen sind, wobei nur geringe Wärmeverluste an der Übergangsstelle zwischen Absorberschicht und Abdeckrohr auftreten.

Diese Aufgabe wird bei einem Sonnenkollektor eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich die selektive Absorberschicht über einen Querschnittsbereich der Abdeckrohre von 120 bis 160° erstreckt und an ihre Längsseiten sich jeweils ein über einen Querschnittsbereich von 15 bis 25° erstreckender, ebenfalls auf die Innenseite der Abdeckrohre aufgebrachter spiegelnder Metallstreifen anschließt.

Da, wie bereits ausgeführt, die untere Querschnittshälfte der Abdeckrohre durch die selektive Absorberschicht eine hohe Temperatur besitzt, werden durch die spiegelnden Metallstreifen im Anschluß an die Längsseiten der Absorberschicht der Wärmeemissionsgrad und damit die Verluste durch Wärmestrahlung nach innen herabgesetzt Außerdem wird durch die Spiegelstreifen schräg einfallende Sonnenstrahlung auf «den selektiven Absorber reflektiert Aus diesem Grunde kann bei dem Sonnenkollektor nach der Erfindung die Räche der Absorberschicht verkleinert werden, was wiederum zu geringeren Wärmeverlusten führt

Selektive Absorberschichten können aus einem schwarzen Stoff, z. B. Nickel- bzw. Kupferoxyd oder Kobaltsulfid, auf einer Metallunterlage aus beispielsweise Silber, Nickel, Aluminium oder Kupfer bestehen. Bei Verwendung einer derartigen selektiven Absorberschicht erstreckt sich gemäß einer WeiterbÜdung nach der Erfindung die Metallunterlage über einen. Bereich von jeweils 15 bis 25° über die Längsseiten des schwarzen Absorberstoffes hinaus. Auf diese Weise erfordert die Herstellung der spiegelnden Metallstreifen praktisch keinen zusätzlichen Arbeitsgang.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

F i g. 1 zeigt eiisen Querschnitt durch einen Sonnenkollektor nach der Erfindung und

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein bei dem Sonnenkollektor nach F i g. 1 verwendetes Abdeckrohr. Der Sonnenkollektor besitzt mehrere neben- und aneinanderliegende Abdeckrohre 1 aus Glas mit rundem Querschnitt, die stirnseitig verschlossen und auf einen Restgasdruck von weniger als 1 mbar evakuiert sind. Im zylindrischen Bereich ihrer unteren Querschnittshälfte sind die Abdeckrohre 1 auf ihrer Innenseite mit einer selektiven Absorberschicht 2 bedeckt, die aus einem schwarzen Absorberstoff 3, z. B. aus Nickel- oder Kupferoxyd, auf jirer Metallunterlage 4 aus z. B. Silber, Nickel, Kupfer oder Aluminium besteht Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich diese selektive Absorberschicht 2 über einen Querschnittsbereich der Abdeckrohre 1 von etwa 150°. An die Längsseiten 5 der Absorberschicht 2 schließt sich jeweils ein spiegelnder Metallstreifen 6 an, der sich über einen Querschnittsbereich der Abdeckrohre 1 von etwa 25° erstreckt und im vorliegenden Fall aus einer Verlängerung der Metallunterlage 4 der Absorberschicht 2 besteht Die schräg auf den spiegelnden Metallstreifen 6 auftreffenden Sonnenstrahlen werden zur selektiven Absorberschicht 2 hin reflektiert (Fig. 1). Die Innenseite der Abdeckrohre 1 kann ferner ganz oder nur auf dem absorberfreien Teil mit einer selektiven wärmereflektierenden Schicht aus z. B. mit Zinn dotiertem Indiumoxyd versehen sein.

Die Abdeckrohre 1 liegen neben- und aneinander auf einem Wärmetauscher 7 mit einem teilkreisförmigen Wellenprofi!, der z. B. aus dünnem Aluminium, Kupfer oder verzinktem Eisenblech besteht. Rückseitig sind an diesem Wärmetauscher 7 Rohrleitungen 8 für das Wärmetransportmedium, z. B. Wasser, durch Kleben, Löten oder Schweißen angebracht Das Ganze ist in einem Wärmeisolierstoff 9 eingebettet Die Abdeckrohre 1 können in den Wellenprofilen des Wärmetauschers 7 durch Kleben o. dgl. befestigt sein.

An den Enden der Abdeckrohre 1 sind quer zur Rohrachse liegende Reflektoren 10 vorgesehen, die aus mit Aluminium bedampften Glimmer bestehen können.

eflektoren dienen gleichzeitig als Träger für Jetterring 11 aus z. B. Barium und für ;ngen 12, z.B. aus Aluminium, Kupfer, Blei, ier Gold. Nach dem Evakuieren der Abdeckwerden diese im Bereich des Getterringes 11 und der Metallmengen 12 von außen induktiv erhitzt, wodurch dac Metall 12 verdampft und sich auf den domförmigen Stirnflächen der Abdeckrohre 1 als metallische Spiegelschicht 13 niederschlägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sonnenkollektor mit einem Absorber zur Übertragung der durch Sonnenstrahlung erzeugten Wärme auf ein fluides Transporemedium und einer den Absorber gegenüber der Außenatmosphäre wärmeisolierenden Abdeckung, die aus einer Anzahl neben- und aneinanderliegender, verschlossener und evakuierter, zylindrischer transparenter Abdeckrohre besteht, wobei der Absorber aus einer in der unteren Querschnittshälfte auf der Innenseite der Abdeckrohre aufgebrachten selektiven Absorberschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die selektive Absorberschicht (2) über einen Querschnittsbereich der Abdeckrohre (1) von 120 bis 160° erstreckt und an ihre Längsseiten (5) sich jeweils ein über einen Querschnittsbereich von 15 bis 25° erstreckender, ebenfalls auf die Innenseite der Abdeckrohre (1) aufgebrachter spiegelnder Metallstreifen (6) anschließt.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, bei dem die selektive Absorberschicht aus einem schwarzen Stoff auf einer Metallunterlage besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metallunterlage (4) über einen Bereich von jeweils 15 bis 25° über die Längsseiten (5) des schwarzen Absorberstoffes (3) hinaus erstreckt.