DE2641325A1 - Solar energy converter with black porous absorber - through which gaseous or liquid medium passes in continuous flow - Google Patents

Solar energy converter with black porous absorber - through which gaseous or liquid medium passes in continuous flow

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DE2641325A1 DE19762641325 DE2641325A DE2641325A1 DE 2641325 A1 DE2641325 A1 DE 2641325A1 DE 19762641325 DE19762641325 DE 19762641325 DE 2641325 A DE2641325 A DE 2641325A DE 2641325 A1 DE2641325 A1 DE 2641325A1
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Abstract

Solar energy collector has a highly porous black coloured absorber through which a liq. or gaseous medium passes in a continuous flow. The absorber is mounted in an insulated, housing with a transparent plate e.g. glass covering the surface facing the sunlight. The heat absorbing medium is pref. carbon felt, granular carbon, black metallic fabric, black plastics or a sinter material. Using a gaseous medium an annular inlet in used surrounding the periphery of the absorber for the introduction of gas which then passes through the absorber layer in a transverse direction from the front face side and leaving through a centrally placed exit on the rear side of the absorber. Using a liq. medium such as water, the inlet is at the lower end of the absorber so that the medium passes through the absorber longitudinally before exiting at the upper end.

Description

Sonnenkollektor Solar collector

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend aus einem Isoliergehäuse und einem von einem aufzuheizenden Medium durchströmten Absorber, der durch einfallende Sonnenstrahlen erwärmbar ist.The invention relates to a solar collector consisting of a Insulating housing and an absorber through which a medium to be heated flows, which can be heated by incident sun rays.

In den letzten Jahren sind verschiedene Sonnenkollektoren entwickelt worden, durch die mit Hilfe direkter oder indirekter Sonneneinstrahlung Flüssigkeiten erwärmt werden.Various solar panels have been developed in recent years been made by using direct or indirect sunlight fluids be heated.

Die bekannten Xollektoren verwenden als Absorber Rohrleitungssysteme, deren Oberflächen durch eine entsprechende Beschichtung eine hohe Absorption der auftretenden Strahlung bewirken. Solche Rohrleitungssysteme können beispielsweise auch mit schwarz gestrichenen Metallplatten verschweißt sein. Durch die Wandung der Rohrleitungen wird die Wärme an das das System durchfließende Medium, beispielsweise Wasser, abgegeben. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten sind die Absorber in isolierte Gehäuse eingebettet.The known Xollectors use piping systems as absorbers, their surfaces with a corresponding Coating a high Cause absorption of the occurring radiation. Such piping systems can for example, be welded to metal plates painted black. By the wall of the pipes transfers the heat to the medium flowing through the system, for example water. To avoid heat loss, the absorbers are embedded in insulated housing.

Als nachteilig hat sich bei den bekannten Systemen die Beeinflussung des Wirkungsgrades durch den zeit erfordernden WärmefluB aus der Absorptionsschicht durch die Wandung des Rohrleitungssystems in das aufzuheizende Medium erwiesen.In the known systems, the influence has been found to be disadvantageous the efficiency through the time-consuming heat flow from the absorption layer proved by the wall of the pipeline system in the medium to be heated.

Es kommt nämlich im Absorber bzw. in der Wandung des Rohrleitungssystems zu einem Wärmestau, wodurch erhebliche Wärmeverluste durch Abstrahlung an die Umgebung des Eollektors unvermeidlich sind.This is because it occurs in the absorber or in the wall of the pipeline system to a build-up of heat, which causes considerable heat losses due to radiation to the environment of the collector are inevitable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Verbesserung des Wirkungsgrades von Sonnenkollektoren durch eine schnellere Uberführung der absorbierten Strahlungswärme an das aufzuheizende Medium zu erreichen.The object of the invention is therefore to provide an improvement the efficiency of solar collectors by a faster transfer of the absorbed To achieve radiant heat to the medium to be heated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Absorber aus einem hochporösen schwarzen Material besteht, dessen Poren von dem zu erwärmenden Medium durchströmt werden, das dabei mit den Porenwänden in Berührung kommt. Dadurch wird erreicht, daß die an der Oberfläche des schwarzen Körpers erzeugte Wärme unmittelbar an das aufzuheizende flüssige oder gasförmige Medium weitergegeben wird. Hervorragend geeignet für ein solches Absorbermaterial ist ein Xohlenstoff-Filz. Aber auch Schüttung aus körnigem Eohlenstoff, beispielsweise Koks oder schwarz gefärbtes Metallgewebe oder auch Schüttungen aus schwarz gefärbten Eunststoffkörpern haben sich für den genannten Zweck als geeignet erwiesen. Ferner lassen sich mit guten Ergebnissen schwarz gefärbte Sintermaterialien verwenden.According to the invention, this object is achieved in that the absorber consists of a highly porous black material, the pores of which differ from the one to be heated Medium flowed through, which comes into contact with the pore walls. Through this it is achieved that the heat generated on the surface of the black body is immediate is passed on to the liquid or gaseous medium to be heated. Outstanding A carbon felt is suitable for such an absorber material. But also pouring made of granular carbon, for example coke or metal mesh dyed black or also beds made of black colored plastic bodies to have proved to be suitable for the stated purpose. Furthermore, with good Use black colored sintered materials.

Wird als zu erwärmendes Medium ein Gas verwendet, beispielsweise Luft oder auch ein Dampf, so hat sich eine Sonnenkollektorkonstruktion als besonders geeignet erwiesen, bei der das gasförmige Medium dem Kollektor mit einer Ringleitung zugeführt wird, die mit Austrittsöffnungen versehen ist, durch die die Gasstrahlen in Richtung etwa parallel zur vorderen Oberfläche des Absorbers über diese hinweg lenkbar sind, die zusammen mit dem Absorber und einer diesem gegenüberliegenden lichtdurchlässigen Platte eine Gaskammer begrenzt, welche das gasförmige Medium durch den Absorber hindurch verläßt. Der in der Gaskammer herrschende Gasdruck kann dabei durch entsprechende Ausbildung des Absorbers, also beispielsweise durch geeignete Wahl der Dicke des Kohlenstoff-Filzes, falls ein solcher Verwendung findet, nahezu konstant gehalten werden.If a gas is used as the medium to be heated, for example air or even a steam, a solar collector construction has proven to be special Proven suitable in the case of the gaseous medium to the collector with a ring line is supplied, which is provided with outlet openings through which the gas jets in the direction approximately parallel to the front surface of the absorber across this are steerable, together with the absorber and one opposite to this translucent plate bounds a gas chamber, which the gaseous medium leaves through the absorber. The gas pressure prevailing in the gas chamber can by appropriate design of the absorber, for example by suitable ones Choice of the thickness of the carbon felt, if one is used, almost be kept constant.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Sonnenkollektors bei Verwendung eines Gases als zu erwärmendes Medium sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous configurations of the solar collector when used of a gas as the medium to be heated are characterized in the subclaims.

Wird als zu erwärmendes Medium eine Flüssigkeit im Sonnenkollektor verwendet, so hat sich eine Konstruktion als geeignet erwiesen, bei der das Kollektorgehäuse mit Zulauf-und Ablaufanschlüssen für die zu erwärmende Flüssigkeit versehen ist, durch die die Flüssigkeit in den Absorber hineinlenkbar bzw. aus diesem herausführbar ist. Wird die Flüssigkeit dem Absorber drucklos zugeführt, beispielsweise dadurch, daß sie an etwa der obersten Stelle eines Absorbers aufgegeben wird und ihn durchrieselt, dann braucht das Gehäuse nicht als Druckgehäuse ausgeführt zu werden1 wodurch sich erhebliche Kosteneinsparungen ergeben.A liquid in the solar collector is used as the medium to be heated is used, a construction has proven to be suitable in which the collector housing is provided with inlet and outlet connections for the liquid to be heated, through which the liquid can be guided into the absorber or guided out of it is. If the liquid is fed to the absorber without pressure, for example by that it is abandoned at about the top of an absorber and trickles through it, then needs the housing not to be designed as a pressure housing 1 which results in considerable cost savings.

In gewissen Fällen hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, das Kollektorgehäuse zu evakuieren. Ein Einschmelzen des Absorbers zwischen zwei Glasscheiben kann ebenfalls Vorteile bringen.In certain cases it has also proven advantageous to use the Evacuate collector housing. A melting of the absorber between two panes of glass can also be beneficial.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht eines Sonnenkollektors, der zur Erwärmung einer Flüssigkeit dient, und Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht eines Sonnenkollektors, der zur Erwärmung eines Gases dient.The invention is illustrated below with reference to the in the drawing Embodiments explained in more detail. The drawing shows: FIG. 1 a schematic Longitudinal sectional view of a solar collector used for heating a liquid is used, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a solar collector, which is used to heat a gas.

Der in Fig. 1 gezeigte Sonnenkollektor weist ein rechteckiges Blechgehäuse 1:mit einer Styroporisolierung 2 und einer auf das Gehäuse aufgekitteten, lichtdurchlässigen Glasscheibe 3 auf, das das Isoliergehäuse des Kollektors bildet, der mit der lichtdurchlässigen Glasscheibe 3 gegen die in Richtung der Pfeile A einfallenden Sonnenstrahlen ausgerichtet ist.The solar collector shown in Fig. 1 has a rectangular sheet metal housing 1: with a styrofoam insulation 2 and a translucent one cemented onto the housing Glass 3, which forms the insulating housing of the collector with the translucent Glass pane 3 aligned against the rays of the sun incident in the direction of arrows A. is.

Der Absorber des Kollektors besteht aus einem hochporösen, schwarzen Material 6, das beispielsweise ein Kohlenstoff-Filz aber auch eine Schüttung aus körnigem Kohlenstoff, ferner ein schwarz gefärbtes Metallgewebe oder eine Schüttung aus schwarz gefärbten Kunststoffkörpern oder auch ein schwarz gefärbtes Sintermaterial sein kann. Dieses Material, das bei der vorliegenden Ausführungsform nur beispielsweise als Kohlenstoff-Filz angegeben wird, ist auf seiner Rückseite und seinen oberen und unteren Stirnseiten von einem Eunststoffmantel 4 umgeben und wird von einer lichtdurchlässigen Scheibe bedeckt. In die Ummantelung 4 ist ein Zulauf 7 und ein Ablauf 8 für die aufzuheizende Flüssigkeit eingebracht.The collector's absorber consists of a highly porous, black one Material 6, for example a carbon felt but also a bulk material granular carbon, furthermore a black colored metal mesh or a bed made of black colored plastic bodies or a black colored sintered material can be. This material that at of the present embodiment only for example indicated as carbon felt is on its back and its upper and lower end faces surrounded by a plastic jacket 4 and is covered by a translucent pane. In the casing 4 is a Inlet 7 and an outlet 8 introduced for the liquid to be heated.

Die lichtdurchlässige Scheibe 5, beispielsweise ein Glasscheibe, ist auf der Ummantelung 4 wasserdicht befestigt.The transparent pane 5, for example a pane of glass, is attached to the casing 4 in a watertight manner.

Die Ummantelung 4, das Absorbermaterial 6 und die Scheibe sind innerhalb der Isolierung 2 fest angeordnet.The casing 4, the absorber material 6 and the disc are inside the insulation 2 fixedly arranged.

Die durch die Glasscheibe 3 in Richtung A einfallende Sonnenstrahlung erreicht nach-Durchgang durch die Scheibe 5 das Absorbermaterial 6, also den Kohlenstoff-Filz, und wird dort absorbiert. Dabei entsteht an den Oberflächen der schwarzen Filzteilchen Wärme, die'unmittelbar an die den Filz vom Zulauf 7 zum Ablauf 8 durchströmende Flüssigkeit übertragen wird, so daß jeglicher Wärmestau im wesentlichen vermieden wird. Das Isoliergehäuse des Kollektors erhöht die Wirksamkeit des Absorbers in bekannter Weise durch den sog. Treibhauseffekt, da langwellige Wärmestrahlung nur in geringem Maße durch die Scheibe 3 austreten kann.The solar radiation incident through the glass pane 3 in direction A. reaches the absorber material 6 after passing through the disc 5, i.e. the carbon felt, and is absorbed there. This creates black felt particles on the surfaces Heat directly applied to the felt flowing through from the inlet 7 to the outlet 8 Liquid is transferred so that any heat build-up is essentially avoided will. The insulating housing of the collector increases the effectiveness of the absorber in known way by the so-called greenhouse effect, since only long-wave heat radiation can escape through the disk 3 to a small extent.

Wird anstelle von Kohlenstoff-Filz eine lichtabsorbierende körnige Schüttung beispielsweise aus Koks als Absorbermaterial verwendet, so hat es sich als zweckmäßig erwiesen, am Zulauf 7 und am Ablauf 8 Einrichtungen vorzusehen, die das körnige Absorbermaterial im Absorber zurückhalten. Dafür geeignet sind beispielsweise feine Gewebe, Stampfungen von faserigem Material oder auch Kohlenstoff-Filz.Used instead of carbon felt a light-absorbing granular Filling, for example made of coke, is used as an absorber material, so it has been proven to be useful to provide at the inlet 7 and the outlet 8 facilities that hold back the granular absorber material in the absorber. For example, are suitable for this fine fabrics, tamping of fibrous material or carbon felt.

Anstelle von Kohlenstoff-Filz oder Kohlenstoff-Körnern können, wie oben bereits erwähnt, auch andere Absorbermaterialien verwendet werden. Schwarz gefärbte Stoff-VLiese oder Kunststoff-Kugeln haben sich in diesem Zusammenhang ebenfalls als geeignet erwiesen, da sie Wärme in etwa ähnlich gut auf das durchströmende Medium übertragen. Die große chemische und biologische Beständigkeit der Kohlenstoff-Füllungen für die in Betracht kommenden langen Anwendungszeiten von einigen Jahrzehnten sind dabei als entscheidender Vorteil zu betrachten.Instead of carbon felt or carbon grains, like Already mentioned above, other absorber materials can also be used. black Dyed fabric fleece or plastic balls have also proven themselves in this context Proven to be suitable, as it has a similar effect on the medium flowing through with heat transfer. The great chemical and biological resistance of the carbon fillings for the long periods of use of several decades in question to be regarded as a decisive advantage.

Versuche mit einem in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Sonnenkollektor haben zu folgenden Ergebnissen geführt.Experiments with a solar collector constructed in the manner described above have led to the following results.

Kennzahlen: Schwarze Fläche : 270 mm x 500 mm Absorbergehäuse-Querschnitt in Flußrichtung (ohne Füllmaterial) : 270 mm x 5,5 mm = 1485 mm Freier Absorbergehäuse-Querschnitt in Flußrichtung (mit Füllmaterial) : 0,95 mm x 1485 mm2 = 1411 mm2 Die schwarze Fläche wurde senkrecht zu den einfallenden Sonnenstrahlen angeordnet. es. Bei zwei verschiedenen Wasserdurchflußgeschwindigkeiten wurden am 26.8.1976 zwischen 12.17 Uhr und 12.30 Uhr auf 300 m N.N. Mehreshöhe bei klarem Wetter in Nürnberg folgende Meßwerte ermittelt: Durchfluß Wasser ml/min : 22 97 Vorlauftemperatur des Wassers 0C : 25 25 Rückauftemperatur des Wassers C : 54 39 oC : 29 14 Außentemperatur (Luft) °C : 33 33 Leistung des Kollektors kcal m2h . 283 603 Mittlere Bließgeschwindigkeit des Wassers im cm Absorberbett min 1,56 6,87 Die bekannten Maßnahmen zur Erhöhung der Isolationswirkung der unmittelbaren Umgebung des Absorbers sind für den hier beschriebenen Sonnenkollektor ebenfalls verwendbar. Beispielsweise können die Scheiben 3 und 5 mit Schichten belegt sein, die für die aus dem Absorber zurückstrahlende Wärme schwer durchlässig oder vollständig undurchlässig sind, ohne daß die Durchlässigkeit für das einfallende Licht merklich vermindert wird. Auch kann das ganze Gehäuse 1 evakuiert sein. Dann müssen die Durchführungen für den Zulauf 7 und den Ablauf 8 sowie die Auflage der Scheibe 3 auf das rechteckige Gehäuse 1 vakuumdicht ausgeführt sein. Bei der Verwendung eines evakuierten Isoliergehäuses ist eine stärkere Unterteilung des ganzen Kollektors in Teilkollektoren notwendig, um die von den Flachseiten des Kollektors von außen wirkenden Druckkräfte aufzufangen.Key figures: Black area: 270 mm x 500 mm absorber housing cross-section in flow direction (without filling material): 270 mm x 5.5 mm = 1485 mm free absorber housing cross-section in flow direction (with filling material): 0.95 mm x 1485 mm2 = 1411 mm2 The black one The surface was arranged perpendicular to the incident sun rays. it. At two different water flow rates were recorded on August 26th, 1976 between December 12th and 17th And 12.30 p.m. at 300 m above sea level, if the weather is clear in Nuremberg, the following Measured values determined: Flow rate of water ml / min: 22 97 flow temperature of the water 0C: 25 25 Return temperature of the water C: 54 39 oC: 29 14 Outside temperature (Air) ° C: 33 33 Collector power kcal m2h. 283 603 Average blowing speed of the water in the cm absorber bed min 1.56 6.87 The known measures to increase the insulation effect of the immediate surroundings of the absorber are for the here solar collector described can also be used. For example, the discs 3 and 5 be covered with layers for the reflecting back from the absorber Heat is difficult to pass through or completely impermeable without compromising the permeability for the incident light is noticeably reduced. The whole housing can also 1 must be evacuated. Then the bushings for the inlet 7 and the outlet 8 and the support of the disk 3 on the rectangular housing 1 is vacuum-tight be. When using an evacuated insulating housing there is a stronger subdivision of the entire collector in partial collectors is necessary in order to remove the from the flat sides of the Collector to absorb externally acting pressure forces.

Auch die Verwendung von Doppelglasscheiben anstelle der einfachen Scheiben 3 und 5 kann zur Verbesserung der Isolation des Sonnenkollektors in Erwägung gezogen werden. Um das Gehäuse noch kompakter bauen zu können, ist es möglich, den Absorber zwischen zwei Glasscheiben einzuschmelzen. Von einer Flachseite erfolgt in diesem Fall dann über zwei Bohrungen-die. Zufuhr und Abfuhr des aufzuheizenden Mediums. Bei dieser-Bauweise entfallen die relativ schwierigen Flächenabdichtungen-. Die den Absorber abdeckende Doppelscheibe wäre dann- auch in diesem Fall in bekannter Weise in ein isolierendes Gehäuse eingebettet.Also the use of double panes instead of the simple ones Panes 3 and 5 can be considered to improve the insulation of the solar panel to be pulled. To make the housing even more compact, it is possible to use the Melt the absorber between two panes of glass. From one Flat side then takes place in this case via two holes-die. Supply and discharge of the material to be heated Medium. With this type of construction, the relatively difficult surface seals are no longer necessary. The double pane covering the absorber would then - also in this case - be known Way embedded in an insulating housing.

Beim Durchfluß der aufzuheizenden Flüssigkeit erfolgt im Kollektorgehäuse ein Druckaufbau. Bei den vorgesehenen großen Abmessungen, die beispielsweise 1 m2 betragen, kann es daher beispielsweise zum-Zerplatzen der in Fig. 1 gezeigten Scheibe 5 kommen. Um dies zu vermeiden und die Konstruktion als Ganzes zu vereinfachen, hat es sich daher als vorteilhafterwiesen, die Durchströmung des-Absorbers mit der aufzuheizenden Blüssigkeit drucklos oder nahezu drucklos durchzuführen. Dies. kann in der Weise geschehen, daß die Zuführung der Flüssigkeit von oben drucklos erfolgt und der Blüssigkeitsablauf so angeordnet ist, daß innerhalb des Absorbers bzw. des diesen umschließenden Gefäßes sich kein Druck aufbaut. Das Absorbermaterial könnte in diesem Fall berieselt~werden. Versuche haben gezeigt, daß Kohlenstoff-Filz von 5 mm Dicke mit einer Porosität von ca. 95 % geradezu ideale Voraussetzungen für eine solche Berieselung bietet.When the liquid to be heated flows through, it takes place in the collector housing a pressure build-up. Given the large dimensions envisaged, for example 1 m2 it can therefore cause the pane shown in FIG. 1 to burst, for example 5 coming. To avoid this and to simplify the construction as a whole, it has therefore proven to be advantageous to flow through the absorber with the The liquid to be heated must be carried out without pressure or almost without pressure. This. can done in such a way that the liquid is supplied from above without pressure and the liquid drain is arranged so that within the absorber or the no pressure builds up in this surrounding vessel. The absorber material could in this case be sprinkled ~. Tests have shown that carbon felt from 5 mm thickness with a porosity of approx. 95% ideal conditions for such a sprinkling offers.

Bei -der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Sonnenkollektors wird als aufzuheizendes Medium ein Gas verwendet. In diesem Fall dienen als Xollektorgehäuse U-förmige Gehäuserahmenklammern 9, zwischen die der Absorber, also beispielsweise der Eohlenstoff-Silz und eine diesen umgebende Isolierung 10 aus Styropor eingeklemmt sind. Der Kollektor weist- eine lichtdurchlässige Glasscheibe 11 -auf, die von den in Richtung; B -einfallenden Lichtstrahlen getroffen wird.In the embodiment of the solar collector shown in FIG a gas is used as the medium to be heated. In this case they serve as a collector housing U-shaped housing frame clips 9, between which the absorber, so for example the Eohlenstoff-Silz and a surrounding insulation 10 made of styrofoam pinched are. The collector has a translucent glass pane 11, which is of the in the direction; B -incident light rays is hit.

Unter der Glasscheibe sitzt mit Abstand der Eohlenstoff-Filz 12, der auf zwei Stützgeweben 13,14 abgestützt und durch eine Verankerungsplatte 20 festgehalten wird. Unterhalb des zweiten Stützgewebes 14 befindet sich ein Abstandshalter 15, der auf der rückseitigen Isolierung 10 aufsitzt und dazu dient, zwischen dem Stützgewebe und der Isolierung einen ausreichend großen Strömungsquerschnitt für das den Kohlenstoff-Filz durchströmende Gas zu schaffen.The carbon felt 12, the supported on two supporting fabrics 13, 14 and held in place by an anchoring plate 20 will. Below the second supporting fabric 14 there is a spacer 15, which sits on the rear insulation 10 and is used between the support fabric and the insulation a sufficiently large flow cross-section for the carbon felt to create flowing gas.

Die rückseitige Isolierung 10 sitzt auf einer das Gehäuse rückseitig abschließenden Metallplatte 16. Der Sonnenkollektor, der wie der in Fig. 1 gezeigte Kollektor ebenfalls einen rechteckigen Umriß aufweisen kann, wobei für beide Ausführungsformen selbstverständlich auch andere Umrißformen möglich sind, hat zusätzlich zu der rückseitigen Isolierung 10 eine seitliche Isolierung 10, die auf der inneren Oberfläche der U-förmigen Gehäuserahmenklammern 9 angeordnet ist und ebenfalls beispielsweise aus Styropor oder Polystyrol bestehen kann. Die Verankerungsplatte 20, die zwischen den Stützgeweben 13,14 angeordnet ist, hat die Aufgabe, beim Durchströmen des Gases durch den Eohlenstoff-Filz 12 ein Flattern des Filzes zu verhindern.The rear insulation 10 sits on the rear of the housing final metal plate 16. The solar collector, which is like the one shown in FIG Collector can also have a rectangular outline, for both embodiments Of course, other outlines are also possible, in addition to the one on the back Insulation 10 a side insulation 10, which is on the inner surface of the U-shaped Housing frame clips 9 is arranged and also, for example, made of styrofoam or polystyrene. The anchoring plate 20, which is between the support fabrics 13, 14 is arranged, has the task of flowing through the carbon felt when the gas flows through 12 to prevent the felt from fluttering.

Die Gas zufuhr in den Absorber erfolgt durch eine Ringleitung 17, die mit einer nichtdargestellten Zufuhrleitung verbunden ist. In der Wandung der Ringleitung befinden sich nach innen gerichtete Offnungen 18, die in der zwischen der Glasplatte 11 und dem Kohlenstoff-Filz 12 als Absorber befindlichen Gaskammer 22 Gas einströmen lassen. Dieses Gas durchströmt den Kohlenstoff-Filz und wird auf dessen Rückseite durch eine im Kollektor angeordnete Austrittsöffnung 19 abgeführt. Das durch die Leitung 17 und deren Öffnungen 18 einströmende kalte Gas erzeugt in der Gaskammer 22 einen nahezu konstanten Druck. Dieser Druck bewirkt, daß das Gas dem Filz 12 in etwa senkrecht zu dessen Oberfläche durchströmt und dabei mit den Poren des Filzes in innige Berührung tritt, wodurch innerhalb des Filzes zwischen dem aufgeheizten Kohlenstoffmaterial und dem Gas ein Wärmeaustausch stattfindet, durch den das Gas erwärmt wird und nach seinem Durchgang durch die Stützgewebe 13,14 durch die Austrittsöffnung 19 abströmt.The gas is fed into the absorber through a ring line 17, which is connected to a supply line (not shown). In the wall of the Ring line are inwardly directed openings 18 in the between the glass plate 11 and the carbon felt 12 located as an absorber gas chamber 22 Let gas flow in. This gas flows through the carbon felt and is on its rear side is discharged through an outlet opening 19 arranged in the collector. That through the line 17 and its openings 18 incoming cold Gas generates an almost constant pressure in the gas chamber 22. This pressure causes that the gas flows through the felt 12 approximately perpendicular to its surface and thereby comes into intimate contact with the pores of the felt, whereby inside the felt a heat exchange takes place between the heated carbon material and the gas, by which the gas is heated and after its passage through the supporting fabric 13,14 flows out through the outlet opening 19.

Dadurch, daß das kalte Gas durch die Ringleitung 17 und deren Öffnungen in die Gaskammer 22 einströmt, wird die Glasscheibe 11 thermisch isoliert, wodurch geringere Wärme verluste auftreten. Ferner wird durch diese Konstruktion erreicht, daß nur eine Glasscheibe benötigt wird, wodurch der Kollektor nicht nur ein geringeres Gewicht erhält, sondern auch einen kleineren Herstellungsaufwand erfordert.By the fact that the cold gas through the ring line 17 and its openings flows into the gas chamber 22, the glass pane 11 is thermally insulated, whereby lower heat losses occur. Furthermore, this construction achieves that only one pane of glass is required, which means that the collector is not just a smaller one Receives weight, but also requires a smaller manufacturing effort.

Die hier genannten wesentlichen Bauteile des Kollektors, also die Glasscheibe 11, die Ringleitung 17, die Verankerungsplatte 20, die rückseitige Gehäusewand 16 und die auf ihr angeordnete Isolierung 10 sowie die diese Teile festklemmenden U-förmigen Rahmenklammern 9, werden durch Dichtungselemente 21 gegeneinander abgedichtet und mit Hilfe der Klammern 9 verspannt, so daß das Ganze eine kompakte Einheit bildet, die sich leicht montieren und demontieren läßt.The essential components of the collector mentioned here, i.e. the Glass pane 11, the ring line 17, the anchoring plate 20, the rear housing wall 16 and the insulation 10 arranged on it, as well as the clamping these parts U-shaped frame brackets 9 are sealed from one another by sealing elements 21 and clamped with the help of the clamps 9, so that the whole forms a compact unit, which can be easily assembled and disassembled.

Der zwischen der Glasscheibe 11 und der rückseitigen Gehäusewand 16 des Kollektors herrschende Gasdruck ist so gewählt, daß die Glasscheibe nicht zerbricht und die Dichtungsstellen dicht bleiben.The one between the glass pane 11 and the rear housing wall 16 The gas pressure prevailing in the collector is selected so that the glass pane does not break and the sealing points remain tight.

Der Kohlenstoff-Filz 12 wird bezüglich seiner Dicke so gewahrt, daß er einerseits eine möglichst vollständige Lichtabsorption bewirkt, andererseits aber auch einen möglichst geringen Widerstand erzeugt. Zum Ausgleich unterschiedlicher Druck- und/oder Strömungsverhältnisse oberhalb oder unterhalb des Kohlenstoff-Filzes läßt sich dessen Dicke auch uneinheitlich ausbilden, so daß beispielsweise der Filz im Bereich seines äußeren Randes dünner gemacht wird und im mittleren Bereich eine größere Dicke erhält.The carbon felt 12 is preserved in terms of its thickness so that on the one hand it causes the most complete possible light absorption, on the other hand but also generates the lowest possible resistance. To compensate for different Pressure and / or flow conditions above or below the carbon felt its thickness can also be made inconsistent, so that, for example, the felt is made thinner in the area of its outer edge and one in the middle area gets greater thickness.

Die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 genannten Absorbermaterialien sind grundsätzlich auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwendbar.Those mentioned in connection with the embodiment of FIG Absorber materials are basically also for the embodiment according to Fig. 2 usable.

Das den Absorber durchströmende und bei Lichteinfall aufgeheizte, gasförmige oder flüssige Medium kann bei beiden Ausführungsformen des Sonnenkollektors gemäß der Fig. 1 und 2 durch Ventilatoren oder Pumpen gefördert werden und in sn sich bekannter Weise auch einem Wärmeaustauscher zugeführt werden. Bei großen Anlagen ist auch eine bloße Schwerkraft förderung des gasförmigen oder flüssigen Mediums möglich. Auch kann bei ausreichend hohen Absorberschichten die Kaminwirkung des aufgeheizten Absorbergehäuse dazu verwendet werden, das Medium einem Wärmeaustauscher zuzuführen, iSWem es abgekühlt wird und danach durch ein entsprechend ausgelegtes Leitungssystem dem Absorber von unten erneut zugeführt wird.The water flowing through the absorber and heated by incidence of light, gaseous or liquid medium can be used in both embodiments of the solar collector 1 and 2 are promoted by fans or pumps and in sn can also be fed to a heat exchanger in a known manner. With large systems is also a mere gravity pumping of the gaseous or liquid medium possible. If the absorber layers are sufficiently high, the chimney effect of the Heated absorber housing can be used to transfer the medium to a heat exchanger to supply, iSWem it is cooled down and then by a suitably designed Line system is fed back to the absorber from below.

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Claims (17)

S c h u t z a n s p r ü c h e 1. Sonnenkollektor, bestehend aus einem Isoliergehäuse und einem von einem aufzuheizenden Medium durchströmten Absorber, der durch einfallende Sonnenstrahlen erwärmbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Absorber (6,12) aus einem hochporösen schwarzen Material besteht, dessen Poren von dem zu erwärmenden Medium durchströmt werden, das dabei mit den Porenwänden in Beriihrung kommt. S c h u t z a n s p r ü c h e 1. Solar collector, consisting of one Insulating housing and an absorber through which a medium to be heated flows, which can be heated by incident sun rays, thereby g e k e n n z e i c n e t that the absorber (6,12) consists of a highly porous black material, whose pores are traversed by the medium to be heated, which with the Pore walls come into contact. 2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das hochporöse Material (6,12) ein Eohlenstoff-Filz ist.2. Solar collector according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the highly porous material (6,12) is a carbon felt. 3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das hochporöse Naterial (6,12) aus körnigem Kohlenstoff besteht.3. Solar collector according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the highly porous material (6,12) consists of granular carbon. 4, Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das hochporöse Material (6,12) ein schwarz gefärbtes Metallgewebe ist.4, solar collector according to claim 1, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the highly porous material (6,12) is a black colored metal fabric. 5. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das hochporöse Material (6,12) aus schwarz gefärbten Xunststoffkbrpern besteht.5. Solar collector according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h Not that the highly porous material (6, 12) consists of black-colored plastic bodies consists. 6. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das hochporöse Material (6,12) ein Sintermaterial ist.6. Solar collector according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the highly porous material (6,12) is a sintered material. 7. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das zu erwärmende Medium ein Gas ist.7. Solar collector according to one of claims 1 to 6, characterized g e k It is noted that the medium to be heated is a gas. 8. Sonnenkollektor nach Anspruch 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das gasförmige Medium dem Kollektor mit einer Ringleitung (17) zugeführt wird, die mit Austrittsöffnungen (18) versehen ist, durch die die Gasstrahlen in Richtung etwa parallel zur vorderen Oberfläche des Absorbers (12) über diese hinweg lenkbar sind, die zusammen mit dem Absorber und einer diesem gegenüberliegenden lichtdurchlässigen Platte (11) eine Gaskammer (22) begrenzt, welche das gasförmige Medium durch den Absorber hindurch verläßt.8. Solar collector according to claim 7, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the gaseous medium is fed to the collector with a ring line (17) is provided with outlet openings (18) through which the gas jets in Direction approximately parallel to the front surface of the absorber (12) across this are steerable, together with the absorber and one opposite to this transparent plate (11) a gas chamber (22) bounded, which the gaseous Medium leaves through the absorber. 9. Sonnenkollektor nach Anspruch'8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der in der Gaskammer (22) herrschende Gasdruck nahezu konstant ist.9. Solar collector according to Claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the gas pressure prevailing in the gas chamber (22) is almost constant. 10. Sonnenkollektor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das den Absorber (12) durchströmende Gas auf dessen Rückseite durch eine zentrale Austrittsöffnung (19) abführbar ist.10. Solar collector according to claim 8 or 9, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the gas flowing through the absorber (12) is on its rear side can be discharged through a central outlet opening (19). 11. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Absorber (12) auf seiner Rückseite durch eine Stützgewebeeinrichtung (13,14) abstützbar und durch eine Verankerungsplatte (20) festhaltbar ist.11. Solar collector according to one of claims 8 to 10, characterized g e it is not indicated that the absorber (12) is supported on its rear side by a Support fabric device (13, 14) can be supported and supported by an anchoring plate (20) can be retained. 12. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die den Absorber (12) umgebenden Bauteile (11,13,14,17) zusammen mit einer Gehäuseisolierung (10) und der Gehäuserückwand (16) sowie Dichtungselementen (21) durch U-förmige Gehäuserahmen (9) zu einem einheitlichen Ganzen zusammenbaubar sind.12. Solar collector according to one of claims 8 to 11, characterized g e it is not indicated that the components (11,13,14,17) surrounding the absorber (12) along with a housing insulation (10) and the rear wall of the housing (16) and sealing elements (21) by U-shaped housing frame (9) to form a uniform Can be assembled as a whole. 13-. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüch 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das zu erwärmende Medium eine Flüssigkeit ist.13-. Solar collector according to one of claims 1 to 6, thereby g e it is not indicated that the medium to be heated is a liquid. 14. Sonnenkollektor nach Anspruch 13, dadurch g e -k e n n z e-i c h n e t , daß das Gehäuse (1) mit Zulaufuna Ablaufanschlüssen (7,8) für die zu erwärmende Flüssige keit versehen ist, durch die die Flüssigkeit in den Äbsorber (6) hineinlenktar bzw. aus diesem herausführbar ist.14. Solar collector according to claim 13, characterized in that g e -k e n nz e-i c h n e t that the housing (1) with inlet and outlet connections (7,8) for the to be heated Liquid is provided through which the liquid is directed into the absorber (6) or can be removed from this. 15. Sonnenkollektor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch g e -k e n n z -e i c h n e t , daß die zu erwärmende Flüssigkeit dem Absorber (6) drucklos zuführbar ist und ihn durchrieselt.15. Solar collector according to claim 13 or 14, characterized in that g e -k e n n z -e i c h n e t that the liquid to be heated can be fed to the absorber (6) without pressure is and trickles through it. 16. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch g e k e n fl z e i c h n e t 5 daß das Eollektorgehäuse (1) evakuiert ist.16. Solar collector according to one of claims 13 to 15, characterized in that g e k e n fl z e i c h n e t 5 that the collector housing (1) is evacuated. 17. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch g e k e-n n z e i c h n e t , daß der Absorber (6) zwi-schen zwei Glasscheiben eingeschmolzen ist.17. Solar collector according to one of claims 13 to 16, characterized in that g e k e-nn n n e i n e t that the absorber (6) melted between two panes of glass is.
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