DE2735070A1 - Energiewandler zum umsetzen der sonnen- in waermeenergie - Google Patents

Energiewandler zum umsetzen der sonnen- in waermeenergie

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Description

PATENTANWALT fc DIPL.-ING. H. STEHMANN DIPL.-PHYS. DR. K. SCnWEiNZER Di?L.-ING. DR. M. RAU O-8500 NÜRNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-ί TELEFON 0?U/203727 TELEX Oi/ 23135 2735070
Nürnberg, 03.08.1977
Artweger-Industrie-Gesellschaft m.b.H., A - 4580 Windischgarsten 68
"Energiewandler zum Umsetzen der Sonnen- in Wärmeenergie"
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Die Erfindung betrifft einen Energiewandler zum Umsetzen der Sonnen- in Wärmeenergie mit einer der Sonneneinstrahlung zugewandten transparenten Frontplatte und einer Grundplatte die einen Hohlraum zwischen sich einschließen, in dem ein Wärmeträger angeordnet bzw. durchführbar ist.
Zur wirtschaftlichen Nutzung der Sonnenenergie wurden bereits Energiewandler bekannt in welchen die von der Sonne einfallende Lichtenergie entweder unmittelbar in elektrische Energie oder beispielsweise durch Erhitzen eines geeigneten Wärmeträgers in Wärmeenergie umgewandelt wird.
Ein bekannter Energiewandler zum Umsetzen der Sonnen- in Wärmeenergie - DT OS 25 27 742 - besteht aus einem Wandelement welches eine sonnenstrahlungsdurchlässige vordere Abdeckung und eine als Sonnenenergieabsorber ausgebildete Rückwand aufweist. Zwischen dieser sonnenstrahlungsdurchlässigen Vorderseite und dem Sonnenenergieabsorber befindet sich ein Wasseraufnahmekanal der mit dem als Wärmeträger dienenden zu erhitzenden Wasser gefüllt ist. Das Wasser wird beim Durchtritt der Energie aus der Sonnenenergiestrahlung durch Absorbtion und durch Rückstrahlung und Rückleitung der Wärme von dem mittels der durch das Wasser hindurchgetretenen Sonnenenergiestrahlung erwärmten, Sonnenenergieabsorber erhitzt. Um die Wärmeverluste des Wassers möglichst gering zu halten, ist die sonnenstrahlungsdurchlässige Vorderseite des Wandelementes mit zwei in Abstand voneinander angeordneten strahlungsdurchlässigen Abdeckungen versehen, und es ist weiters auf der Rückseite des Sonnenenergieabsorbers eine Wärmeisolation angeordnet. Das erhitzte Wasser wird einem Wärmetauscher zugeführt, dem auch das für die Beheizung von Gebäuden bzw. von Brauchwasser oder Schwimmbäder und dergleichen benötigte Wärmeträgermedium zugeführt, und an dieses im entsprechenden Ausmaß die Wärme weitergegeben wird.
Durch die Anordnung einer transparenten Außenwand mit zwei in Abstand voneinander angeordneten strahlungsdurchlässigen Abdeckungen wird die Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft verringert, ein Teil der einfallenden Sonnenenergiestrahlung geht aber durch Reflektion im Bereich des Übergangs zwischen
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transparenter Abdeckung und Wärmeträger sowie weiter^daaurch verloren, daß die sehr energiereichen kurzwelligen Energiestrahlen den Wärmeträger und das Absorberelement so rasch durchtreten, daB kein Wärmeübergang stattfinden kann. Vor allem kann auch um eine entsprechende Absorbtion der energiereichen inittelwelligen Strahlung nicht zu stören, die Oberfläche des Absorberkörpers nicht zur Gänze an die zur Absorbtion der tinurcjj uruichen kurzwelligen Strahlungen gewünschten Kriterien angepaßt werden, sodaß diese vielfach von der Absorberplatte reflektiert werden, und für die Wärmegewinnung verloren sind.
Eine andere Ausführungsform eines Energiewandlers - OE PS 321 - umfaßt einen Wärmekollektor der aus zwei im Abstand voneinander angeordneten und miteinander verbundenen Blechplatten besteht, wobei der derart gebildete Hohlkörper zwischen den beiden Blechplatten mit Wasser gefüllt ist. -Die Oberseite der der Sonne zugewandten Blechplatte ist zur Absorbtion der Sonnenenergiestrahlung ausgebildet, und wird durch diese erhitzt. Durch die Wärmeübertragung wird diese Wärmeenergie an das mittels einer Pumpe ständig durch den Hohlkörper gepresste Wasser abgegeben, welches über Rücklaufleitungen beispielsweise mit einem Wärmetauscher zum Erhitzen von Brauchwasser in Verbindung steht. Dadurch, daß die als Absorber ausgebildete Blechplatte unmittelbar den Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, ist es kaum möglich, eine gewünschte Oberflächenstruktur derselben beizubehalten, wodurch eine optimale Absorbtion der einfallenden Sonnenenergiestrahlung kaum möglich ist. überdies steht die Absorberbzw, die Blechplatte direkt mit der Außenluft in Verbindung, sodaß bereits bei kurzzeitigen Unterbrechungen der Sonneneinstrahlung aber insbesonders nach Sonnenuntergang große Wärmemengen durch die Wärmeabstrahlung des Absorbers an die umgebende Außenluft verloren gehen.
Die vorliegende Erfindung hat es sich nun zum Ziel gesetzt, einen Energiewandler zu schaffen, mit welchen die Nachteile der bekannten Energiewandler vermieden werden, und eine Umwandlung von Sonnen- in Wärmeenergie mit einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht, und die Ausnutzung eines großen Spektrums der Sonnenenergiestrahlung zur Wärmegewinnung gestattet. Darüberhinaus
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soll der Energiewandler einfach in der Herstellung und Wartung sowie betriebssicher sein.
Dieses Ziel der Erfindung wird bei einem Energiewandler der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zwischen einer von dem Wärmeträger abgewendeten Außenfläche der Frontwand und einer dem Wärmeträger zugewandten Innenseite der Rückwand ein Strahienreflektions- und bzw. oder zusätzlich zum Wärmeträger ein Strahlenabsorbtionselement angeordnet ist.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Energiewandlers werden durch die zusätzlichen Reflektionen bzw. Ablenkungen der einfallenden Sonnenenergiestrahlungen zwischen der transparenten Frontwand und der Rückwand auch die sehr kurzwelligen Strahlungen für die Wärmegewinnung nutzbar gemacht, wodurch der Wirkungsgrad der Wärmeenergiegewinnung wesentlich gesteigert v/ird. Gleichzeitig ist es durch die Verwendung eines Strahienref lektionselementes auch möglich, eine Reflektion von einfallenden energiereichen Sonnenenergiestrahlen im Bereich des Energiewandlers insbes. beim übergang von der transparenten Außenwand auf den Wärmeträger hinreichend zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht erstmals eine Gestaltung der transparenten Außenwand, die eine Reflektion von Sonnenstrahlen aus dem Energiewandler vermeidet, und auch die Abstrahlung von Wärmeenergie noch zusätzlich herabsetzt. Gleichzeitig wird aber die Intensität der einfallenden Sonnenstrahlen dadurch nicht nachteilig beeinflußt. Darüberhinaus kann insbes. bei Anordnung des Absorbtionselementes zwischen der transparenten Frontwand und der Oberseite der Rückwand ein momentanes Abfallen der Temperatur des Wärmeträgers vermieden und durch eine verlängerte Wärmeübergabe zwischen diesen zusätzlichen Absorbtionselementen und dem Wärmeträger ein intensiverer Wärmeübergang und damit auch eine wesentliche Steigerung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Energiewandler erreicht werden, wodurch der Anwendungsbereich solcher Energiewandler bei einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand auch in Gebieten mit Sonnenenergiestrahlung von geringerer Intensität und Dauer mit Vorteil möglich ist. Die Energiewandler sind dabei unabhängig vom verwendeten Wärmeträger ob Luft, Wasser oder Kältemittel - also Flüssigkeiten
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mit einem relativ niederen Verdampfungspunkt - verwendbar. Somit können die erfindungsgemäß ausgebildeten Energiewandler sowohl zum Erwärmen von Warmwasser für Einfamilienhäuser oder dgl., als auch zur Beheitzung des Wassers in Schwimmbecken und zur Erzeugung von gesättigten Dämpfen (bei Anwendung von Kältemittel) für den Antrieb von Dampfturbinen zur Erzeugung von mechanischer Energie ausgenützt werden.
DarUberhinaus wird durch die Verwendung eines Strahlenreflektionselementes zusätzlich die Möglichkeit geschaffen, eine überhitzung d.h. also eine Beschädigung der Energiewandler durch ein zeitweiliges Unterbinden der Energiezufuhr in den Energiewandler durchAnordnung eines solchen Strahlenreflektionselementes zwischen Wärmeträger und Außenwand zu verhindern, wodurch der erforderliche Wartungsaufwand sowie die Lebensdauer dieser Energiewandler hinaufgesetzt und als Gesamtes gesehen die Wirtschaftlichkeit noch weiter erhöht wird. Duch die Vermeidung von Beschädigungen wird aber zusätzlich auch die Funktionstüchtigkeit bzw. die Wirkungsweise des Energiewandlers über einen längeren Benutzungszeitraum und gleichzeitig die Betriebssicherheit erhöht, sodaθ auch nach längerer Verwendung die gleichbleibend hohe Ausnutzung der Sonnenenergie gewährleistet ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Strahlenreflektionselement zur Rückleitung der vom Wärmeträger und bzw. oder der Rückwand reflektierten bzw. abgestrahlten insbes. kurzwelligen Sonnen-, und bzw. oder Wärmeenergiestrahlung ausgebildet, wodurch eine Abstrahlung sowohl der Sonnen- als auch der Wärmeenergie vom Wärmeträger verhindert wird, da im Wärmeträger oder am Absorbtionselernent reflektierte kurzwellige energiereiche Strahlungen vom Wärmeträger bzw. von der Rückwand aufgenommen werden.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Variante wird das Strahlenreflektionselement durch eine Kunststoffolie gebildet, die für die gegen den Wärmeträger gerichteten Sonnenenergiestrahlung durchlässig, und für die vom Wärmeträger kommenden Sonnenenergie bzw. Wärmeenergiestrahlungen reflektierend ausgebildet ist. Diese Kunststft^fiWf rffM1*sehr einfach in den Energie·
wandler eingebaut werden, und behindert andererseits nicht den Durchgang der Sonnenenergiestrahlen in Richtung des Wärmeträgers. Vor allem kann diese Kunststoffolie ohne großen Aufwand in bereits hergestellt und eventuell sogar Verwendung befindliche Energiewandler älterer Bauart eingebaut werden, sodaß auch bei diesen Energiewandlern die erfindungsgemäßen Vorteile erz LeIt werden können. Vor allem weist es sich hierbei als günstig, wenn das Strahlenreflektionselement zwischen dem Wärmeträger und einer diesem zugewandten Innenseite der transparenten Frontwand angeordnet ist, da dadurch alle auf den Wärmeträger auftreffenden Wärmeenergiestrahlungen an einem Verlassen des Energiewandlers ohne Abgabe ihrer Energie gehindert werden, und die einfallende Sonnenenergie in hohem Maße zur Wärmegewinnung herangezogen werden kann.
Zweckmäßig ist nach der Erfindung weiters das Strahlenreflektionselement als auf die Innenseite der Rückwand aufgebrachte reflektierende helle Schicht z.B. Chromschicht, Silberschicht oder dgl. ausgebildet. Diese Ausbildung zeichnet sich insbes. dadurch aus, daß Wärmeverluste beim übergang von einem Absorberkörper auf den Wärmeträger vermieden, und der gesamte Energie-Übergang beim Durchtreten der Sonnenenergiestrahlung durch den Wärmeträger erfolgt. Dadurch ist der Wirkungsgrad der erzielten Wärmeübertragung sehr hoch.
Nach der Erfindung kann zweckmäßig weiters das Strahlenreflektionselement zur Rückleitung bzw. Reflektlon der gegen den Wärmeträger gerichteten Sonnenenergiestrahlung ausgebildet sein. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht in vorteilhafter Weise bei einem überschreiten der Betriebstemperatur bzw. der zulässigen Höchsttemperatur des Wärmeträgers eine sichere Unterbrechung der Zufuhr weiterer Sonnenenergie in den Energiewandler, sodaß eine Herabsetzung des Wirkungsgrades durch Beschädigung der Absorberfläche oder dgl. vermieden werden kann.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Variante bei einem Energiewandler mit einer aus zumindest zwei im Abstand voneinander angeordneten Platten bestehenden Frontwand ist das Strahlenreflektionselement durch eine reflektierende Flüssigkeit oder Schwebestoffe gebildet, die vorzugsweise über eine
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durch einen dem Energiewandler zugeordneten Temperaturfühler gesteuerte Pumpe zwischen die Platten der Frontwand oder der Innenseite der Frontwand und der Innenseite der Rückwand einleitbar sind. Dadurch kann unabhängig davon ob ein Strahlenreflektionselement bzw. eine als Absorberelement ausgebildete Rückwand vorgesehen ist, sowohl eine Erwärmung des Wärmeträgers als auch eine Überhitzung der Rückwand und der dieser zugeordneten Wärme-Isolationselemente verhindert werden.
Schließlich ist es mit besonderen Vorteil nach der Erfindung möglich, daB das Strahlenreflektionselement durch ein wahlweise strahlenreflektierendes und strahlendurchlässiges Element z.B. ein Flüssigkeitskristall gebildet ist, wobei die Änderung der Strahlendurchlässigkeit vorzugsweise selbsttätig duch einen chemischen oder elektrochemischen bzw. physikalischen Prozeß insbes. bei Oberschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur erfolgt. Damit kann diese Abschaltung der Energiezufuhr mit geringstmöglichen Aufwand ohne zusätzliche Anordnung von Rohrleitungen, Verbindungselementen und dgl. erfolgen, sodaß nicht nur die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung solcher Elemente, sondern auch die Sicherheit gegen Erhitzungen besonders hoch ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Strahlenabsorbtionselement durch vom Wärmeträger umgebene wärmeabsorbierende Schwebekörper bzw. -stoffe gebildet ist, wodurch die Aufnahmefläche für die einfallende Sonnenenergie erhöht wird, da die gesamte Oberfläche der wärmeabsorbierenden Schwebekörper bzw. -stoffe zur Wärmeleitung bzw. zum Wärmeübergang bzw. zur Wärmeübergabe auf den Wärmeträger herangezogen werden kann.
Sind, wie nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Schwebestoffe z.B. aktive Kohleteilchen mit dem Wärmeträger insbes. Wasser bzw. Luft vermischt, so wird die Wärmeübertragung von den Absorbtionselementen auf den Wärmeträger auch während des Transportes des Wärmeträgers von den Energiewandler zu einem diesen nachgeschalteten Wärmetauscher oder einem Verbraucher duchgeführt, sodaß die einfallende Strahlungsenergie besonders mit Vorteil auch große Wärmemengen in kurzer Zeit an den Wärmeträger übertragen kann.
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Andererseits ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß die Schwebestoffe aus zwischen der transparenten Frontwand und der Innenseite der Rückwand verbleibende insbesondere kugellötnü<je vorzugsweise mit Kältemitteln gefüllten Elementen bestehen. Damit werden auch kurzzeitige Unterbrechungen in der linorgi ezu fuhr ,wie sie bei stärker bewölkten Himmel auftreten, <iii:;<ji:cjl iehen, wodurch die Ausgangstemperatur des Wärmeträgers din LJnercjii-wandler möglichst gleichgehalten wird. Vor allem bei der Vorwendung von mit Kältemittel gefüllten kugelförmigen Kleinen ten aus nachgiebigen Material insbes. Kunststoff, kann durch die Ausdehnung der Elemente bei einem Verdampfen des Kältemittels innerhalb derselben deren Oberfläche und Speicherfähigkeit erhöht werden, sodaß beispielsweise nach Sonnenuntergang noch über einen längeren Zeitraum Energie zum Erhitzen des Wärmeträgers zur Verfügung steht.
Zweckmäßig ist nach der Erfindung dabei, daß dem Strahlenref lektionselement ein transparenter Wärmeträger sowie die mit einer strahlenabsorbierenden Oberfläche versehene Innenseite der Rückwand in Richtung der einfallenden Sonnenenergiestrahlen nachgeordnet ist, da damit bereits eine Abstrahlung der vom Wärmeträger bzw. der Oberseite der Grundplatte reflektierten Sonnenenergiestrahlung durch die transparente Außenwand vermieden, und die Wärmeverluste noch weiter herabgesetzt werden können.
Nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist das mit dem Wärmeträger vermischte Strahlenabsorbtionselement zwischen dem die vom Wärmeträger reflektierten bzw. abgegebenen Sonnenenergie bzw. Wärmeenergiestrahlungen reflektierenden Strahlenreflektionselement und der mit einer strahlenreflektierenden Oberfläche versehenen Rückwand angeordnet. Der Wärmeträger ist hierbei zwischen zwei Wärme- bzw. Energiespeichern eingeschlossen, wodurch ein hoher Grad an Wärmeübergang auf Grund von Wärmeleitung und somit eine hohe Endtemperatur des Wärmeträgers erreicht wird.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die. Innenseite der Rückwand als vorzugsweise schlangen- bzw. mäanderförmig verlaufender Kanal zur Aufnahme des Wärmeträgers ausgebildet ,wodurch die Umwälzung des Wärmeträgers erleichtert wird, da
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auf Grund der exakten Führung des Wärmeträgers eine Verwirbelung desselben sowie ein Wärmestau vermieden werden kann.
Für die wirtschaftliche Herstellung der Energiewandler erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Innenseite der aus Metall bzw. Kunststoff insbes. einer glasfaserverstärkten Polyesterplatte bestehenden Rückwand durch eine Verformung derselben bzw. eine entsprechende Ausbildung des Formkörpers hergestellt ist. Vorallem wird durch diese erfindungsgemäfle Lösung der Aufwand für die Herstellung der Rückwand sowie deren Formgebung erleichtert, und es ist somit auch bei dem speziellen schlangen- bzw. mäanderförmig verlaufenden Kanal eine preisgünstige Serienherstellung erzielbar.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kanäle eine parabolische Querschnittsform auf, wobei die Parabel mit ihrer Achse der Sonne zugewandt ist, und deren Brennpunkt zwischen der Sonne und den Kanälen liegt, sowie eine geringe Brennweite aufweist, und daß vorzugsweise der Winkel zwischen der Frontwand und der Achse auf den jeweiligen Breitengrad am Aufstellungsort sowie gegebenenfalls die Dachneigung anpaßbar ist. Diese Gestaltung der Kanäle erweist sich als äußerst günstig, da die der Sonne zugewandte transparente Frontwand fast zur Gänze zur Aufnahme der einfallenden Sonnenenergie herangezogen werden kann. Diese Ausnutzung der auf den Energiewandler auffallenden Sonnenenergiestrahlung kann gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung dadurch noch weiter erhöht werden, daß die einzelnen Kanalwindungen des Kanalsystems durch zumindest teilweise aus transparenten Material gebildeten Stege voneinander getrennt, und vorzugsweise zur Aufnahme des mit dem Absorbtionselement vermengten Wärmeträgers ausgebildet sind, da auch die Trennwände bzw. die im Bereich der Trennwände auf den Energiewandler auftreffenden Sonnenenergiestrahlung zur Wärmeenergiegewinnung herangezogen werden können.
Besondere Vorteile ergeben sich nach der Erfindung, wenn der Innenseite der Rückwand ein Wärmeisolationselement zugeordnet ist, das aus einer wärmedämmenden geschäumten Kunststoffschicht, deren Dichte und deren Wandstärke zwischen der -Sohle der Kanäle und der diesen gegenüberliegenden Außenseite der Rückwand auf die ge-
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wünschte Wärmedämmung abstellbar ist, besteht. Dies ermöglicht es, die Abstrahlungsverluste an Wärmeenergie vom Wärmeträger an die umgebende Außenluft wesentlich zu vermindern, wodurch die erzielte Endt einperatur des Wärmeträgers im Bereich des Wärmetauschers hinaufgesetzt werden kann. Dies erweist sich andererseits biii der Bemessung der erforderlichen Heizkörper sehr qüiiiitii), da bei einer höheren Vorlauf temperatur mit entsprechend geringeren Heizflächen das Auslangen gefunden werden kann.
Weiters ist es für die Wartung der erfindungsgemäßen Energiewandler sehr von Vorteil, wenn Seitenwände bzw. -flächen die Rückwand über deren Innenseite hochgezogen, die mit Führungs- bzw. Halteteilen für die Einzelteile der transparenten Außenwand versehen sind, aufweist.
Um die einzelnen Energiewandler mit Vorteil zu einem geschlossenen Leitungssystem verbinden zu können bzw. die Montage der Energiewandler auf einer Dachfläche ohne entsprechende Halteelementen zu erleichtern, sind schließlich nach der Erfindung mit Vorteil die beiden Enden des Kanalsystems und bzw. oder ein zwischen den Platten der Außenwand eingeschlossener Hohlraum mit senkrecht zur Rückwand oder senkrecht zu einer der Seitenwände verlaufenden Kupplungsteilen von Verbindungseinrichtungen versehen.
Die Erfindung wird zum besseren Verständnis im folgenden an Hand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschreiben. Es zeigen
Fig. 1 eine AusfUhrungsform des Energiewandlers nach der Erfindung mit einem zwischen der transparenten Front wand und dem Wärmeträger angeordneten Strahlenreflektionselement
Fig. 2 einen Schnitt durch den Energiewandler in Ansicht gemäß den Linien II-II in Figur 1
Fig. 3 einen Teil des in Ansicht dargestellten geschnittenen Energiewandlers nach Figur 2 in größerem Maßstab.
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Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiewandlers im Schnitt mit einem zwischen der transparenten Frontwand und dem Wärmeträger angeordneten Strahlenreflektionselement und einem zusätzlich zum Wärmeträger angeordneten Absorbtionselement sowie den den einzelnen Hohlräumen zugeordneten Versorgungsleitungen und den zugehörigen Schaltbildern in einfacher schematischer Darstellung
Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines auf einem Grundelement angeordneten Energiewandlers in Ansicht und teilweise im Schnitt mit speziellen Verbindungsstücken zur Verbindung des den Wärmeträger aufnehmenden Kanals mit den Zu-und Rücklaufleitungen
Fig. 6 eine Ausführungsform der Erfindung bei der der Energiewandler in Art einer Steckkarte ausgebildet ist, mit einem Teil des diesen zugeordneten und zur Aufnahme des Energiewandlers bestimmten Grundelementes.
Der in den Figuren 1-3 dargestellte Energiewandler 1 besteht aus einer transparenten Frontwand 2 und einer Rückwand 3. Die transparente Frontwand wird durch zwei in Abstand voneinander angeordnete Glasplatten 4 und 5 gebildet, die einen gegebenenfalls mit einem Gas niederer Wärmeleitfähigkeit gefüllten Hohlraum bilden. Die Rückwand 3 besteht aus einer eine Innenseite 6 der Rückwand 3 bildenden Kunststoffplatte 7 und einem dieser zugeordneten Wärmeisolationselement 8 dessen Seitenkanten 9 über die Innenseite 6 der Rückwand 3 hochgezogen sind. In diesen Seitenkanten 9 sind Führungs- bzw. Halteteile Io zur Aufnahme der Glasplatten 4,5 der Außenwand 2 angeordnet. Die die Innenseite 6 der Rückwand 3 bildende Kunststoffplatte 7 ist mit einer dunkel gefärbten Oberfläche versehen, sodaß eine gute Absorbtion der einfallenden Sonnenenergie bzw. Lichtstrahlung 11 gewährleistet ist, und weist nebeneinander liegende und zueinander paralell verlaufende Vertiefungen mit parabelförmig verlaufender Quer-
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schnittsform geringer Brennweite auf. Die Vertiefungen sind duch Stege 12 voneinander getrennt, und je eines der beiden Enden dieser zueinander Paralell verlaufenden Vertiefungen ist mit je t.-inoin der Ijoiden jeweilig benachbarten Vertiefungen verbunden, S(JiiaIi die Innenseite 6 der Rückwand 3 mit einem zusammenhängenden au:; zwischen den Stegen 12 liegenden Kanälen 13 gebildeten ma.nid·υ bzw. schlangenförmig verlaufenden Kanalsystem versehen i st.
/.v/i ώ<.·1ιυη diesem Kanalsystem bzw. den Kanälen 13 und der GlaspJaLte 5 der Frontwand 2 ist ein Strahlenreflektionselement angeordnet. Dieses Strahlenref lektionselement 14 besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Kunststoffolie die für gegen einen in den Kanälen 13 befindlichen Wärmeträger gerrichtete Sonnenenergiestrahlungen 11 strahlendurchlässig ist. Gleichzeitig ist sie für die vom Wärmeträger 15 bzw. der Innenseite 6 der Rückwand 3 reflektierte Sonnenenergiestrahlung 16 Ijzw. auch für die vom Wärmeträger 15 kommenden Wärmeenergiestrahlungen strahlenundurchlässig also reflektierend ausgebildet, wodurch die vom Strahlenreflektionselement 14 zurückgeworfene Sonnen- bzw. Wärmeenergiestrahlung auf Grund des nochmaligen Durchtritts durch den Wärmeträger 15 zur Erzeugung von Wärmeenergie oder zur Erhitzung der als Absorberelement dienenden Rückwand 3 herangezogen wird.
Wie weiters aus der Darstellung insbes. aus Figur 1 und 2 zu entnehmen ist, sind die beiden äußeren voneinander am weitesten entfernten Kanäle 13 mit Leitungsanschlüssen 17 bzw. 18 verbunden, die eine Zuleitung und Abfuhr des Wärmeträgers 15 zu bzw. vom Energiewandler 1 ermöglichen. Um die einwandfreie Weiterleitung des Wärmeträgers 15 entlang der Kanäle 13 des Kanalsystems zu ermöglichen, sind die Stege 12 über geeignete Verbindungselemente wie Klebemittel, Dichtungsbänder oder dgl. flüssigkeitsdicht mit der transparenten Frontwand 2 bzw. der Strahlenreflektionsfolie verbunden.
Der in den Figuren 1-3 dargestellte Energiewandler ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als geschlossener Kunststoffkörper ausgebildet, in dem zur Vermeidung von Wärmeverlusten bzw.
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zur dichteren Verbindung der transparenten Frontwand 2 mit der Rückwand 3 die Frontwand 2 mit dem Strahlenreflektionselement 14 und der Innenseite 6 der Rückwand 3 bei der Herstellung des Wäxiueisolationselementes 8 in die Herstellungsform desselben eingelegt werden, und somit in diesem Wärmeisolationselement 8 einijeiu.-lKiumi. sind. Zur Herstellung dieses Wärmeisolationselementes kann hierbei insbes. hinsichtlich der guten Isoliereigenschaften ein KunstjjLoffschaum beispielsweise Polyurethan oder dgl. heraiujezoqeu werden. Gleichzeitig kann die Distanz zwischen der Kanalsohle der Kanäle 13 und der vom Wärmeträger 15 abgewandten Außenseite der Rückwand 3 in Abstimmung auf die Dichte des verwendeten Kunststoffschaumes sogroß gewählt werden, daß sie den gewünschten Isoliereigenschaften hinsichtlich der Wärmedämmung entspricht.
Bei den nunmehr beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Energiewandlers 1 wird also die einfallende Sonnen- bzw. Lichtenergiestrahlung 11 beim Durchgang durch den Wärmeträger 15 der vom Leitungsanschluß 17 bis zum Leitungsanschluß 18 entlang der Kanäle 13 durchgepumpt wird, in Wärmeenergie umgewandelt bzw. wird die beim Durchtritt durch den Wärmeträger 15 noch nicht umgewandelte Energiemenge von der Innenseite 6 der Rückwand 3 absorbiert. In diesem Fall wird also die Sonnen- und Lichtenergie ebenfalls in Wärme umgewandelt, die durch Wärmeübergang dann an den Wärmeträger 15 weitergegeben wird. Die energiereichen Strahlen, beispielsweise wie in Figur 3 dargestellt, die beim Auftreffen auf den Wärmeträger 15 bzw. die Innenseite 6 der Rückwand 3 reflektiert werden, werden durch das zusätzliche Strahlenreflektionselement 14 wieder umgelenkt, sodaß sie den Wärmeträger 15 nochmals durchtreten bzw. nochmals gegen die Innenseite 6 der Rückwand 3 gerichtet werden. Somit können auch diese Sonnen- bzw. Lichtenergiestrahlungen 16 für die Wärmeenergiegewinnung nutzbar gemacht werden.
Wie aus den Figuren 1-3 weiters ersichtlich, ist zur Lösung der bereits in der Beschreibungseinleitung aufgezeigten Problematik bezüglich der überhitzung bzw. Wärmeableitung der gegen den Energiewandler gerichteten Sonnenenergiestrahlungen 11 der Hohlraum zwischen den Glasplatten 4 und 5 über eine Leitung 19 -
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Figur 2 - mit einer Pumpe, sowie einem zur Aufnahme eines Strahlenreflektionselementes 2o ausgebildeten Flüssigkeits- bzw. Gasbehälter 21 verbunden. Die Pumpe steht mit einer Steuereinrichtung 2 2 sowie einem über die Innenseite 6 der Rückwand 3 in einem der Kanäle 13 reichenden Temperaturfühler 23 in Verbindung.
Dii; Wi ι kuiKjswei se des vorgehenden beschriebenen Energiewandlers 1 Δ\\η\ Umwandeln der einfallenden Sonnenenergie bzw. Lichtstrahlungi 1 in Waniie^iiurgif sowie zum wahlweise Unterbrechen dieser Energieumwandlung ist nun folgendermaßen:
Die einfallende Sonnenenergie bzw. Lichtstrahlung 11 durchdringt die transparenten Glasplatten 4 und 5 und das von dieser Seite her strahlendurchlässige Strahlenreflektiönselement 14 und trifft auf den Wärmeträger 15 auf. Beim Durchtritt der Strahlen durch den Wärmeträger 15 wird die diesen Strahlen innewohnende Lichtenorcjie teilweise oder in manchen Fällen auch zur Gänze als Wärmeenergie an den Wärmeträger 15 abgegeben. Die energiereichen Strahlungen, deren Energie beim Durchtritt durch den Wärmeträger 15 noch nicht zur Gänze abgebaut ist, werden von der Innenseite 6, die mit entsprechend strahlenabsorbierenden Oberflächen ausgestattet ist, absorbiert. Für besonders kurzwellige, energiereiche Sonnenenergiestrahlungen, die bei Auftreffen bzw. Durchtritt auf bzw. durch den Wärmeträger 15 in entgegengesetzter Richtung reflektiert werden, kommt das für reflektierte Strahlen 16 als Reflektionselement dienende Strahlenreflektionselement 14 zur Wirkung, und lenkt diese Strahlen nochmals in Richtung des Wärmeträgers 15 um, sodaß sie beim nochmaligen Durchtritt durch denselben Ihre Energie an diesen abgeben bzw. von der Rückwand 3 absorbiert werden können. Somit können also nahezu alle in die Kanäle 13 gelangten Sonnenenergiestrahlungen 11 zur Wärmegewinnung herangezogen werden, da die Oberfläche der Innenseite 6 und die Charakteristik des Strahlenreflektionselementes 14 derart aufeinander abgestimmt werden können, daß ein möglichst breites und vor allem das energiereichste Spektrum der Sonnenbzw. Lichtenergiestrahlung zur Wärmegewinnung im Energiewandler 1 herangezogen wird.
Durch die weiters angeordnete Steuereinrichtung 22 ist es aber dann für jene Fälle wie beispielsweise in den heißen Sommer-
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monaten in welchen eine Heizung der Gebäude vielfach nicht notwendig ist, möglich, nicht mehr benötigte Sonnenenergiestrahlung 11 vor dem Eintritt in die Kanäle 13 bzw. dem Auftretfen auf den Wärmeträger 15 zu reflektieren, um eine überhitzung des Wärmeträgers sowie eine Beschädigung des Energiewand I urt> durch zu hohe Temperaturen zu vermeiden. Dazu wird bei Auf tiuten einer voreinstellbaren Grenztemperatur durch den Temperaturfühler 23 ein Signal an die Steuereinrichtung 22 abgegeben, welches die Pumpe in Tätigkeit versetzt, um aus dem i-'lüaaiykciits- bzw. Gasbehälter eine strahlenreflektierende flüssigkeit 2o oder ein mit Schwebestoffen vermischtes Gas oder dergleichen in den Hohlraum zwischen den beiden Glasplatten 4,5 zu pumpen. Dadurch werden die einfallenden Sonnenbzw. Lichtenergiestrahlungen 11 unmittelbar nach dem Durchgang durch die erste Glasplatte 4 umgelenkt, und finden keinen Eingang in die Kanäle 13 bzw. den Energiewandler 15. Die Energieversorgung des Temperaturfühlers 23 bzw. der Steuereinrichtung kann hierbei über schematisch angedeutete in den Randbereichen bzw. auf den Seitenkanten 9 des Energiewandlers 1 angeordnete Selenzellen 24 erfolgen, da diese Sicherheitsschaltung ohnedies nur für den Fall einer sehr starken Sonnenenergieeinstrahlung erforderlich ist.
Bei der in Figur 4 dargestellten weiteren Ausführungsform eines Energiewandlers nach der Erfindung ist zwischen der mit einer reflektierenden Oberfläche versehenen Innenseite 25 und der auf der Innenseite der transparenten Frontwand 26 angeordneten als Strahlenreflektionselement 14 dienenden Kunststoffolie 27 ein mit dem Wärmeträger 28 vermengtes durch Schwebestoffe 29 gebildetes Strahlenabsorbtionselement angeordnet. Die Innenseite der Rückwand 3o des Energiewandlers 31 ist ähnlich wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1-3 mit einem zusammenhängenden mäanderförmig verlaufenden Kanalsystem 32 verbunden, wobei die einzelnen Kanäle 33 wiederum durch Stege 34 voneinander getrennt sind. Die Kanäle 33 weisen im vorliegenden Fall einen parabolischen Querschnittsverlauf auf, wobei die Parabelachse und die Außenseite der transparenten Frontwand 26 einen Winkel einschließen, der dem Winkel zwischen der einfallenden Sonne bzw. Lichtenergiestrahlung 11 und der transparenten Frontwand
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entspricht, überdies ist die Brennweite der verwendeten Parabelform äußerst klein, sodaß zusätzlich zu der paralellen Ausrichtung der Parabelachse 35 zu den einfallenden Licht bzw. Sonnenenergie-Strahlungen 11 eine Schattenzonenbildung im Bereich der Kanäle hinreichend vermieden wird. Um aber auch die in den Bereich der St tiijc; einJ'cil lende Lichtenergie 11 als Wärmeenergie für die gewünschten Beheizungszwecke ausnützen zu können, ist die Oberfläche der Innenseite 25 im Bereich der Stege 34 strahlendurchlässig bzw. transparent ausgebildet. Es wird dadurch ein zweites zusammenhängendes Kanalsystem 36 geschaffen, das über eine Versorgungsleitung 37 mit einem Wärmetauscher 38 verbunden ist. Gleichermaßen sind auch die Kanäle 33 über Leitungsanschlüsse 39 und 4o, in etwa senkrecht zu einer der Seitenkanten des Energiewandlers verlaufenden, mit einer Heizspirale bzw. -fläche 41 im Wärmetauscher 38 über eine Versorgungsleitung 42 verbunden. Zur Umwälzung des Wärmeträgers ist in den Versorgungsleitungen 37,42 der Kanalsysteme 32, 36 jeweils eine Umwälzpumpe angeordnet.
Um nun die Intensität der Wärmeübertragung bzw. Energieumwandlung jeweils an die gewünschten Verhältnisse insbes. den erforderlichen Wärmebedarf anpassen zu können, und auch eine vollkommene Stillegung der Wärmeübertragung zu ermöglichen, sind in der Versorgungsleitung 42 zwei Steuerventile 43, 44 mit einer Zentrifuge 45, einem Schwebestoffbehälter 46, einer Steuereinrichtung 47 und einem Temperaturfühler 48 sowie einer Trübungsmesseinrichtung 49 zu einem Regelkreis zusammengeschlossen. Die Steuereinrichtung 47 steht überdies mit einem Temperaturgeber 5o im Bereich eines Verbaucherheizkreislaufes und dem Wärmetauscher 38 zusätzlich in Verbindung. Entsprechend der dabei gewonnenen Meßwerte wird bei einer ausreichenden bzw. bereits unnötig hohen Wärmezufuhr in den Wärmetauscher 38 das Steuerventil 44 aus seiner dargestellten Ruhestellung verschoben, wodurch der vom Leitungsanschluß bzw. Rücklauf 4o herangeführte mit den Schwebestoffen versehene Wärmeträger 28 der Zentrifuge .45 zugeleitet wird, in der ein Teil der Schwebestoffe 29 aus dem Wärmeträger 28 entfernt wird. Die Menge der entfernten Schwebestoffe 29, die von der Zentrifuge dem Behälter für Schwebestoffe 46 zugeführt werden, wird mittels" der TrUbungsmeBeinrichtung 49 überwacht bzw. geregelt. Werden mittels der Zentrifuge sämtliche Schwebestoffe aus dem Wärmeträger bei-
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spielsweise Hasser entfernt, so treffen die einfallenden Sonnenbzw. Lichtenergiestrahlungen 11 unmittelbar auf die mit einer reflektierenden Oberfläche versehene Innenseite 25 der Rückwand auf, und worden zur Gänze zurückgeworfen bzw. reflektiert. Diese energiereichen Strahlungen können dabei insbes. wenn die Kunststoffolie 27 unter Bedachtnahme auf diese Situation in i Iu ein Huf 1 Aktionsbereich entsprechend ausgebildet ist, zur Gänze wieder an die Außenluft freflektiert werden, sodaß es zu keiner Erwärmung des Wärmeträgers 28 bzw. des Energiewandlers kouuiit.
Die gleiche Vorgangsweise kann auch für das Kanalsystem 36 angewendet werden, oder es ist wie bereits an Hand der Figur 1 erläutert möglich, ein zusätzliches Strahlenreflektionselement bzw. eine Strahlensperrflüssigkeit in den Hohlraum zwischen den beiden Glasplatten der transparenten Frontwand 26 zeitweise einzuführen.
DarUberhinaus ist es aber auch im Rahmen der Erfindung möglich, in einem Hohlraum zwischen den Glasplatten Flüssigkeitskristalle oder Gase bzw. Flüssigkeiten vorzusehen, die bei einer entsprechenden Grenztemperatur selbsttätig oder durch Einflußnahme von chemischen oder elektrischen Prozessen von außen her ihre Strahlungseigenschaften wie ihre Strahlendurchlässigkeit bzw. ihr Reflektionsvermögen selbsttätig ändern, sodaß beim Erreichen einer vorgewählten Grenztemperatur des Wärmeträgers die Zufuhr von Sonnenenergiestrahlen in den Wärmeträger automatsich unterbunden wird.
Wie weiters an Hand der Figuren 5 und 6 schematisch gezeigt ist, können die beispielsweise in den Figuren 1-3 dargestellten Energiewandler mit relativ geringen Wärmeisolierelementen insbes. im Bereich der Rückwand versehen werden. In diesem Fall eignen sie sich insbes. zur Verwendung in Verbindung mit sogenannten Grundelementen 51, die insbes. zur Aufnahme von Teilen der Verbindungsleitungen wie Zu- und Rücklauf des Wärmeträgers und zur Isolierung insbes. in wärmetechnischer Hinsicht des Kanalsysteme des Wärmeträgers herangezogen werden. So ist beispielsweise in Figur 5 eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Energie-
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wandler nach Figur 1 bis 3 Verwendung finden können. Es werden daher für die gleichen Teile auch die gleichen Bezugsziffern wie in den Figuren 1-3 verwendet. Die Energiewandler 1 sind dabei auf die in der Art von Dachziegeln ausgebildeten Grundt; leinen te 51 aufgesteckt, und die Leitungsanschlüsse 17, 18 des KiitJiLjiewandlers 1 sind hierbei als Muffe 52 bzw. als Rohr 53 .msi|t:bi ldet. Die entsprechenden Gegenstücke Rohre 54 bzw. Muften 55, sind in den Grundelementen 51 fix angeordnet bzw. i,'in>jey<,-hüümt oder eingegossen. Zur Herstellung einer dichten Verbindung zwischen den Rohren 53, 54 und Muffen 52,55 sind in deren Bereich Gummidichtringe sogenannte O-Ringe 56 angeordnet.
Die Grundelemente sind Ihrerseits mit Haltenasen 57 versehen, mit welchen sie entsprechend den herkömmlichen Dachziegeln in die Dachlatten 58 einer Dachkonstruktion eingehängt werden. Weiters weisen sie wie ersichtlich in dem das anschließende CJrundeleraent 51 überragenden Endbreich Wassernasen 59 auf, die in Art einer Labyrinthdichtung ausgebildet sind. Gleichermaßen sind auch die Seitenränder an den Längsseiten dieser Grundelemente 51 entsprechend ausgebildet, um das Herstellen einer geschlossenen Dachhaut,die sowohl feuchtigkeits- als auch wärmeisolierend ausgebildet ist, zu ermöglichen. Vor allem wird durch diese Ausgestaltung der Grundelemente 51 nicht nur eine Wärmeisolierung erzielt bzw. ein Wärmeverlust beim Durchgang des Wärmeträgers 15 vermieden, sondern es wird auch der darunter liegende Dachraum gleichzeitig isoliert. In vorteilhafter Weise wird die Größe dieser Grundelemente 51 auf die Größe der herkömmlichen Dachziegel abgestimmt, sodaß ein einfacher Austausch der Dacheindeckung möglich ist. Durch die flächenmäßig kleine Gestaltung der Grundelemente 51 und der Energiewandler 1 wird überdies die Montage der Gesamtanlage wesentlich vereinfacht, und die Beanspruchung der transparenten Außenwand 2 beispielsweise durch Hagel oder Schneedruck werden dadurch ebenfalls wesentlich vermindert, überdies wird der Austausch dieser Einzelelemente wesentlich erleichtert. Um das Einsetzen und Entfernen der Energiewandler 1 möglichst ohne einer nachträglichen Entlüftung der gesamten Anlage durchführen zu können, ist es überdies möglich, die Leitungsverbindungen mit entsprechenden Bajonettsteckverbindungen auszustatten, die
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jeweils selbstschließend sind, sodaß beim Lösen des Energie wandlers vom Grundelement bzw. den zugehörigen Versorgungsleitungen diese selbsttätig verschlossen werden.
Wiυ das weitere AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 6 des Energiewdijdlej s zeigt, kann dieser aber auch in Art einer Steckkarte wie sie beispielsweise in elektronischen Schaltkästen angewendet wird, ausgebildet werden. Die Leitungsanschlüsse bzw. die entsprechenden AnschlußstUcke sind hierbei paralell zur Längsrichtung des Elementes ausgerichtet, und das Grundelement 60 weist entsprechende Führungen zur Aufnahme des Energiewandlers auf. Die Stirnseite 62 ist mit entsprechenden Vorsprüngen versehen, in welcher Aufnahmebohrungen für Befestigungsorgane zum Verschrauben des Energiewandlers 61 mit dem Grundelement 60 sowie der Leitungsanschluß 63 oder die entsprechenden Kupplungsteile einer Verbindungseinrichtung für den Zulauf des Wärmeträgers vorgesehen sind. Der Rücklauf bzw. Auslaß für den Wärmeträger ist an der gegenüberliegenden Stirnseite des Elementes vorgesehen. Die Verbindung der einzelnen Leitungsteile zu einem geschlossenen Leitungssystem erfolgt wie beispielsweise bereits an Hand der Figur 5 erläutert, über in den Grundelementen 60 angeordnete Leitungsteile, wobei diese Grundelementleitungsteile untereinander ebenfalls über geeignete Schnellverbindungskupplungen oder dgl. verbunden werden können.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    M.) Energiewandler zum Umsetzen der Sonnen- in Wärmeenergie mit einer der Sonneneinstrahlung zugewandten transparenten !•'rontplatLe und einer Grundplatte die einen Hohlraum zwischen sich einschließen, in dem ein Wärmeträger angeordnet bzw. durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer von dem Wärmeträger (15,28) abgewendeten Außenfläche der Frontwand (2,26) und einer dem Wärmeträger (15) zugewandten Innenseite (6,25) der Rückwand (3,3o) ein Strahlenreflektions- und bzw. oder zusätzlich zum Wärmeträger (15) ein Strahlenabsorbtionselement ( 14,2o,29) angeordnet ist.
    2. Energiewandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenreflektionselement (14) zur Rückleitung der vom Wärmeträger (15) und bzw. oder der Rückwand (3,3o) reflektierten bzw. abgestrahlten insbes. kurzwelligen Sonnen-, und bzw. oder Wärmeenergiestrahlung (16) ausgebildet ist.
    3. Energiewandler nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenreflektionselement (14) durch eine Kunststoffolie (27) gebildet ist, die für die gegen den Wärmeträger (15) gerichteten Sonnenenergiestrahlung (11) durchlässig, und für die vom Wärmeträger (15) kommenden Sonnenenergie bzw. Wärmeenergiestrahlungen (16) reflektierend ausgebildet ist.
    4. Energiewandler nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekenn zeichnet, daß das Strahlenreflektionselement (14) zwischen dem Wärmeträger (15) und einer diesem zugewandten Innenseite der transparenten Frontwand (2,26) angeordnet ist.
    5. Energiewandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenreflektionselement (14) als auf die Innenseite (25) der Rückwand (3o) aufgebrachte reflektierende helle Schicht z.B. Chromschicht, Silberschicht oder dgl. ausgebildet ist.
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    6. Energiewandler nach Anspruch t dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenreflektlonselement (2o) zur RUckleltung bzw. Heflektion der gegen den Wärmeträger (15) gerichteten Sonnenenergiestrahlung (11) ausgebildet ist.
    V. Enorgiewandler nach Anspruch 1 oder 6 insbesondere mit einer aus zumindest zwei im Abstand voneinander angeordneten Platten bestehenden Frontwand, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenreflektionselement (2o) durch eine reflektierende Flüssigkeit oder Schwebestoffe gebildet ist, die vorzugsweise über eine durch einen dem Energiewandler zugeordneten Temperaturfühler (23) gesteuerte Pumpe zwischen die Platten (4,5) der Frontwand (26) oder der Innenseite der Frontwand und der Innenseite (25) der Rückwand (3o) einleitbar sind.
    8. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1,6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenreflektionselement (14) durch ein wahlweise strahlenreflektierendes und strahlendurchlässiges Element z.B. ein FlUssigkeitskristall gebildet ist, wobei die Änderung der Strahlendurchlässigkeit vorzugsweise selbsttätig durch einen chemischen oder elektrochemischen bzw. physikalischen Prozeß insbes. bei überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur erfolgt.
    9. Energiewandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenabsorbtionselement durch vom Wärmeträger (28) umgebene wärmeabsorbierende Schwebekörper bzw. -stoffe (29) gebildet ist.
    10. Energiewandler nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet! daß die Schwebestoffe (29) z.B. aktive Kohleteilchen mit den Wärmeträger (28) insbesondere Wasser bzw. Luft vermischt sind.
    11. Energiewandler nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet* ' daß die Schwebestoffe aus zwischen der transparenten Front* wand (2,26) und der Innenseite (6,25) der Rückwand (3,3o) ver* bleibende Insbesondere kugelförmige vorzugsweise mit Kältemitteln gefüllten Elementen bestehen.
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    ORIGINAL INSPECTED
    12· Energiewandler nach einem der Ansprüche 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß dem Strahlenreflektionselement (14) ein transparenter Wärmeträger (15) sowie die mit einer Strahlenabsorbier end en Oberfläche versehene Innenseite (6) der Rückwand (3) in Richtung der einfallenden Sonnenenergiestrahlen (11) nachgeordnet ist.
    13. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-12 dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Wärmeträger (28) vermischte Strahlenabsorbtionselement (29) zwischen dem die vom Wärmeträger reflektierten bzw. abgegebenen Sonnenenergie bzw. Wärmeenergie-Strahlungen reflektierenden Strahlenreflektionselement (14) und der mit einer strahlenreflektierenden Oberfläche versehenen Rückwand (3o) angeordnet ist.
    14. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-13 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite (6,25) der Rückwand (3,3o) als vorzugsweise schlangen- bzw. mäanderförmig verlaufender Kanal (13,33) zur Aufnahme des Wärmeträgers ( 15,28) ausgebildet ist.
    15. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-14 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite (6,25) der aus Metall bzw. Kunststoff insbes. einer glasfaserverstärkten Polyesterplatte bestehenden Rückwand (3,3o) durch eine Verformung derselben bzw. eine entsprechende Ausbildung des Formkörpers hergestellt ist.
    16. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-15 dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (13,33) eine parabolische Querschnittsform aufweisen, wobei die Parabel mit ihrer Achse (35) der Sonne zugewandt ist, und deren Brennpunkt zwischen der Sonne und den Kanälen liegt, sowie eine geringe Brennweite aufweist, und daß vorzugsweise der Winkel ( ) zwischen der Frontwand (2, 26) und der Achse (35) auf den jeweiligen Breitengrad am Aufstellungsort sowie gegebenenfalls die Dachneigung anpaßbar ist.
    17. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1, 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kanalwindungen des
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    Kanalsystems (32) durch zumindest teilweise aus transparenten Material gebildeten Stege (34) voneinander getrennt, und vor-2.iic]swuiut! iiur Aufnahme des mit dem Absorbtionselement (29) »ui Mien.ji en Wärmeträgers (28) ausgebildet sind.
    Hi. Kuiiryitiwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche 11/ iliKimrch gekennzeichnet, daß der Innenseite (6,25) der Kilckwand (3,3t)) ein Wärmeisolationselement zugeordnet ist, das KtMH ei nc ι warmedämmenden geschäumten Kunststoffschicht, deren Oi(IiIc im·) deren Wandstärke zwischen der Sohle der Kanäle (13,33) und diu diesen gegenüberliegenden Außenseite der Rückwand (3,3o) mit die gewünschte Wärmedämmung abstellbar ist, besteht.
    19. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-18 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände bzw. -flächen (9) der Rückwand (3,3o), die über deren Innenseite (6,25) hochgezogen sind, mit Führumjs- bzw. Halteteilen <lo) für die Einzelteile der t i'.uiupuj unten Außenwand (2) versehen sind.
    2o. Energiewandler nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Kanalsystems (32) und bzw. oder ein zwischen den Platten (4,5) der Außenwand (2) eingeschlossener Hohlraum mit senkrecht zur Rückwand (3,3o) oder senkrecht zu einer der Seitenwände (9) verlaufenden Kupplungsteilen (52-54) von Verbindungseinrichtungen (63) versehen sind.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2818475A1 (de) * 1978-01-21 1979-10-31 Bauer Geb Koerzdoerfer Ingebor Dachziegel und dazugehoerige anordnung fuer die gewinnung der sonnenenergie
US4273106A (en) * 1978-11-16 1981-06-16 Gould Walter M Composite synthetic roofing structure with integral solar collector
US4294786A (en) * 1979-04-02 1981-10-13 Congoleum Corporation Solar heat energy collecting systems and methods of making the same
DE4429264A1 (de) * 1994-08-18 1996-02-22 Norbert Scherer Solarziegel
EP2351975A1 (de) * 2008-10-27 2011-08-03 Anton Grigorjevich Serbin Zum betrieb unter bedingungen in nördlichen regionen verwendeter, auf einer wärmeaufnahmeplatte aus korrosionsbeständigen materialien bestehender flacher sonnenkollektor
EP2040013A3 (de) * 2007-09-18 2012-08-01 Robert Bosch GmbH Solaranlage und Solarkollektor mit Temperaturbegrenzer
EP2182302A3 (de) * 2008-10-24 2012-08-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarkollektor mit Kühlfunktion

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4441484A (en) * 1977-10-17 1984-04-10 Leonard Greiner Chemical heat pump
US4403601A (en) * 1979-07-26 1983-09-13 Hunt Arlon J Radiation receiver
US6857425B2 (en) 2002-04-22 2005-02-22 Timothy J. Flick Solar energy collector system
US6837236B1 (en) * 2002-08-21 2005-01-04 Michael Lichtenberger Solar energy conversion system
JP2004327223A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池収納装置、電源装置、および電動車両
DE102007057564A1 (de) * 2007-11-29 2009-06-04 Robert Bosch Gmbh Solarthermische Anlage
ITMI20090300A1 (it) * 2009-03-02 2010-09-03 Demetrio Leone Dispositivo di scambio termico in particolare per collettore solare
JP5912279B2 (ja) * 2011-04-13 2016-04-27 矢崎エナジーシステム株式会社 太陽熱集熱器
CN103216954A (zh) * 2013-04-26 2013-07-24 江苏七政新能源有限公司 一种包覆式太阳能热水器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2489751A (en) * 1945-07-26 1949-11-29 Jr George V Candler Roof or covering
US2595905A (en) * 1946-08-29 1952-05-06 Telkes Maria Radiant energy heat transfer device
US3957029A (en) * 1973-02-12 1976-05-18 American Cyanamid Company Greenhouse window for solar heat absorbing systems derived from Cd2 SnO4
US3866285A (en) * 1974-03-01 1975-02-18 Dow Corning Method of constructing a solar energy collector
US4047518A (en) * 1974-03-11 1977-09-13 John Harland Anderson Solar heating cell
US3981293A (en) * 1974-03-13 1976-09-21 Ppg Industries, Inc. Solar heat collector
US3951128A (en) * 1974-05-10 1976-04-20 Sun Power, Inc. Combined flat plate - focal point solar heat collector
US4005583A (en) * 1974-12-05 1977-02-01 Harry Borders Ramey Combination heat pump and low temperature solar heat collector
US4078547A (en) * 1975-09-02 1978-03-14 Jan Malecek Solar heater and condenser
DE2601170A1 (de) * 1976-01-14 1977-07-28 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zur umwandlung von sonnenenergie in nutzwaerme
US4030478A (en) * 1976-04-15 1977-06-21 Beaver Jr Emil Routzong Solar energy collectors

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2818475A1 (de) * 1978-01-21 1979-10-31 Bauer Geb Koerzdoerfer Ingebor Dachziegel und dazugehoerige anordnung fuer die gewinnung der sonnenenergie
US4273106A (en) * 1978-11-16 1981-06-16 Gould Walter M Composite synthetic roofing structure with integral solar collector
US4294786A (en) * 1979-04-02 1981-10-13 Congoleum Corporation Solar heat energy collecting systems and methods of making the same
DE4429264A1 (de) * 1994-08-18 1996-02-22 Norbert Scherer Solarziegel
EP2040013A3 (de) * 2007-09-18 2012-08-01 Robert Bosch GmbH Solaranlage und Solarkollektor mit Temperaturbegrenzer
EP2182302A3 (de) * 2008-10-24 2012-08-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarkollektor mit Kühlfunktion
EP2351975A1 (de) * 2008-10-27 2011-08-03 Anton Grigorjevich Serbin Zum betrieb unter bedingungen in nördlichen regionen verwendeter, auf einer wärmeaufnahmeplatte aus korrosionsbeständigen materialien bestehender flacher sonnenkollektor
EP2351975A4 (de) * 2008-10-27 2012-05-09 Anton Grigorjevich Serbin Zum betrieb unter bedingungen in nördlichen regionen verwendeter, auf einer wärmeaufnahmeplatte aus korrosionsbeständigen materialien bestehender flacher sonnenkollektor

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US4301789A (en) 1981-11-24

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