DE2637791A1

DE2637791A1 - Kollektor fuer strahlungsenergie der sonne

Info

Publication number: DE2637791A1
Application number: DE19762637791
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Dr Schelle
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-08-21
Filing date: 1976-08-21
Publication date: 1978-02-23

Description

Kollektor für Strahlungsenergie der Sonne.
Die Erfindung betrifft einen Kollektor für Strahlungsenergie der Sonne, mit mehreren in einem Gehäuse angeordneten, im wesentlichen zueinander parallel mit gegenseitigem Abstand verlaufenden Rohren zur Aufnahme und Ubertragung der Strahlungsenergie an ein die Rohre durchströmendes Medium, mit Idiittela zum Konzentrieren der einfallenden Strahlungsenergie auf die Rohre und mit einer das Gehäuse abdeckenden, strahlungsdurchlässigen Deckplatte.
Bei Kollektoren der vorstehend genannten Art ist es bereits bekannt, die Rohre in streifenartigen Abschnitten des Gehäuses mit parabolspiegelartigen Sei-tenwandungen anzuordnen, derart, daß die einfallende Strahlungsenergie relativ unabhangig vom Einfallwinkel von den Seitenwandungen auf die Rohre reflektiert wird. Die reflektierenden Seitenwandungen erfordern jedoch einen relativ hohen Erstellungs- und Naterialaufwand und bedürfen zur Erhaltung ihrer Reflexionseigenschaft häufiger und aufwendiger Wartungsarbeiten (D1-OS 25 53 530).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kollektor der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit geringem Bauaufwand herstellbar ist, guten Wirkungsgrad aufweist und nur geringer Wartungsarbeiten bedarf.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Deckplatte übetedem Rohr einen zu diesem parallel verlaufenden, im Querschnitt linsenartigen'Streifen aufweist.
Nach der-weiteren Erfindung kann der Wirkungsgrad des Kollektors gesteigert werden, wenn die Brennlinien der linsenartigen Streifen zumindest annähernd in den Rohren liegen und wenn des weiteren die linsenartigen Streifen in Querrichtung der Rohre abstandsfrei aneinander anschließen.
Besonders niedrige Erstellungskosten des Kollektors ergeben sich, wenn nach der weiteren Erfindung die Deckplatte aus transparentem Kunststoff besteht.
Da die Brennlinien der linsenartigen Streifen sich äe nach Einfallswinkel der Strahlungsenergie, also je nach Sonnenstand verschieben, ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, wenn die linsenartigen Streifen zumindest annähernd horizontal in Ost-West-Richtung verlaufen. Dadurch ändert sich der Einflußwinkel und die damit verbundene Brennlinienverschiebung im Laufe eines Tages nur geringfügig. Weiterhin ergibt sich hieraus der Vorteil, -in kühler Jahreszeit eine relativ starke Konzentration der Strahlungsenergie zu bekommen und bei höherem Sonnenstand die Brennlinie in einen Bereich zu verlagern, der eine größere Verteilung der Strahlungsenergie bewirkt und damit eine Überheizung des Kollektors vermeidet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Kollektors dargestellt und zwar zeigt Big. 1 eine Aufsicht und Big. 2 einen Querschnitt durch den Kollektor.
Der Kollektor weist ein etwa quadratisches, flaches Gehäuse 1 aus wärmeisolierendem Stoff auf, das an seiner Innenseite eine strahlungsabsorbierende Oberfläche aufweisen kann. In dem Gehäuse 1 sind mit Abstand zueinander ver laufende, parallele Rohre 2,3,4 und 5 angeordnet, deren Enden durch kurze Rohrstücke 6 miteinander verbunden sind, so daß die Rohre 2 bis 5 in Serie geschaltet sind. Die freien Enden der beiden äußersten Rohre 2 und 5 sind mit einem Bingangssnschluß 7 und einem Ausgangsanschluß 8 für ein der Eaergieabfuhr dienendes Strömungsmedium versehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel In werden einander benachbarte Rohre umgekehrter Strõmungsrichtung durchströmt; es ist jedoch auch möglich, durch entsprechende Anordnung der Rohrstücke 6 eine gleichsinnige Durchströmung aller Rohre 2 bis 5 zu erzielen.
Weiterhin kann es unter bestimmten Verhältnissen auch zweckmäßig sein, die Rohre 2 bis 5 zueinander parallel zu schalten. Es kann zweckmäßig sein, die Rohre 2 bis 5, wie in Fig. 2 unter dem Bezugszeichen 9 angedeutet, mit waagerecht ausragenden Rippen aus gut wärmeleitendem Material und mit strahlungsabsorbierender Oberfläche zu versehen.
Das Gehäuse 1 ist oberhalb der Rohre 2 bis 5 durch eine aus Kostengründen zweckmäßig aus transparentem Eunststoff gefertigte Deckplatte 10 abgedeckt, welche über jedem der Rohre 2 bis 5 je einen zu diesem parallel verlaufenden, im Querschnitt linsenartigen Streifen 10' aufweist. Die linsenartigen Streifen 10' schließen daan bei unmittelbar einander an und ihre Brennlinien liegen zumindest annähernd in den Rohren 2 bis 5. Der Kollektor wird zweckmäßig derart installiert, daß die linsenartigen Streifen zumindest annahernd horizontal und in Ost-West-Richtung verlaufen.
Bei Betrieb des Kollektors gelangt die auf diesen fallende Strahlungsenergie der Sonne durch die linsenartigen Streifen 10' gesammelt zu den Rohren 2 bis 5, wird von diesen absorbiert und heizt sie auf. Die Rippen 9 können etwaige Streustrahlung aufnehmen und so die Aufheizung der Rohre 2 bis 5 unterstützen. Das durch die Rohre 2 bis 5 strömende tIedium kühlt diese und führt die Wärme zu einem Gebrauchszweck.
Durch die waagerechte Ost-West-Richtung der Rohre 2 bis 5 ändert sich der Einflußwiikel und die damit verbundene Brennlinienverschiebung der linsenartigen Streifen 10' im Laufe eines auges nur geringfügig. Dabei ist von Vorteil, daß sich in kühler Jahreszeit eine relativ starke Konzentration der Strahlungsenergie ergibt und bei höherem Sonnenstand die Brennlinien in einen Bereich verlagert werden können, der eine größere Verteilung der Strahlungsenergie bewirkt und damit eine Überheizung des Kollektors vermeidet.
Durch die Doppelfunktion der Abdeckplatte 10 - Abdeckung des Gehäuses 1 und Konzentration der einfallenden Strahlungsenergie auf die Rohre 2 bis 5 - ergibt sich eine kompakte Bauweise des Kollektors L e e r s e i t e

Claims

Patent ansprüche 1. Eollek*or für Strahlungsenergie der Sonne, mit mehreren in einem Gehäuse angeordneten, im wesentlichen zueinander parallel mit gegenseitigem Abstand verlaufenden Rohren zur Aufnahme und Übertragung der Strahlungsenergie an ein die Rohre durchströmendes Medium mit Mitteln zum Konzentrieren der einfallenden Strahlungsenergie auf die Rohre und mit einer das Gehäuse abdeckenden, strahlungsdurchlässigen Deckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckpla-tte (10) über jedem Rohr (2 bis 5) einen zu diesem parallel verlaufenden, im Querscbnitt linsenartigen Streifen (10') aufweist.
2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brnnlinien der linsenartigen Streifen (10') zumindest annahernd in den Rohren (2 bis 5) liegen.
3. Kollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die linsenartigen Streifen (10') der Dec-kplatte (10) in Querrichtung der Rohre (2 bis 5) abstandsfrei aneinander anschließen.
4. Kollektor nach Ansprucn 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (10) aus transpar*entem Kunststoff besteht.
5. Kollektor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die linsenartigen Streifen (9') zumindest annähernd horizontal in Ost-West-Richtung verlaufen.