DE2624731A1 - SOLAR COLLECTOR - Google Patents
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Description
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Aktiengesellschaft *■ "" -DrQ/GKp-Aktiengesellschaft * ■ "" -DrQ / GKp-
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6000 Frankfurt (Hain) 9 62 * 4731
Pro ν. Nr. 7 85M- MPro ν. No. 7 85M- M
SolarkollektorSolar collector
Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor, dessen Rückseite aus einer Wärmedämmschicht besteht, der eine für Sonnenstrahlen durchlässige Abdeckung gegen Konvektionsverluste aufweist und der mit einer mit einem spiralförmig angeordneten von einem Wärmeträger durchströmten Rohroder Kanalsystem mit gemeinsam in der Außenwindung beginnendem Zulauf und in der Innenwindung endendem Ablauf ausgestatteten Kollektorplatte mit Absorptionsschicht versehen ist. The invention relates to a solar collector, the back of which consists of a thermal insulation layer, the one for Has sun rays permeable cover against convection losses and the one with a spiral shape arranged pipe or duct system through which a heat transfer medium flows, with a joint beginning in the outer turn Inlet and in the inner turn ending outlet equipped collector plate is provided with an absorption layer.
Die Sonne stellt eine auf nicht absehbare Zeit unerschöpfliche Energiequelle dar. Angesichts des zunehmenden Energiebedarfs der Menschheit und angesichts der Verknappung der irdischen konventionellen Primärenergiearten ist man bemüht, die Nutzung der Sonnenenergie in ein gegenwarts- und zukunftsbezogenes Konzept zur weltweiten Energieversorgung einzubeziehen.The sun represents an inexhaustible source of energy for the foreseeable future. In view of the increasing Energy needs of mankind and in view of the shortage of earthly conventional primary energy types one strives to convert the use of solar energy into a present and future-oriented concept to be included in the global energy supply.
Die Wärmestrahlung der Sonne kann auf verhältnismäßig einfache Weise mit Hilfe von Solarkollektoren nutzbar gemacht werden. Ein Solarkollektor besteht ganz allgemein aus einer Absorptionsfläche zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme und einem gut wärmeleitend an diese Fläche angeschlossenen Rohr- oder Kanalsystem, in dem ein flüssiges Medium zirkuliert, das die Wärme aufnimmt und dorthin transportiert, wo sie genutzt werden soll.The heat radiation from the sun can be used relatively easily with the help of solar collectors be made. A solar collector generally consists of an absorption surface for conversion the solar radiation in heat and a pipe or pipe connected to this surface with good heat conductivity Channel system in which a liquid medium circulates that absorbs the heat and transports it to wherever it should be used.
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In der Regel besteht ein Solarkollektor im einzelnen aus einem aus Metall, Kunststoff oder Holz bestehenden Gehäuse, dessen Rückseite und Seitenwände mit einer Wärmedämmschicht versehen und dessen Vorderseite eine für Sonnenstrahlen durchlässige Abdeckung gegen Konvektionsverluste aufweist. Zwischen der rückseitigen Wärmedämmschicht und der Abdeckung ist die mit einem Kanal- oder Rohrsystem mit Absorptionsschicht für das Durchströmen eines Wärmeträgers versehene Kollektorplatte angeordnet. Die Rohranschlüsse für den Zu- und den Ablauf des Wärmetragermediums sind an der Seite oder an der Rückseite des Gehäuses hinausgeführt. Damit die von der Absorptionsfläche aufgenommene Wärme nicht durch Konvektion teilweise wieder an die Luft abgegeben wird und für die Nutzung ausfällt, wird an der Einstrahlungsseite der Kollektorplatte eine einfache oder Doppel-Verglasung angeordnet. Das Glas kann ganz oder teilweise durch Platten oder Folien aus Kunststoff ersetzt sein.Usually there is a solar collector in detail from a housing made of metal, plastic or wood, the back and side walls with a Provided thermal insulation layer and its front a cover that is permeable to sun rays against convection losses having. Between the rear thermal insulation layer and the cover is the with a Channel or pipe system with an absorption layer for the Arranged through a heat transfer medium provided collector plate. The pipe connections for the supply and the drain of the heat transfer medium are at the The side or the back of the housing. So that the heat absorbed by the absorption surface is not partially released back into the air by convection and fails for use single or double glazing is arranged on the radiation side of the collector plate. The glass can be replaced in whole or in part by plates or foils made of plastic.
Der Nachteil solcher Solarkollektoren besteht darin, daß es erforderlich ist3 um jede Kollektorplatte ein relativ aufwendiges Gehäuse anzuordnen, damit die Funktionsfähigkeit des Solarkollektors durch Umwelteinflüsse und korrosive Einwirkungen nicht beeinträchtigt werden.The disadvantage of such solar collectors is that it is necessary to 3, each collector plate to arrange a relatively expensive housing, so that the operability of the solar collector will not be affected by environmental conditions and corrosive agents.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor so zu gestalten, daß der Herstellungsaufwand und das Gewicht verringert werden, ohne seine Funktionsfähigkeit zu beeinflussen. Ferner soll eine möglichst geringe Bauhöhe erreicht werden.The invention is therefore based on the object of designing a solar collector so that the manufacturing costs and weight can be reduced without affecting its functionality. Further the lowest possible height should be achieved.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem eingangs beschriebenen Solarkollektor auf den rohr-The solution to this problem is that in the solar collector described above on the tubular
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bzw. kanalsystemfrei gelassenen Randbereichen der Kollektorplatte die Abdeckung unter Zwischenfügung eines umlaufenden elastischen Dichtprofils aufliegt.or the edge areas of the collector plate left free from the channel system, the cover is interposed a circumferential elastic sealing profile rests on it.
Zweckmäßigerweise ist diese aus Kollektorplatte, elastischem Dichtprofil und Abdeckung gebildete Anordnung in ein entsprechend gestaltetes Profil eingesetzt, wobei das Profil gleichzeitig zur Einbindung des Solarkollektors in eine Dach- oder sonstige geeignete Fläche dient.Appropriately, this is formed from a collector plate, elastic sealing profile and cover Arrangement used in a correspondingly designed profile, the profile at the same time for integration of the solar collector is used in a roof or other suitable area.
Im Rahmen der vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist der rohr- und kanalfreie Randbereich der Kollektorplatte vorzugsweise durch Abkanten so umgeformt, daß dieser den -Gehäuserahmen bildet, wobei auf dem flanschartig abgebogenen Teil des Randbereiches das umlaufende elastische Dichtprofil aufliegt.In the context of the preferred embodiment of the invention, the tube and channel-free edge area of the collector plate is preferably reshaped by folding so that it forms the housing frame, on which it is flange-like bent part of the edge area rests on the circumferential elastic sealing profile.
Für die Kollektorplatten gibt es mehrere Ausführungsformen. So ist z.B. bekannt, daß bei zwei durch Walzen miteinander teilverbundenen Blechenein Kanalsystem aus der Verbindungsebene beidseitig herausgewölbt ist. Es ist auch möglich, die beiden Bleche anstelle von Walzen durch Löten miteinander zu verbinden. Ferner können Absorberbleche mit auf einer Seite befindlichen Längskanälen durch Strangpressen hergestellt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Rohre auf einer Seite einer ebenen Blechplatte aufzulöten, aufzuschweißen oder mechanisch darauf anzubringen. Auch sind schon Wellblechplatten auf ebene Blechplatten entlang der Berührungslinien aufgelötet worden. Als Werkstoffe können Aluminium und Kupfer sowie deren Legierungen, Stahl und Kunststoffe in Betracht.There are several embodiments for the collector plates. For example, it is known that in the case of two, by rolling partially connected metal sheets form a channel system the connection plane is arched out on both sides. It is also possible to use the two sheets instead of Rollers to be connected to one another by soldering. Furthermore, absorber sheets can be located on one side Longitudinal channels are produced by extrusion. Another option is to put tubes on to solder, weld or mechanically attach to one side of a flat sheet metal plate. Corrugated iron sheets have also already been soldered onto flat sheet metal sheets along the contact lines. as Materials can be aluminum and copper as well as their alloys, steel and plastics.
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Mit der Erfindung ist es möglich, das Gewicht des Solarkollektors um ca. 20 % und seine Bauhöhe um 30 % zu senken. Da ferner seine Montage vereinfacht wird, ist eine beachtliche Verringerung des Aufwandes erzielbar.With the invention it is possible to increase the weight of the solar collector by approx. 20% and its overall height by 30% reduce. Furthermore, since its assembly is simplified, a considerable reduction in effort can be achieved.
Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer Ausführungsformen in den Zeichnungen dargestellt:The invention is based on several embodiments below shown in the drawings:
In Fig. 1 ist die Draufsicht auf eine Kollektorplatte dargestellt, bei der zwischen zwei durch Walzen teilverbundene Bleche ein Kanalsystem 2 spiralförmig aus der Verbindungsebene beidseitig hinausgewölbt ist, wobei in der Außenwindung der Zulauf 3 und in der Innenwindung der Ablauf 1 für das Wärmeträgermedium angeordnet sind.In Fig. 1, the plan view of a collector plate is shown in which between two partially connected by rollers Sheet metal a duct system 2 is curved spirally out of the connecting plane on both sides, wherein the inlet 3 in the outer turn and the outlet 1 in the inner turn for the heat transfer medium are arranged.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch einen Solarkollektor mit einer mit einem Kanalsystem 5 versehenen Kollektorplatte 6, die auf ihrer Rückseite eine Wärmedämmschicht aufweist. Auf dem kanalsystemfreien Randbereich der Kollektorplatte liegt ein umlaufendes elastisches Dichtprofil 8 mit der darauf angeordneten Glasscheibe auf. Die Glasscheibe 9, das Dichtprofil 8 und die Kollektorplatte 6 sind in ein S-förmiges Profil 10, mit dem der Solarkollektor in eine Fläche einbindbar ist, eingesetzt. Das S-förmige Profil 10 dient gleichzeitig zur Halterung der Wärmedämmschicht 7.FIG. 2 shows the cross section through a solar collector with a collector plate provided with a channel system 5 6, which has a thermal insulation layer on its back. On the edge area of the Collector plate lies a circumferential elastic sealing profile 8 with the glass pane arranged on it on. The glass pane 9, the sealing profile 8 and the collector plate 6 are in an S-shaped profile 10, with which the solar collector can be integrated into a surface is used. The S-shaped profile 10 serves at the same time for holding the thermal insulation layer 7.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Solarkollektors ist es möglich, anstelle der Einfach- eine Doppelverglasung zu wählen, wobei die Innenscheibe mit einer IR-reflektierenden Schicht und die Kollektorplatte mit einer selektiven Schicht versehen sind. Die Glasscheiben liegen jeweils auf einem elastischen Profil auf.To increase the efficiency of the solar collector, it is possible to use double glazing instead of single glazing to choose, the inner pane with an IR-reflecting layer and the collector plate are provided with a selective layer. The glass panes each rest on an elastic profile on.
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In FIg. 3 ist der Querschnitt durch einen Solarkollektor wiedergegeben, bei dem die mit einer Wärmedämmschicht versehene Kollektorplatte 12 mit Kanalsystem 19 im Randbereich unter Bildung eines Flansches 13 abgekantet ist. Auf dem Flansch 13 befindet sich das elastische Dichtprofil 14, auf dem die Glasscheibe 15 aufliegt. Zwischen der Glasscheibe 15 und der Kollektorplatte ist eine weitere Glasscheibe 16 «angeordnet, die auf das umlaufende aufgeklebte Profil 17 geklebt ist. Das Profil 18 hält die Kollektorplatte 12, das Dichtprofil 14 und die Glasscheibe 15 und dient gleichzeitig zur Plalterurig der Wärmedämmschicht 11.In FIg. 3 is the cross section through a solar collector reproduced, in which the collector plate provided with a thermal barrier coating 12 with channel system 19 in Edge area is folded to form a flange 13. The elastic is located on the flange 13 Sealing profile 14 on which the glass pane 15 rests. Between the glass pane 15 and the collector plate a further glass pane 16 ″ is arranged, which is glued to the circumferential glued profile 17. That Profile 18 holds the collector plate 12, the sealing profile 14 and the glass pane 15 and serves at the same time for planning the thermal insulation layer 11.
Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Solarkollektor mit der Kollektorplatte 20 mit Kanalsystem 21, die eine Wärmedämmschicht 22 aufweist und die in ihrem Randbereich zweifach abgekantet ist. Auf dem Flansch liegt das umlaufende elastische Dichtungsprofil 24 und darauf die Glasscheibe 25. Zwischen der Glasscheibe und der Kollektorplatte 20 befindet sich eine weitere auf der ersten Abkantung aufgeklebte Glasscheibe 26. Die Kollektorplatte 20, die Glasscheibe 25 und das zwischen ihnen liegende elastische Profil 24 sind in das Profil 26, das auch die Wärmedämmschicht 22 hält, eingesetzt. Das Profil 24 dient zur Befestigung des Solarkollektors auf einer Dachfläche.4 shows a cross section through a solar collector with the collector plate 20 with channel system 21, which has a thermal insulation layer 22 and which in its Edge area is folded twice. On the flange is the circumferential elastic sealing profile 24 and thereupon the glass pane 25. Between the glass pane and the collector plate 20 there is another Glass pane 26 glued on the first fold. The collector plate 20, the glass pane 25 and the between them lying elastic profile 24 are in the profile 26, which also holds the thermal insulation layer 22, used. The profile 24 is used to attach the solar collector to a roof surface.
- 6 Patentansprüche - 6 claims
709S50/0241709S50 / 0241
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