DE2640166A1

DE2640166A1 - Liq. solar heating plant used industrially - has multiple conical collectors and standby electric heater

Info

Publication number: DE2640166A1
Application number: DE19762640166
Authority: DE
Inventors: Sergiu Dipl Ing Caftanat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1976-09-07
Publication date: 1978-03-16

Abstract

Plant consists of multiplex solar concentrators, absorbers and heat exchangers. Liqs. of varying temps. can be heated. The multiplex solar concentrator each consists of a number of coaxially placed truncated hollow cones displaced w.r.t. one another in the vertical direction. The half-angle of the largest conical element is 32 degrees and for the smaller elements are successively smaller. The smaller dia. of each conical element equals larger dia. of the next smallest element, and smallest dia. of smallest element equals dia. of focal plane surface. The reflective surfaces are provided by Al foil or silvered Cn foil applied to the inner surfaces of the conical elements. The absorber consists of an elliptical section Cu tube wound into an Archimedean (flat) spiral, whose inner end terminates in an elliptical chamber. The upper surface of the spiral and the central chamber is covered by a layer of black PTFE and the whole is enclosed in a box covered by a heat-resistant glass plate. Used for continuous operation in e.g. the timber, textile, paper and chemical industries, and in factories producing pre-cast concrete products. The solar collectors have a high thermal collection capacity and "magnification" (ratio of collecting surface area to focal plane surface area) and are simple in construction.

Description

Sonnenelektroheizanlage flir lüssigkeiten Solar electric heating system for liquids

Die Erfindung betrifft eine Sonnenelektroheizanlage, mit der man durch Sonnenenergie oder elektrischen Strom warme oder verschiedene heiße 'lüssigkeiten aufbereiten kann. Mit dieser Sonnenelektroheizanlage kann man je nach Größe Anlage viel Thermoenergie kostenlos aufbereiten. The invention relates to a solar electric heating system with which one hot liquids or various hot liquids using solar energy or electricity can process. With this solar electric heating system, depending on the size of the system prepare a lot of thermal energy for free.

Diese Sonnenelektroheizanlage ist gedacht für diverse Iiidustriebereiche und hat verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, z.B, in der holzindustrie, in betonfertigteilwerken, in der Textilindustrie, in der Sapierindustrie, in der Chemischen Industrie usw. In diesem Zweck besitzt sie einen automatischen Dauerbetrieb, so daß sie an sonnigen Tagen die Thermoenergie von der Sonne bekommt und in der isacht und an bewölkten Tagen durch elektrischen Strom angetrieben wird. This solar electric heating system is intended for various industrial sectors and has various possible uses, e.g. in the wood industry, in precast concrete plants, in the textile industry, in the sapling industry, in the chemical industry, etc. For this purpose it has an automatic continuous operation, so that it can be used in sunny conditions Days gets the thermal energy from the sun and in the night and on cloudy days Days is powered by electricity.

Leute existieren verschiedene Sonnenanlage, die mit ode ohne Sonnenkonzentratoren funktionieren, aber nur dann wenn es sonnig ist. Das bedeutet, daß aufgrund des bislang nur möglichen periodischen betriebs zwei Heizanlagen erforderlich sind. Für die Industriebereiche, die viel Thermoenergie in Dauerbetrieb brauchen, sind die Sonnenheizanlagen, auch die mit Wärmespeicherung, die bis heute bekannt sind, nicht angemessen. Diese ganzen Sonnenheizanlagen sind in dem Buch ,,eliotechnik von Hans Kau ( München, 1976,2.erweiterte auflage ) beschrieben. People exist different solar systems, with or without solar concentrators work, but only when it's sunny. This means that due to the so far only possible periodic operation two heating systems are required. For the industrial sectors that need a lot of thermal energy in continuous operation are the solar heating systems, including those with heat storage, which to this day are known, not appropriate. All these solar heating systems are in the book ,, eliotechnik by Hans Kau (Munich, 1976, 2nd expanded edition).

Wie bekannt ist, werden mit Hilfe der Sonnenkonzentratoren die Sonnenstrahlen aufgefangen und auf eine Brennpunktfläche konzentriert. Das heißt, daß jeder Sonnenkonzentrator eine Wärmekapazität und eine Lichtkraft hat. Die theoretische Wärmekapazität ist bekanntlich das Ergebnis aus der Kelation zwischen dem Hauptgrundriß der Spiegelfläche und der Solarkonstanten. Die praktische Wärmekapazität ist das Ergebnis aus der Relation zwischen dem Hauptgrundriß der effektiven Reflexionisoberfläche und der Solarkonstanten. Die dichtkraft ist der Bezug zwischen dem Hauptgrundriß der effektiven Reflexionisoberfläche und der Brennpunktfläche. Die Temperatur auf der Brennpunktfläche ist eine direkte punktion von diesem Bezug. Es sind verschiedene konstruktionen von Sonnenkonzentratoren bekannt, z.B. solche mit einem konkaven spiegel oder solchen mit Planspiegeln. Eine einfache konstruktion des Sonnenkonzentratore hatte der englisch Ingenieur A.G. Eneas geschaffen (vgl. ileliotechnik S. 50 ).As is known, with the help of the solar concentrators, the sun's rays are captured and concentrated on a focal area. That is, every solar concentrator has a heat capacity and a light power. The theoretical heat capacity is as is well known, the result of the kelation between the main plan of the mirror surface and the solar constant. The practical heat capacity is the result of the Relation between the main plan of the effective reflection surface and the Solar constants. The sealing force is the relationship between the main floor plan and the effective one Reflection surface and the focal surface. The temperature on the focal surface is a direct puncture from this reference. There are different constructions known from solar concentrators, e.g. those with a concave mirror or those with plane mirrors. The English had a simple construction of the solar concentrator Engineer A.G. Eneas created (see ileliotechnik p. 50).

Dieser Sonnenkonzentrator war in der 2'orm eines einabgestumpften Kegels, dessen Seiten einen Winkel von 450 zur achse bildeten.This solar concentrator was in the form of a blunted one Cone, the sides of which formed an angle of 450 to the axis.

In dieser Konstruktion verläuft die Brennpunktfläche entlang der Vertikalachse des abgestumpften Kegels. Aber diese honstruktion hat zwei negative Seiten. Erstens, die praktische Wärmekapazität ist nicht groß, weil der Hauptgrundriß der effektiven Reflexionisoberfläche nicht gleich mit der Kreisfläche ist, sonder mit der Kreiringfläche; d.h., daß die dazugehörige Fläche des kleinenDurchmesser des abgestumpften Kegels nicht ausgenutzt wird. Zweitens, in dieser Konstruktion ist die Lichtkraft begrenzt, weil die Effektivehöhe des abgestumpften Kegels proportional mit dem großen Durchmesser des Kegels anwächst, und die Brennpunktfläche ebenfalls zunimmt. Eine andere Konstruktion, die Argyrios Spiridonos entwickelt wurde, benutzt einen Spiegel in der 2'orm einer koaxialen, kegelstumpften ~Hläche, die auf einer elliptischen Drehfläche montiert ist.Sie bildet 8 Sektoren mit 18 kegelstumpfen Flächen. In dieser Konstruktion hat die Brennpunktfläche eine elliptische Form, und es gibt dazu eine elliptische Diffuzion der Sonnenstrahlen, aufgrund der Tatsache, daß die Lichtkraft niedrig ist. Auch ist die ganze Konstruktion kompliziert.In this construction the focal area is along the vertical axis of the truncated cone. But there are two negative sides to this guideline. First, the practical heat capacity is not great, because the main outline is the effective one The surface of the reflection is not the same as the circular surface, but rather the circular surface; that is, the associated area of the small diameter of the truncated cone is not exploited. Second, in this construction the light power is limited, because the effective height of the truncated cone proportional to the large diameter of the cone increases, and the focal area also increases. Another construction, the Argyrios Spiridonos developed, uses a mirror in the 2'orm one coaxial, frustoconical ~ surface mounted on an elliptical surface of revolution It forms 8 sectors with 18 frustoconical faces. In this construction has the focal area has an elliptical shape, and there is an elliptical diffusion to it of the sun's rays, due to the fact that the light power is low. Even the whole construction is complicated.

Die Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß man eine Sonnenelektroheizanlage bauen kann, die mit der Verwendung von elektrischem Strom kombiniert im Dauerbetrieb warme oder verschiedene Flüssigkeiten für den Industriebedarf aufbereiten kann. The invention is based on the idea that you have a solar electric heating system can build that combined with the use of electric current in continuous operation can process warm or various liquids for industrial use.

Die Lösung dieser Problemstellung ist auf der Fig.1,2 und 3 niedergelegt. Die Sonnenelektroheizanlage, die hier gezeigt wird, ist eine Zweistoffanlage mit einer Wärmekapazität von ungefähr 171.ooo koal./Std. und mit einer Lichtkraft von 1:40. The solution to this problem is shown in FIGS. The solar electric heating system shown here is a two-fuel system with a heat capacity of around 171,000 koal./h. and with a light power of 1:40.

Aber nach dieser honstruktionlösung kann man die Sonnenelektroheizanlage für verschiedene Wärmekapazität und für verschiedene Lichtkraft bauen. In dieser Lösung der Erfindung besteht sie aus C vgl. Fig. 1,2 zur 1. Multiplexsonnenkonzentratoren 2. Absorbern 30 Drehbühne 4. Deklinationsumkehrantrieb 5. Drehumkehrantrieb 6. Multiplexsonnenkonzentratorständer 7. Kurverollgänge 8. Wärmeaustauscher Die Sonnenelektroheizanlage, die hier gezeigt ist, besteht aus fünf gleichen Multiplexsonnenkonzentratoren, jede mit ihrem Absorber, die zusammen einen theoretischen Hauptgrundriß der Keflexionsfläche von 251m2 und eine effektive Hauptgrundistober fläche, die um 5% geringer als die theoretische ist, haben.But after this constructional solution you can use the solar electric heating system Build for different heat capacity and for different light power. In this As a solution to the invention, it consists of C see Fig. 1, 2 for the 1st multiplex solar concentrators 2. Absorbern 30 turntable. 4. Declination reversing drive 5. Rotary reversing drive 6. Multiplex solar concentrator stand 7. Curve aisles 8. Heat exchanger die Solar electric heating system, which is shown here, consists of five identical multiplex solar concentrators, each with its absorber, which together form a theoretical main plan of the reflection surface of 251m2 and an effective main base area that is 5% less than the theoretical is have.

Diese 5% repräsentieren den Verlust, welcher durch den Schaten entsteht, den das hoaxialmontagesystem auf dem Reflexionsspiegel hinterläßt. Die Ausrichtung der Multiplexsonnenkonzentratoren nach dem Lauf der Sonne wird durch die Drehbühne, Deklinationsumkehrantrieb, Drehumkehrantrieb und Kuvenrollgänge bewirkt. These 5% represent the loss caused by the shadow, which the hoaxial mounting system leaves on the reflection mirror. The alignment the multiplex solar concentrators after the course of the sun is through the revolving stage, Declination reversing drive, rotary reversing drive and cam rollers caused.

Das Kynematikschema wird auf Fig.10 gezeigt. Mit Hilfe einer Horizontalrotationsbewegung, die die Drehbühne mit Multiplexsonnenkonzentratoren und Absorbern zur folge hat, und einer Deklinationsbewegung, die nur durch die Multiplexsonnenkonzentratoren und Absorbern bewirkt wird, erreicht man eine exakte Anpassung der Anlage an den Lauf der Sonne. Die Ausrichtung nach der Sonne wird durch die elektrischen Motoren des Drehumkehrantriebs und des Deklinationsumkehrantriebs bewirkt. Die Laufgeschwindigkeit und die korrektur der Deklination kann von einer Lentralsteuerung aus handgesteuert werden oder automatisch durch photoelektrischen Zellen gesteuert werden. Die Wirkungsweise der Sonnenelektroheizanlage ist auf dem Wirkugschema (Fig.3 )gezeigt. The cynematic scheme is shown in Fig. 10. With the help of a horizontal rotation movement, which the revolving stage with multiplex solar concentrators and absorbers has to follow, and a declination motion that is only produced by the multiplex solar concentrators and absorbers is effected, an exact adaptation of the system to the Run of the sun. The alignment with the sun is done by the electric motors of the rotary reversing drive and the declination reversing drive. The running speed and the correction of the declination can be manually controlled from a central control unit or automatically controlled by photoelectric cells. The mode of action the solar electric heating system is shown on the scheme (Fig. 3).

Diese Anlage ist ein Zweistoffanlage mit der Gegenstrom. Der Wärmeträger ist Graphitöl, das im Zentralraum (Lfd.Nr.12 ) des Wärmeaustauscher zelazert wird. Der #raphitöl zeschlossene Kreislauf beginnt in Zentralraum und läuft zwischen den elektrischen hurzzeitölerhitzer (Lfd.NrO23 ) durch die Elektropumpe tLfd. Nr.13), durch den elektrohydraulischen Druckschalter (Lfd Nr.14), durch die hintereinandergeschaltenen Absorber (Lfd.Nr.2) durch das Sperrventil (Lfd.Nr.15) und den Ringölverteilen (Lfd. This system is a two-substance system with the countercurrent. The heat carrier is graphite oil that is dissolved in the central area (item 12) of the heat exchanger. The #raphitöl closed The cycle begins in the central space and runs between the electric short-term oil heater (serial number O23) through the electric pump tLfd. No.13), through the electro-hydraulic pressure switch (Lfd No.14), through the sequential absorber (serial number 2) through the shut-off valve (serial number 15) and the ring oil distributors (Ser.

Nr.162 zurück in den Zentralraum (Lfd.Nr.12) des Wärmeaustauschers.No. 162 back to the central room (No. 12) of the heat exchanger.

Wenn es sonnig ist werden, die Sonnenstrahlen durch die Multiplexsonnenkonzentratoren (Lfd.Nr.1)auf den Absorbern (Lfd. When it is sunny, the sun rays through the multiplex solar concentrators (Serial number 1) on the absorbers (serial no.

Ar.2) konzentriert. Dadurch wird das Graphitöl das durch die Absorber (Lfd.Nr.2) fließt, geheizt. In jedem der hintereinandergeschaltenen Absorber wird das Graphitöl auf ungefähr + 40°C erhitzt, das heißt, daß nach dem letzte Absorber, in dem ein Thermostat (Lfd.Nr.19) montiert ist, das Graphitöl eine Temperatur von ungefähr 200-210°C erreicht hat. Mit diese Temperatur kommt das Graphitöl zurück in den Zentralraum (Lfd. tJr. 12)des Wärmeaustauschers, und erhizt dort die Kupferrohrheizschlange (Lfd.Nr.18), durch die die technologischen Plüssigkeit fließt.Ar.2) concentrated. This is how the graphite oil gets through the absorber (Serial number 2) flows, heated. In each of the series-connected absorbers the graphite oil is heated to about + 40 ° C, i.e. after the last absorber, in which a thermostat (serial number 19) is mounted, the graphite oil has a temperature of reached about 200-210 ° C. The graphite oil comes back at this temperature in the central room (run. tJr. 12) of the heat exchanger, where it heats the copper pipe heating coil (Serial number 18) through which the technological fluid flows.

Wenn es nicht sonnig oder Nacht ist, wird das Graphitöl in den Absorbern nicht geheit;zt und kommt mit einer niedrigen Temperatur in den letzten Absorber. In diesem Fall wird durch den Thermostat (Lfd.Nr.19) der elektrohydraulische Druckschalter (Lfd.Nr.14) umgeschaltet und der elektrische Kurzzeitölerhitzer (Lfd.Nr23) eingeschaltet.Das heißt, das Graphitöl nicht mehr durch die Absorber läuft, sondern nur durch den Zentralraum (Lfd.Nr.12) des Wärmeaustauscher und durch den elektrischen hurzzeitölerhitzer(l,fd.Nr.23) Wenn es wieder sonnig ist wird das Graphitöl, das in den Absorber ist, wieder heiß und der Thermostat (Lfd.Nr.19)schaltet den elektrischen Kurzzeitölerhitzer (Lfd.Nr.23) aus, umgeschaltet den elektrohydraulischen Druckschalter (Lfd.Nr.14) im ersten Position, und die Graphitölkreislauf läuft wieder durch die Absorber (Lfd.Nr.2). Der Zentralraum (Lfd.Nr.12) ist noch mit Raschigringen (Lfd.Nr.22 ) aufgefüllt, die wie ein Thermophasenausgleicher arbeiten, also von dem heißen Graphitöl erhitzt werden und Wärmespeichern. When it is not sunny or night, the graphite oil gets into the absorbers not geheit; zt and comes with a low temperature in the last absorber. In this case the thermostat (serial number 19) activates the electro-hydraulic pressure switch (No. 14) and the electric short-term oil heater (No. 23) switched on means that the graphite oil no longer runs through the absorber, but only through the Central space (item 12) of the heat exchanger and through the electric short-term oil heater (l, item 23) When it is sunny again, the graphite oil that is in the absorber becomes hot again and the thermostat (serial number 19) switches the electric short-term oil heater (No. 23) off, switches the electro-hydraulic pressure switch (No. 14) in the first position, and the graphite oil circuit runs through the absorber again (item number 2). The central area (number 12) is still filled with Raschig rings (number 22), which work like a thermal phase compensator, i.e. heated by the hot graphite oil and heat storage.

Der zweite Kreislauf kann ein geschlossener oder nicht geschlossener Kreislauf sein. In der Heizanlage mit Heißwasser ist der Heißwasserkreislauf geschlossen (Var."a"). Die Anlage mit einer technologischen chemischen Flüssigkeit ist auf Fig.3 mit b" gekennzeichnet. Der zweite technologische Kreislauf beginnt im Ausereraum des Wärmeaustauschers, der ein Vorwärmeraum (Lfd.Nr.17 ) ist, Aus dem Vorwärmeraum läuft der Kreislauf durch die Elektropumpe(Lfd.Nr.9)die Kupferrohrheizschlange (Lfd Nr.18 ) zum Wärmeverbrauchern (Lfd.ir.2o 1 und von dort zurück in den Vorwärmeraum (Var."a" ) oder auf das Fertigungsband(Var. The second cycle can be a closed or non-closed one Be a cycle. The hot water circuit is closed in the heating system with hot water (Var. "A"). The plant with a technological chemical liquid is shown in Fig. 3 marked with b ". The second technological cycle begins in the Ausereraum of the heat exchanger, which is a preheating room (serial number 17), from the preheating room If the circuit runs through the electric pump (serial number 9) the copper pipe heating coil (serial no No. 18) to the heat consumer (serial no.2o 1 and from there back to the preheating room (Var. "A") or on the production line (Var.

n b "). In Variante " VI wird die technologische Flüssigkeit zuerst im Präparierunggefäß (Lfd.Nr.21) vorbearbeitet und kommt danach in den Vorwärmeraum (Lfd.Nr.17 Z, Der Multiplexsonnenkonzentrator ist eine neue honstruktion, die geometrische und thermische Charakteristiken hat und aufgrund des Reflexiongesetz ist gebaut. Wie auf Fig.4 man sehen kann besteht ein Multiplexsonnenkonzentrator, in diesem Konstruktionlösungbeispiel, aus sechs abgestumpften geraden Kegelelementen, die koaxial montiert sind. Die Reflexionspiegel, die sich auf den Innenseiten befinden, bestehen aus reisende Alufolie oder gesilberte Kupferfolie.n b "). In variant" VI, the technological fluid is first pre-processed in the preparation vessel (serial number 21) and then comes into the preheating room (No. 17 Z, The multiplex solar concentrator is a new design, the geometrical one and has thermal characteristics and is built due to the law of reflection. As you can see on Fig. 4, there is a multiplex solar concentrator in this one Construction solution example, from six truncated straight cone elements, the are mounted coaxially. The reflecting mirrors, which are located on the inside, consist of traveling aluminum foil or silver-plated copper foil.

Wie erreicht das Reflexiongesetz auf einem abgestumpften geraden Kegelelement auf der i?ig.5 gezeigt ist. Jedes abgestumpfte gerade Kegelelement hat bedingten geometrischen Charakter, denn die Kreisformige Brennpunktfläche liegt hinter seinem kleinsten Durchmesser. Der Winkel zwischen Seiten und vertikale Achse des großten Kegelelement (Lfd.Nr.24, Fig.# ) muß weniger als 320 haben.Von element zu element nehmen die Winkel ab, d.h., daß Zentralkegelelement (l,fd.br.29 ) den kleisten Winkel bildet. How achieved the law of reflection on a truncated straight line Cone element is shown on the i? Ig.5. Any truncated straight cone element has a conditional geometric character, because the circular focal area lies behind its smallest diameter. The angle between the sides and the vertical axis of the largest conical element (serial number 24, Fig. #) must have less than 320. From element to element the angles decrease, i.e. that the central cone element (l, fd.br.29) the forms small angles.

Das zweite geometrische Merkmal der abgestumpften geraden Kegelelement ist der Durchmesser. Der äußere Kegelelement (Lfd.iJr.24) hat den größten Durchmesser und sein kleisten Durchmesser ist Funktion des Winkels, des Durchmessers, der Brennpunktfläche und der Entfernung bis zur Brennpunktfläche. Der größte Durchmesser des Zweiten Innenkegelelement (Lfd.Nr.25 ) ist gleich dem kleinsten Durchmesser des Außeren hegelelementes (Lfd.lir.24 ); der größte Durchmesser des dritten Innenkegelelement (Lfd.Nr.26 ist gleich dem kleinsten Durchmesser des Zweiten Kegelelement (Lfd.Nr.25) usw. Der kleinsten Durchmesser des Zentralkegelelement (Lfd.I4r.29 ) ist gleich dem Durchmesser des absorbers.The second geometric feature of the truncated straight cone element is the diameter. The outer cone element (serial number 24) has the largest diameter and its smallest diameter is a function of the angle, the diameter, the focal area and the distance to the focal surface. The largest diameter of the second Inner cone element (serial number 25) is equal to the smallest diameter of the outer one hegelelementes (Lfd.lir.24); the largest diameter of the third inner cone element (Number 26 is equal to the smallest diameter of the second cone element (Number 25) etc. The smallest diameter of the central cone element (sequential I4r.29) is the same the diameter of the absorber.

Alle sechs abgestumpften Kegelelement sind mit einer vertikale Verschiebung koaxial montiert. Das Montageschema wird auf Fig.6 gezeigt. Die Montage ist einfach. Jedes abgestumpfte Kegelelement hat acht Oberansatzflächen (Fig.6,Lfd.Nr.31) und acht Unteransatzflächen (Lfd.lir.32). Das äußere Kegelelement ist Trägelement für die anderen fünf Kegelelemente. Jedes abgestumpfte gerade Kegelelement ist durch die acht Oberrohrförmigestange (Lfd.Nr.33) und acht Unterrohrförmigstange (Lfd.Nr.34) aufeinander koaxial montiert. Jede Äußere Kegelelement, das auch Trägelement ist, hat zwei Horizontalkippzapfen(Lfd.Nr.36).All six truncated cone elements are with a vertical displacement mounted coaxially. The assembly scheme is shown on Fig.6. The assembly is easy. Each truncated conical element has eight upper attachment surfaces (Fig. 6, serial number 31) and eight sub-approach areas (Lfd.lir.32). The outer cone element is the support element for the other five cone elements. Every truncated straight cone element is through the eight top tube shaped bars (item 33) and eight down tube shaped bars (item number 34) mounted coaxially on top of each other. Every outer cone element, which is also a support element, has two horizontal pivot pins (serial number 36).

Jeder Multiplexsonnenkonzentrator ist gelagert durch diese zwei Horizontalkippzapfen auf den Miultiplexsonnenkonzentratorständer. Jedes abgestumpften Kegelelement kann aus Eisenblech, Eternit oder Kunsstof bauen. Die inneren Seiten des jeden abgestumpften Kegelelement hat zuerst mit einer glanzpolierte reistens alufolie oder gesilberte Kupferfolie stark in o.3-o,5 mm., und danach mit plexiglas stark in 2-3 mm zugedeckt. In diese Konstruktionslösun6 des Isvultiplexsonnenkonzentrators, die Bauptgrundriß der Reflexionfläche ist gleich mit dem Kreisfläche des größten Durchmessers des äußeren Kegelelement (Lfd.lDr.24) und dafür die Wärmekapazität ist das Ergebnis zwischen den größte Kreisfläche des äußeren Kegelelement (Lfd.NR.24) und die Solarkonstante. Die Lichtkraft ist der Bezug zwischen den größte hreisfläche des sauberen kegelelementes (Lfd.Nr.24) und die BrennpunktflächeO In diese Konstruktionlösung Bie Multiplexsonnenkonzentratoren man kann mit verschiedenen Durchmessern und michtkraft bauen. auf Fig. 8 ist ein Multiplexsonnenkonzentrator mit einem Durchmesser in 6,4m., und einem Lichtkraft = 1:100. Each multiplex solar concentrator is supported by these two horizontal pivot pins on the multiplex solar concentrator stand. Any truncated cone element can Build from sheet iron, Eternit or plastic. The inner sides of everyone jaded The cone element is first covered with a glossy polished aluminum foil or silver-plated Copper foil thick in o.3-o.5 mm., And then covered with plexiglass thick in 2-3 mm. In this construction solution of the multiplex solar concentrator, the building plan the reflective area is equal to the circular area of the largest diameter of the outer cone element (Lfd.lDr.24) and the heat capacity is the result between the largest circular area of the outer cone element (serial number 24) and the solar constant. The power of light is the relationship between the largest triangular surface of the clean cone element (No. 24) and the focal area O in this construction solution Bie multiplex solar concentrators you can build with different diameters and sealing forces. on Fig. 8 is a Multiplex solar concentrator with a diameter of 6.4m., And a light power = 1: 100.

Der absorber hat auch eine neue Konstruktionlösung und er ist in der Brennpunktfläche des Multiplexsonnenkonzentrators montiert. Das heißt, daß jeder Multiplexsonnenkonzentrator hat einen Absorber. In dem Absorber sind die Sonnenstrahlen, die durch Multiplexsonnenkonzentratorn auf dem Absorber konzentriert sind, sind in Warm transformiert. Die Konstruktionlösung des Absorbers ist auf Fig.9 gezeigt. Der Absorber besteht aus eine Schlange im Form der archimedischen Spirale (nfd.Nr.4o ) und ist aug Eikupferrohr gebaut. In der Mitte der archimedischen Spirale ist eine Schachtel (Lfd.Nr.41)in einer eliptischen Form und in der ist das Innenspiralende montiert.Das äußere Spiralende hat einen Austritstutzen (Lfd.lir.42 ) angebaut Der Eintrittstutzen (Lfd.Nr.43 ) ist in der eliptischen Schachtel eingebaut. Das Eikupferrohr der archimedischen Spiral (Lfd.Nr.40) und die Oberfläche der eliptischen Schachtel (Lfd.Nr.41) hat einen schwarzfarbenen Teflonüberzug starke o,5 mm. helle diese Teile sind in einem Kreskasten montiert, die aus einen Kresrahmen (L fd.Nr.44 ) aus Winkeleisen besteht.Der Unterboden (Lfd.Nr.45 ) besteht aus Sperholz in der Stärke 20 mm. Dann kommt eine Isolationssicht aus Glasfiber (Lfd.Nr. 46 ) in der Stärke aus 80 mm., und danach eine Alufolie (Lfd.Nr.47 ) starke o,2-o,4 mm. The absorber also has a new design solution and it's in mounted on the focal surface of the multiplex solar concentrator. That means everyone Multiplex solar concentrator has an absorber. The sun's rays are in the absorber, which are concentrated on the absorber by multiplex solar concentrators transformed into warm. The construction solution of the absorber is shown in Fig.9. The absorber consists of a snake in the shape of the Archimedean spiral (nfd.Nr.4o ) and is made of copper tubing. In the middle of the Archimedean spiral is one Box (serial number 41) in an elliptical shape and in which is the inner spiral end The outer end of the spiral has an outlet nozzle (Lfd.lir.42 ) The inlet connection (serial number 43) is built into the elliptical box. The copper tube of the Archimedean spiral (No. 40) and the surface of the elliptical The box (serial number 41) has a black-colored Teflon coating, 0.5 mm thick. bright These parts are mounted in a Kres box, which consists of a Kres frame (item number 44 ) is made of angle iron and the sub-floor (serial number 45) is made of plywood in the Thickness 20 mm. Then there is an insulation layer made of glass fiber (item number 46) in the Thickness of 80 mm., And then an aluminum foil (serial number 47) thick o, 2-o, 4 mm.

Auf dieser Alufolie liegt die Eikupferrohrspirale (Lfd.Nr.4o ) mit der elliptischen Schachtel (Lfd.Nr. 41). Alle Freiräume zwischen der Spirale sind mit Flockengraphit ausgefüllt. Die Die obere Abdeckung Des Kastens besteht aus einer Jenaglasscheibe (Lfd.lir.49 ). Der Luftraum zwischen dieser Scheibe und der Spirale beträgt 30 mm. Die Scheibe (Lfd.Nr.49 ) ist durch einen Oberwinkeleiserundrahmen (Lfd.Nr.50 ) montiert. Der Absorber ist durch vier Stangen in der Brennpunktfläche des Multiplexsonnenkonzentrators montiert. Der außere Durchmesser der Spirale ist notwendig zur Berechnung der Lichtkraft und man rechnet mit der Gleichung d = sauberer Durchmesser der Spirale R = Radius des äußeren größten abgestumpften gerade Kegelelement des Multiplexsonnenkonzentrators.On top of this aluminum foil lies the copper tube spiral (item number 40) with the elliptical box (item number 41). All free spaces between the spiral are filled with flake graphite. The top cover of the box consists of a Jenaglass pane (Lfd.lir.49). The air space between this disc and the spiral is 30 mm. The disc (serial number 49) is mounted by means of an upper angle ice frame (serial number 50). The absorber is mounted by four rods in the focal area of the multiplex solar concentrator. The outer diameter of the spiral is necessary to calculate the light power and one calculates with the equation d = clean diameter of the spiral R = radius of the outer largest truncated straight cone element of the multiplex solar concentrator.

Lk' = Lichtkraft Beispiel zur Gleichung: Das ichtkraftverhältnis ist 1:40 und d=1200 mme Das Heißt, daß der Absorber sich in einer Temperatur von ungefähr 280-350°C befindet. Den freien Querschnitt der Spirale (Lfd.Nr.40) erreichnet man nach der nötwendigen Stundengraphitölmenge. Die Bedarfstemperatur ergibt sich aus Durchlaufgeschwindigkeit des Graphitöles, im freien Qerschnitt. Lk '= light power Example for the equation: The light power ratio is 1:40 and d = 1200 mm That means that the absorber is in a temperature from is around 280-350 ° C. The free cross-section of the spiral (No. 40) can be reached one after the necessary amount of hourly graphite oil. The required temperature results from the flow rate of the graphite oil, in the free cross-section.

Auf der Drehbühne (Fig.1Lfd.Nr.3 und Fig.10, Lfd.Nr.3 ) befindet sich die Multiplexsonnenkonzentratoren (Lfd.Nr.1) und Bie absorbern, die Multiplexsonnenkonzentratorenständern (Lfd. Located on the turntable (Fig. 1, item 3 and Fig. 10, item 3) The multiplex solar concentrators (serial number 1) and Bie absorb each other, the multiplex solar concentrator stands (Consec.

Nr.6 ) und der Deklinationsumkehrantrieb (Lfd.Nr.4) Diese Drehbühne aus einem Eisenprofil liegt auf zwei Kurvenrollgänger (Lfd Nr.7 und 8 ). Die Drehbühne (Lfd.lir.3 ) hat eine Horizontalrotationsbewegung bis 180° um einen gelagerten Rotationsführungsrohr (Lfd.Nr.11). Der Drehumkehrantrieb besteht aus einem Elektromotqr(Lfd.Nr. 56 ) mit stufenloser Regelung. Die Drehbühne wird durch eine Seilwinde(Lfd.Nr.53 ), in inren Bewegungsrichtung zur Sonne, gesteuert.6) and the reversible declination drive (serial number 4) This turntable from an iron profile lies on two curve rollers (serial numbers 7 and 8). The revolving stage (Lfd.lir.3) has a horizontal rotation movement of up to 180 ° around a mounted rotation guide tube (Serial number 11). The rotary reversing drive consists of an electric motor (serial no. 56) with stepless regulation. The turntable is driven by a winch (serial number 53) in inren Direction of movement towards the sun, controlled.

Der Deklinationsumkehrantrieb ist für die vertikale Drehbewegung der Multiplexsonnenkonzentratoren zur Sonne zuständig. The reverse declination drive is for vertical rotation the multiplex solar concentrators responsible for the sun.

Der Deklinationsumkehrantrieb (Fig. 10,Lfd.Nr.4) besteht aus einem Elektromotor (Lfd.Nr.57) mit stufenloser Regelung.The reverse declination drive (Fig. 10, No. 4) consists of one Electric motor (serial number 57) with stepless control.

Jede der Multiplexsonnenkonzentratoren ist gelagert durch zwei Horizontalkippzapfen (Fig.6 Lfd.Nr.36 ). Jede diesen Horizontalkippzapfe ist verbunden mit eine Kette zu einen gemeinsammen Antriebswelle welche von einem Stufenlosen geregelten Elektromotor(Fig. 10 Lfd.Nr.57 ) angetrieben wird. Each of the multiplex solar concentrators is supported by two horizontal pivot pins (Fig. 6 serial number 36). Each of these horizontal tipping pins is connected with a chain to a common drive shaft which is powered by a continuously variable electric motor (Fig. 10 serial number 57) is driven.

Der Wärmeaustauscher (Fig. 11) ist ein vertikal zilindrisches Gefäs aus Eisenblech und hat zwei koaxialische Räume, ein Zentralraum (flfd.Nr.12 ) und einen Außerraum (Lfd.Nr.17 ). In dem offenen Zentralraum befindet sich die sekundäre Plüssigkeitspirale (Lfd.Nr.18 ). Dieser Zentralraum ist mit gußeisen Raschringen (Lfd.Nr.22 ) ausgefüllt. Durch diesen ausgefüllten Zentralraum fließt das Graphitöl. Das Zentralraum ist von der oberen Öffnung ab zum Kessel hindurch eine Trennwand (Lfd.Nr.61) geteilt. Die untere Offnung des Zentralraums, die durch ein Seherblech (Lfd.Nr.6o ) verschlossen ist, ist zum Kessel hin genau so abgetrent wie die obere Offnung. Im Raum unter dem Seiherblech befindet sich der Elektrokurzzeitölerhitzer (Lfd.Nr.23) ). The heat exchanger (Fig. 11) is a vertical cylindrical vessel made of sheet iron and has two coaxial rooms, a central room (flfd.Nr.12) and an outside room (serial number 17). The secondary is in the open central room Liquid spiral (Serial number 18). This central room is made of cast iron Raschringen (serial number 22) filled out. Flows through this filled central space the graphite oil. The central space is from the upper opening to the boiler a partition (serial number 61) divided. The lower opening of the central room through If a viewing plate (serial number 6o) is closed, it is separated from the boiler in the same way like the upper opening. The electric short-term oil heater is located in the space under the strainer plate (Serial number 23)).

Im oberen Teil des Kessels befindet sich der Olringverteiler (Lfd.Nr.16 ). Der ganze Wärmeaustauscher hat eine starke Außerisolation aus Glasfiber. The oil ring distributor is located in the upper part of the boiler (No. 16 ). The entire heat exchanger has a strong outer insulation made of fiberglass.

Die mit der erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sttat einer Energiekombination von Sonnenenergie mit Elektrischeenergie in einer neuen honstruktionslösung, verschiedene wärme oder heiße Flüssigkeiten im Dauerbetrieb aufbereiten kann. Am rentabelsten würde sich diese Sonnenelektroheizanlage im Industriebereich bewähren. The advantages achieved with the invention are in particular that sttat an energy combination of solar energy with electrical energy in one New construction solution, various warm or hot liquids in continuous operation can process. This solar electric heating system would be most profitable in the industrial sector prove.

Im nachfolgenden Beispiel die effektive Kentabilität der Hauptgrundisoberfläche darstellen: Hf = 0,95 x 251 = 238 m² die Stundenwärmekapazität beträgt 238 x 1.5 x 0.89 x 60 x 104 WStd. = 0,90 = 171360 kcal/ /Stunde. In the following example the effective cenability of the main base surface represent: Hf = 0.95 x 251 = 238 m² the hourly heat capacity is 238 x 1.5 x 0.89 x 60 x 104 hours = 0.90 = 171360 kcal / / hour.

. .

oder 171.360 kcal/Std.: 860,4 kcal/kw X 199,lkw.Std. or 171,360 kcal / hour: 860.4 kcal / kw X 199, truck hour.

zur Gleichung: 1.5 cal/cm²min.= Mittelsolarkonstante um 50° der Nordbreite. to the equation: 1.5 cal / cm²min. = mean solar constant around 50 ° of north latitude.

0,89 = die Reflexionsfähigkeit des reinstens Alufolie. 0.89 = the reflectivity of the purest aluminum foil.

0,90 = die Gesamtwirkungsgrad Der elektrische Strom, für dei Blektropumpen, und Elektromotoren des Deklinationsumkehrantriebs und Drehumkehrantrieb hat einen Verbrauch von ungefähr 40 kwStd. Das heißt, daß mit dieser Sonnenelektroanlage in jeder sonnigen Stunde kostenlos ungefähr 159 kw entnommen werden kann, die 336.803 kcal/Std. ergiebt. 0.90 = the total efficiency The electric current, for the lead pumps, and electric motors of declination reversing drive and rotary reversing drive has one Consumption of about 40 kwh. That means that with this solar electrical system in every sunny hour about 159 kw can be taken free of charge, the 336,803 kcal / hour yields.

Der Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 E'ig.lo und ist auf dem Blatt Nr.3,4,5 beschrieben. The exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 1 in the drawing Fig. 2 Fig. 3 E'ig.lo and is described on sheet no.3,4,5.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung -zu entnehmen, die ein Ausfürungsbeispiel der Erfindung darstellt: Es zeigen: Fig. 1: eine Draufsicht auf die Anlage. Further details of the invention can be found in the drawing, which represents an exemplary embodiment of the invention: They show: FIG. 1: a plan view on the plant.

Fig. 2: einen senkrechten Schnitt I-I nach die Erfindung. Fig. 2: a vertical section I-I according to the invention.

Fig. 3: eine Wirkungschema der Anlage. Fig. 3: a scheme of operation of the system.

Fig. 4: ein Konstrunktionslösung des Multiplexsonnenkonzentrator. Fig. 4: a solution of the confluence of the multiplex solar concentrator.

Fig. 5: Sonnenstrahlreflexion auf einem abgestumpften gerade Kegelelement. Fig. 5: Sun ray reflection on a truncated straight cone element.

Fig. 6: eine Montageschema des Multiplexsonnenkonzentrators. 6: an assembly diagram of the multiplex solar concentrator.

Fig. 7s die Struktur der Reflexionspiegel. 7s shows the structure of the reflection mirror.

Fig.8: ein andere Konstruktionbeispiel des Multiplexsonnenkonzentrators. Fig. 8: Another construction example of the multiplex solar concentrator.

Fig. 9: dir Konstruktionslösung des Absorbers. Fig. 9: the construction solution of the absorber.

Fig. lo: das hinematikschema der Anlage. Fig. Lo: the schematic diagram of the system.

Fig. 11: der Wärmeaustauscher. Fig. 11: the heat exchanger.

Claims

at ent Claims 1. The solar electric heating system for liquids is characterized in that it consists of multiplex solar concentrators, absorbers and heat exchanger consists and warm or by solar energy or electrical energy can prepare various hot 'liquids.

ia. The multiplex solar concentrator, made up of a jaded couple straight cone element, each assembled with a vertical and coaxial displacement is. The angle to the vertical of the largest hegel element must be less than 320.

The angle must become smaller for each next smaller cone element. The smallest diameter of the preceding larger cone gives the largest diameter of the next smaller cone. The smallest diameter of the last smallest hegel element, gives the diameter of the focal area. The circular Brennpuiiktfläche located under the largest hegel element. The reflecting mirror that is on the insides of the control element are made of aluminum foil or silver-plated xupper foil.

1b. he absorber made from a sicopper pipe iri orm an Archimedean There is a spiral, and in the middle there is an elliptical box in the inner spiral end flows out. The surface of the egg copper tube of the Archimedean spiral, and the upper one The surface of the elliptical box is covered with a black colored Teflo layer. All these parts are in a box with a heat-resistant one Glass pane is covered.

1c. The heat exchanger, which is a vertical coaxial cylindrical two-space The vessel is in which a central room with a copper pipe heating coil is mounted and is filled with masquerade rings. Under the vertical coaxial cylindrical central space the electric short-term oil heater is attached.

2. Solar electric heating system for liquids according to claim 1.

Multiplex solar concentrator according to claim 1a.

Absorber according to claim 1b.

Heat exchanger according to requirements ic.

characterized as in claims according to 1, 1a, 1b, and le, is shown.