-
Plattenförmiger Sonnenkollektor
-
Die Erfindung betrifft einen plattenförmigen Sonnenkollektor mit Zwangsführung
des durchströmenden Fluids.
-
Es sind bereits Sonnenkollektoren mit Zwangsführung des aufzuheizenden
Wassers vorgeschlagen worden, wobei der Strömungskanal in einer Platte durch einen
Verformungsvorgang, beispielsweise durch Pressen, ausgebildet werden soll. Der Kostenaufwand
für die dabei erforderlichen Formen ist sehr groß und es sind keine Variationsmöglichkeiten
hinsichtlich der Größe der plattenförmigen Sonnenkollektoren vorhanden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor der
eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau und leicht zu
variierenden Außenabmessungen eine optimale Ausnutzung der einfallenden Sonnenstrahlung
erreicht wird.
-
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kollektorplatte
aus Kanalabschnitten gebildet ist, die in der Ebene der Platte einen langgestreckten
Querschnitt haben und unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sind.
-
Der plattenförmige Sonnenkollektor kann auf diese Weise direkt durch
die Strömungskanäle selbst ausgebildet werden, wobei sich eine optimale Flächenausnutzung
bei der Aufheizung des durchströmenden Wassers ergibt. Der Aufbau der Kollektorplatte
selbst ist sehr einfach und kann je nach den jeweiligen Erfordernissen beliebig
variiert werden, ohne daß dadurch erhöhte Mehrkosten entstehen, wie es beispielsweise
bei einer gesonderten Form für einen Preßvorgang der Fall ist.
-
Nach einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung werden zwei durch
Stege in einem Abstand voneinander gehaltene Platten vorgesehen, wobei die Stege
und Platten den schlangenlinienförmig über die Plattenfläche verlaufenden Strömungskanal
umgrenzen. Bei einer solchen Ausgestaltung kann es vorteilhaft sein, die Kollektorplatte
aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, beispielsweise die obere Platte aus
einem gut wärmeleitenden Material und die untere Platte aus einem weniger gut wärmeleitenden
Material.
-
Nach einer anderen Ausgestaltung können auf einer ebenen Platte zur
Ausbildung des Strömungskanals etwa U-förmig abgewinkelte Bleche aufgesetzt werden,
die aneinanderliegen und an den Enden durch entsprechend ausgebildete Verbindungsstücke
die Umlenkung des Strömungskanals bilden.
-
Nach einer hinsichtlich der Herstellung vorteilhaften Ausgestaltung
werden zur Ausbildung der Kollektorplatte Rohre mit Rechteckprofil vorgesehen. Diese
Rechteckrohre können nebeneinandergelegt und zur Verbindung der einzelnen Strömungskanalabschnitte
in ein U-schienenförmig ausgebildetes Randteil eingesetzt werden, wobei die einzelnen
Rohrenden entsprechend zugeschnitten werden.
-
Nach einer anderen Ausgestaltung werden die nebeneinanderliegenden
Rohrenden gegenläufig schräg zugeschnitten, wobei zur Verbindung der Rohre dreieckförmige
Elemente eingesetzt werden, die einen U-förmigen Querschnitt haben.
-
Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. 1 in einer Draufsicht eine
Kollektorplatte zeigt, bei der die obere Platte abgenommen ist.
-
Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt durch die Kollektorplatte nach
Fig. 1.
-
Fig. 3 erläutert in einer perspektivischen Ansicht den Aufbau einer
Kollektorplatte aus U-förmig abgewinkelten Blechprofilen.
-
Fig. 4 gibt in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht den Aufbau
einer Kollektorplatte aus Rechteckrohren wieder.
-
Fig. 5 zeigt in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht eine andere
Ausführungsfozin einer Kollektorplatte aus Rechteckrohren.
-
Fig. 6 zeigt eine andere Anordnung der Ausbildung nach Fig. 5.
-
Fig. 7 erläutert die Art und Weise des Zuschnitts der Rechteckrohre.
-
Fig. 8 zeigt eine andere Ausbildung nach Fig. 4.
-
Die Fig. 1 zeigt eine Kollektorplatte 1, die in an sich bekannter
Weise in einem nicht dargestellten Gehäuse mit einer Glasabdeckung angeordnet wird.
Mit 2 und 3 sind die Anschlußstutzen für den Wasserzu- und -ablauf bezeichnet. Diese
Kollektorplatte besteht aus zwei Metallplatten 4 und 5, die durch Stege 6 in
einem
Abstand voneinander gehalten werden, welche aus dem gleichen Material bestehen können.
Diese Stege 6 sind, wie die Fig. 1 zeigt, so angeordnet, daß sich zwischen Einlauf
2 und Auslauf 3 ein schlangenlinienförmig über die Plattenfläche sich erstreckender
Strömungskanal ergibt. Die Plattenränder werden zweckmäßigerweise durch Blechstreifen
ähnlich den Stegen 6 ausgebildet. Bei der Herstellung der Kollektorplatte können
die Stege 6 beispielsweise auf der unteren Platte 4 abschnittsweise oder durchgehend
festgeschweißt werden, worauf die obere Platte 5 aufgelegt und längs des Randes
an einzelnen Stegen durch Schweißen fixiert werden kann. Hierauf können dann die
Seitenränder festgeschweißt werden.
-
Bei einer solchen Ausgestaltung ist es meglich, für die obere, der
Sonnenstrahlung ausgesetzte Platte ein gut wärmeleitendes Material zu verwenden
und für die untere Platte ein weniger gut wärmeleitendes Material vorzusehen.
-
Die Stege 6 können sehr dünn gewählt werden, so daß praktisch die
gesamte Fläche der von der Sonnenstrahlung erwärmten Platte von dem durchströmenden
Wasser bestrichen wird. Durch die Zwangsführung in Verbindung mit dieser optimalen
Flächenausnutzung und die glatte Oberfläche der Kollektorplatte sowie durch die
geringe Dickenabmessung können optimale Leistungswerte pro Flächen--und Zeiteinheit
erzielt werden.
-
Die Fig. 3 erläutert einen Aufbau einer Kollektorplatte, wobei auf
einer Auflageplatte 7 U-förmig abgewinkelte Blechprofile 8 aufgesetzt sind, deren
nebeneinanderliegende freien Enden mittels eines durch gestrichelte Linien angedeuteten
Verbindungsstückes 9 zur Ausbildung einer Schleife des Strömungskanals miteinander
verbunden sind. Hierbei können die Blechprofile 8 oder die Platte 7 die der Sonneneinstrahlung
ausgesetzte Seite bilden. Bei Verwendung geeigneter Materialen können diese Profile
gegebenenfalls auch auf der Platte 7 aufgeklebt werden.
-
Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Kollektorplatte 1, die
aus Abschnitten 10 von Rohren mit rechteckigem Querschnitt gebildet ist. Diese Rohrabschnitte
10 liegen mit ihren Seitenflächen aneinander, so daß sie den Plattenkörper ergeben,
während die Enden benachbarter Platten gegenläufig schräg zugeschnitten sind. Über
die Enden der Rohrabschnitte 10 ist ein im Querschnitt U-förmiges Verbindungsteil
11 geschoben, das mit den Rohrabschnitten längs seiner Ränder flüssigkeitsdicht
verschweißt ist. Wie durch Pfeile angedeutet, ergibt sich auf diese Weise bei der
dargestellten Anordnung ein schlangenlinienförmiger Strömungskanal, wobei die schräg
abgeschnittenen Enden Jeweils zweier Rohrabschnitte 10 zur Ausbildung einer Schleife
einander zugekehrt sind. Die Enden der Rohrabschnitte 10 können auch in anderer
Weise zur Ausbildung einer Verbindung mit dem benachbarten Rohrabschnitt zugeschnitten
sein, beispielsweise ähnlich der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6. Das J-fbrmlge
Verbindungsteil wird so ausgelegt, daß an dieser Stelle wenigstens der gleiche Strömungsquerschnitt
wie in einem Rohrabschnitt 10 vorhanden ist. In entsprechender Weise werden auch
die Enden zugeschnitten.
-
Eine ähnliche Ausführungsform gibt die Fig. 5 wieder. Die Rohrabschnitte
10, deren Querschnitt aus der Schnittansicht in Fig. 5 ersichtlich ist, sind hierbei
an den Enden so zugeschnitten, daß zwischen die einander zugekehrten schrägen Endflächen
in der Draufsicht dreieckförmige Verbindungsstücke 12 eingesetzt werden können,
welche die gleiche Dickenabmessung wie die Rohrabschnitte 10 haben. Längs der Ränder
können diese Verbindungsstücke 12 beispielsweise mittels eines Schweißautomaten
mit den Rohrabschnitten 10 verschweißt werden. Die Rohrabschnitte 10 selbst können
nur punktweise aneinandergeheftet sein.
-
Die Fig. 7 erläutert eine mögliche Art der Herstellung der Einzelteile
der Kollektorplatte 1 aus einem Rechteckrohr. Das Rechteckrohr nach Fig. 7 wird,wie
dargestellt, in einzelne
Abschnitte 10 zerschnitten, wobei sich
die Verbindungsstücke 12 ergeben.
-
Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von der nach Fig.
5 durch die Anordnung der Rohrabschnitte 10 in Längsrichtung der Platte, wodurch
bei gleicher Plattengröße weniger Schweißarbeit an den Verbindungsstücken 12 anfällt.
-
Anstelle der beschriebenen Rohre mit Rechteckquerschnitt können auch
andere Rohre mit einem langgestreckten Querschnitt und beispielsweise abgerundeten
Schmalseiten Verwendung finden.
-
Das Verhältnis der Breite zur Höhe des Rohrquerschnitts kann beispielsweise
1 : 7 bis 1 : 10 bei einer Wandstärke von 1,2 bis 1,5 mm liegen. Bei einem entsprechend
steifen Material und entsprechender Wandstärke kann die Breite der Rechteckrohre
auch größer gewählt werden, da hierbei die Breitseiten der Rohre noch eine ausreichende
Steifigkeit haben. In jedem Falle sollte die Höhe des Rohrquerschnitts relativ zur
Breite gering sein.
-
Als Material für die Ausbildung der beschriebenen Kollektorplatten
kann Metall oder Kunststoff verwendet werden. Wird beispielsweise zur Aufheizung
eines Schwimmbades das gechlorte Badewasser direkt durch den Kollektor geleitet,
so daß auf einen Wärmetauscher verzichtet werden kann, so werden die Kollektorplatten
vorteilhafterweise aus einem entsprechend korrosionsfesten Stahl gefertigt.
-
Die Kollektorplatten können in beliebigen Größen gefertigt werden,
ohne daß hierfür ein zusätzlicher Aufwand erforderlich wäre. Die der Sonneneinstrahlung
ausgesetzte Oberfläche wird in üblicher Weise geschwärzt und die Kollektorplatte
auf einer Isolierschicht in einem Gehäuse angeordnet, das zur Vermeidung der Verschmutzung
der Oberseite des Kollektors mit einer transparenten Abdeckung versehen ist.
-
Die Fig. 8 zeigt eine Ausgestaltung ähnlich Fig. 4, bei der auf der
Außenseite des U-förmigen Verbindungsteils 11 im Bereich der anliegenden Stirnseiten
der Rohrabschnitte 10 Schlitze 13 ausgebildet sind. Durch diese Schlitze 13 können
die an dem Verbindungsteil 11 anliegenden Seitenwände der Rohrabschnitte 10 mit
dem U-förmigen Verbindungsteil so verschweißt werden, daß an diesen Stellen mit
Sicherheit ein dichter Abschluß des Strömungskanals vorhanden ist. Dabei ist es
zweckmäßig, die Rohrabschnitte 10 wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und
6 zuzuschneiden und die Spitzen der schräg aneinanderliegenden Rohrabschnitte in
den Schlitzen 13 der die Enden der Rohrabschnitte übergreifenden U-förmigen Verbindungsteile
11 etwas vorstehen zu lassen, damit sie leichter verschweißt werden können.
-
Leerseite