DE2720755A1 - Solarkollektoren mit fluessigkeitsabsorber - Google Patents

Description

• B E 5 C P R E 1 E U N G:
• Titel: Solarkollektoren mit Flüssigkeitsabsorber Anwendungsgebiet: Die Erfindung betrifft die Energiegewinnung aus Solarstrahlung (direkt und diffus) für das Anwendung gebiet der Heizung, Tarmwasser- und Schwimmbadwasseraufwärmung im allgemeinen Wohnungsbau, in Industrie und Gewerbe. Verfahrenskombinationen mit anderen Niedertemperaturprozessen (Wärmepumpen udgl.) sind möglich.
• Zweck: Der Einsatz von Solarkollektoren ist erforderlich, um die terrt<ische Globalstrahlung der Sonne für den Energiebedarf in Wohnungen, Schwimmbädern, Gebäuden usw. nutzen zu können. Die Umsetzung von direkter- und diffuser Sonnenstrahlung in Wärme erfolgt im Solarkollektor.
• Stand der Technik mit Fundstellen: Es sind zur Zeit Solarkollektoren bekannt, die im Prinzip aus einer oder mehreren Glasdeckscheiben bestehen, einer festen schwarzen Absorberplatte' die meist aus Metall gefertigt ist und durch diese das Wärmeträgermedium flieQt und im Wärmetauschverfahren, die durch die Absorberplatte aufgenommene und in Wärme umgesetzte Solarstrahlung in den Heizt kreis transportiert. Zusätzlich die seitliche und rückwärtige Isolierung,um die Wärmeverluste klein zu halten.
• Kritik des Standes der Technik: Diese Solarkollektoren haben ein träges Verhalten bezüglich kurzfristiger Sonneneinstrahlung, sind materialaufwendig und ebenso konstruktiv zu aufwendig, wodurch sich nur eine ungenügende geverbliche Verwertung ableitet, gegenüber vorgenannter Erfindung.
• Die Regeltragheit des Solareizkreises ebenso wie die Uärmedehnungsprobleme zwischen fester Absorberplatte und Glas/Kunststoffgehäuse sowie durch diese Konstruktion hervorgerufene frühzeitige Lebensdauerminderung lassen Kritik am derzeitigen Stand der Technik zu.
• aufgaben Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile, wie sie im vorgenannten Punkt ("Kritik des Standes der Technik') beschrieben sind, auszugleichen und darüber hineas einen wirtschaftlichen effizienten und langlebigen Solarkollektor zu entwickeln, der bei geringem Anschaffungspreis und geringster Wartung eine möglichst hohe Ausbeute der Sonnenstrahlung sicherstellt.
• Lösung: Der Ersatz der festen Absorberplatte durch ein flüssiges Absorbermedium, das einen möglichst hohen Absorbtionsgrad besitzt und zugleich Wärmeträger ist, bewirkt, daß der Materialanteil am Solarkollektor erheblich reduziert und vorgenannte Wärmedehnungsprobleme, hervorgerufen durch unterschiedliche Längendehnung der verwendeten Materialien, durchwegs vermieden werden.
• Ein "Überheizen" des Solarkreises (Temperatur größer als looOC) ist durch Veränderung der Filmdicke oder Leerlaufen des Kollektors (wird nicht mehr von Absorbermedium durchstrmt') gut erreichbar. (Winterbetrieb) Entwässerungsarbeiten und Einfriergefahren (Winter) entfallen durch das in Schema 1, Blatt o5, dargestellte offene System.
• Die Regelbarkeit über die Parameter Filmdicke und Fließgeschwindigkeit evtl. veränderliche Viskosität des Absorbermediums usw. ist sehr vorteilhaft. Die geeignete Profilierung der Fließfläche im Hinblick auf das Strömungsverhalten der Absorberflüssigkeit ist noch festzulegen. &uf Jie tion und schnelle Montage dieses Solarkollektors soll noch hingewiesen werden.
• Sofern eine Zentrierung der Solarstrahlung in der Deckscheibe angegossener oder gepresster Linsenwölbungen sinnvoll erscheint, ist dies wahlweise leicht mit einzubauen.
• We i ter Ausge s tal tung der Erfindung: Als weitere Ausgestaltung der Erfindung ist der in Blatt o3 und o4 gezeigte Solarkollektor mit Flüssigkeitsabsorber, wobei die Absorberflüssigkeit in dünnen, transpsrenten Röhrchen fließt, statt in einem geschlossenen Film, wie vorher beschrieben. Diese Konst.uktionseigenschaft des Solarkollektors läßt es zu, den solaren Heizkreis als geschlossenes System zu betreiben, wobei die transparenten Röhrchen eine zusätzliche Dämmung der Frotntwärmeverluste des Kollektors bewirken. Einige Vorteile des vorbesehriebenen offenen Systems des Solarheiskreises (Regelung über Filmdicke, Leerlaufen bei "0berheizen" oder Sinfriergefahr usw.) sind bei dieser Konstruktion jedoch nicht mehr vorhanden.
• Eine Zentrierung der Solarstrshlung durch geeignete angegossene oder gepreßte Linsen in der Deokscheibe, die eine höhere Energiedichte auf die Absorber-Röhrchen bringen, erscheint bei dieser Konstruktion jedoch vorteilhaft.
• Erzielbare Vorteile: Diese bestehen insbesondere aus folgendem: a) wirtschaftliche Fertigung durch Einsatz von geeigneten Kunststoff oder Glas und möglichst weniger Materialpaarungen sowie geringer Materialaufwand.
• b) günstiges und schnelles Verlegesystem durch geeignete Konstruktion.
• c) Gute Regelbarkeit und schnelles Regelverhalten durch Filmdicke und FlieEgeschwindigkeitsveränderung (Massenflußveränderung) d) Wartungsfreundlich durch selbständiges Leerlaufen der Kollektoren (abstellen der Pumpe) bei offenem System.
• Beschreibung eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele: Blatt ol zeigt den Längsschnitt durch einen Solarkollektor mit Flüssigkeitsabsorber, wobei Prinzip und Konstruktion dgatlich zu erkennen sind.
• Blatt o2 zeigt den Querschnitt durch vorgenannten Kollektor.
• Blatt o3 und o4 zeigen den unter Punkt "weitere Ausgestaltung der Erfindung" besohriebenen Solarkollektor mit Flüssigkeitsabsorber in transparenten Röhrchen.
• Blatt o5 zeigt im Schema 1 den solaren Heizkreis eines offenen Systems, in welchen ,lie Solarkollektoren mit Flüssigkeitsabsorber eingesetzt werden.
• Blatt o5 zeigt in Schema 2 den solaren Heizkreis eines gesohlossenen Systems, in welchen die Solarkollektoren mit Flüssigkeitsabsorber in transparenten Glasröhren eingesetzt werden können.

Claims (1)

1. P A t E N T AN S P R Ü C H E: Oberbegriff: 10 Energiegevinnung aus Solarstrahlung (tetrestische Globalstrahlung) hauptsächlich für das Ansendungsgebiet der Heizung, Warmwasser- und Schwimmbadwasseraufwärmung im allgemeinen Wohnungsbau, in Industrie und Gewerbe. Verfahrenskombinationen mit. anderen Niedertemperaturpro3essen (Wärmepumpen u.ä.) sind möglich.

   Kennzeichnender Teil: Die Absorbtion der solaren, terrestisohen Globalstrahlung erfolgt durch eine geeignete Absorberflüssigkeit, die zugleich Wärme trägermedium ist und nicht wie bei den bisherigen Konstruktionen durch eine feste Absorberplatte, Oberbegriff des Unteranspruchs: 2. Energiegewinnung aus Solarstrahlung wie in Anspruch 1.

   Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: Die geeignete Absorberflüssigkeit fließt in fest eingebauten transparenten Röhrchen mit vorgegebener Dimensionierung durch den Solarkollektor in einem geschlossenen System, nicht wie in Anspruch 1 als Fldssigkeitsfilm.