DE2746768A1

DE2746768A1 - Thermostateinrichtung zur ueberwachung der temperatur eines sonnenenergiekollektors bzw. unter verwendung eines waermetauschfluids betriebener sonnenenergiekollektor

Info

Publication number: DE2746768A1
Application number: DE19772746768
Authority: DE
Inventors: William Hutchins Hapgood
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1976-11-01
Filing date: 1977-10-18
Publication date: 1978-05-03
Also published as: FR2369517A1; CA1075109A; SE7712086L; GB1545735A; FR2369517B1; DE2746768C2; SE437073B; US4063545A

Description

München, den 17. Oktober 1977 /J
Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 179

Raytheon Company, l4l Spring Street, Lexington, Mass. O2173i
Vereinigte Staaten von Amerika

Tliermostnteinrichtung zur Überwachung der Temperatur eines Son- ! nenenorgiekollektors bzw. unter Verwendung eines Wärmetnuschfluids betriebener Sonnenenergiekollektor. |

Die Erfindung bezieht sich auf nine Thermostateinrichtung zur I Überwachung der Temperatur eines Sonnenenergiekollektors, wel-

eher eine strnhlungsabsorbiereiide Kollektorplatte vorbest j tniutnr j

t Absorptionseigenschaft und ein mit dieser Kollektorplatte wärme- j leitend gekoppeltes Rölirnnsystetn zum Durchleiten eines aufgrund ■ Wärmeleitung von der Kollektorplatte zu erwärmenden Wärinetnusch- i

Strömungsmittels enthält. !

Sonnenenergiekollektoren an sich bekannter Art sind mitunter mit ■ Absorptionsplatten oder -Tafeln ausgerüstet, welche so angeord- ι

net sind, daß sie der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind und die '· entsprechende Wärmeenergie absorbieren. j

Die Wärmeenergie wird auf ein Strömungsmittel, beispielsweise ;

i Wasser, übertragen, das in einein Höhrensystem umläuft, welches ί

wärmeleitend mit der Kollektorplatte oder den Kollektorplatten

-X-

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ί -5- !

I Rokoppe.lt ist. Das Wärmetausch-Strömungsmittel wird zweckmäßig :

i j

I mittels einer elektrisch gesteuerten Pumpe durch das Ilöhreiisy- ι

¹ stfirn getrieben und die von den Kollektorplatten aufgenommene !

; Wärme wird von dem Wärmetausch-Strömunrjsmittel absorbiert und j j gegebenenfalls in einem geeigneten Speichertank gespeichert, in

i welchen das Wärmetausch-Strömungsmittel eingeleitet wird. ,

j !

! Es ist selbstverständlich nicht wünschenswert, daß die Pumpe j

I das Wärmetausch-Strömungsmittel durch das Röhrensystem treibt, j

i j

wenn die Kollektorplatten nicht erwärmt werden, beispielsweise j

! zur Nachtzeit oder auch während solcher Tageszeiten, in welchen ] ι die Sonnenstrahlung nicht dazu ausreicht, die Kollektorplatten ! ι atisreichend zu erwärmen, um ihre Temperatur entsprechend zu er- ! ! höhen. Aus diesem Grunde sind Thermostaten entwickelt worden, i ' um die Temperatur der Kollektorplatten zu ermitteln und die Pum- ' ι pp in Abhängigkeit von der Temperatur der Kollektorplatten ein- ι ! zuschalten oder auszuschalten. Man kann also die Pumpe so steuern, ^! daß sie nur dann in betrieb gesetzt wird, wenn von den Kollektor^ i ι

j platten Wärmeenergie zur Verfügung gestellt wird. Diese Wärme- ' j energie ist eine Funktion tier einfallenden Sonnenstrahlung und I

j I

I der Umgebuiigs-Außentemperatur. Immer dann, wenn diese beiden Parameter solche Werte besitzen, daß die Kollektorplatten eine

Temperatur wesentlich über der Temperatur des Wärmespeichers be-I
I sitzen, ergibt sich, daß nutzbare Wärmeenergie zur Verfügung

j steht.

Itei bekannten Systemen, bei we Lehen die Temperatur der wärme- ι

[ I

absorbierenden Kollektorplatten als Kenngröße zur bestimmung
dos Einschaltzustandes oder Ausschaltzustandes der Pumpe verwendet wurde, hat sich herausgestellt, daß die Pumpe vielfach
»innötig in betrieb gesetzt wird, was auf den verhältnismäßig
engen Grenzen beruht, innerhalb welcher sich die überwachten
Größen verändern, bereits eine verhältnismäßig geringe Menge
einfallender Sonnenstrahlung reicht dazu aus, die Temperatur
einer Kollektorplatte um zehn Celsiusgrade oder mehr zu erhöhen.
Allerdings reicht die Wärmeenergie, die von einer Kollektorplat-

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te verfügbar ist, deren GI eichpewichtst emperatur sich im lletrirb
auf einige wenige Grade oberhalb der Temperatur des Wärmespeichers eingestellt hat, nicht dazu aus, einen Betrieb der Umlaufpumpe zu gewährleisten.

Um die den Kollektorplatten zugeordnete Pumpe morgendlich in
Uctrieb zu setzen, reicht beispielsweise eine einfache Thertnostatmessung der Temperatur der Kollektorplatte selbst aus und
eine Einstellung von bis zu 10 C Temperaturunterschied gegenüber j

der Temperatur des Wärmespeichers stellt einen guten Kompromiß
zwischen der Forderung, sämtliche verfügbare Wärme auf zunehmen '. und der weiteren Forderung, die Pumpe des Kollektorsystems nicht ; mehr als notwendig zu betreiben, dar. Nachdem aber kaltes Wasser
durch das Kollektorsystem geleitet wird, fällt die Kollektortemperatur ab und bewirkt, daß die Pumpe des Wärmetauschmittelkreis]aufes ausgeschaltet wird, da die Kollektortemperatur bei , diesen bekannten Systemen zur Messung und zur bestimmung des :

Ausschaltpunktes verwendet wird. !

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Thermo- j stateinrichtung der eingangs kurz beschriebenen Art so auszuge- ^!

ordnungsgemäßen :

stalten, daß Detriebszus tände, welche den/iJetrieb des Sonnen- ;

kollektorsystems nicht sicherstellen, vermieden werden. I

Der grundsätzliche Lösungsgedanke besteht darin, daß die den Ke- | trieb bestimmende, zu überwachende Temperatur diejenige Triiipe- j

ratur ist, welche die Kollektorplatte oder der Kollektor niiiieh- j

I men würde, wenn kein Wärmetausch-Strümungsmittel durchge 1 ei tet ' würde, so daß also die zu überwachende Temperatur eine Toinnorn- , tür ohne IJelastung ist. Auf diese Weise wird die Wirkung des | Soiinenenergie-Strahlungsei nganges mit der Wirkung der Umgebiinrs- ! temperatur integriert, so diiß man schließlich ein zuverlässiges : Steuersignal erhält. j

Im einzelnen erfolgt eine Lösung der soeben definierten Aufgabe
erfindungsgemäß in der Weise, daß ein Temperaturfühler mit einer

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Aufnähmet"lache vorgesehen ist, welche dieselben Wärmeabsorpti ons-" eigenschaften wie die Kollektorplatte ohne die Wirkung der Tem- j peratur des Wärmetausch-Strömungsmittels des Uöhrensystems auf- j weist. J

Das Steuersignal kann auf zweierlei Arten erzeugt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird ein miniaturisierter Modell-Kollektor verwendet, welcher kein Röhrensystem für ein Wärmetausch-Strömungsmittel bzw. für Wasser aufweist und gerade groß genug ist, um den Thermostat halten zu können und die Randverluste möglichst klein zu halten. Dieser miniaturisierte Modellkollektor wird an einer Stelle angeordnet, welche für die Kollektoranordmiug insgesamt repräsentativ ist und kann in Verbindung mit jeder beliebigen Kollektoranordnung verwendet werden, solange die (ilasabdeckung und die strahlungsabsorbierende Oberfläche auf die entsprechenden Teile der Kollektoranordnung abgestimmt sind. Der miniaturisierte Modellkollektor liefert das erforderliche Steuersignal bei Lastbedingungen der Kollektoranordnung selbst.

Es ist jedoch auch möglich, die Thermostateinrichtung mit einer Kollektorplatte selbst in der Weise zusammenzubauen, daß die Thermostateinrichtung die für die nichtbelastete Kollektorplatte gültige Temperatur aufzunehmen vermag. Dies kann auf vielerlei Weise erfolgen. Beispielsweise läßt sich diese Forderung dadurch erfüllen, daß ein Thermostat vorgesehen wird, dessen wärmeaufnehmende Überfläche strahlungsabsorbierende Eigenschaften ähnlich denjenigen besitzt, welche die Kollektorplatte des Sonnenonergiekollektors aufweist. Die wärmeabsorbierende Oberfläche des Thermostaten oder Temperaturfühlers kann an dem Gehäuse des Temperaturfühlers selbst vorgesehen sein, oder es kann eine Scheibe vorgesehen sein, welche an dem Thermostat oder Temperaturfühler befestigt und an der Kollektorplatte in solcher Weise festgelegt ist, daß kein Wärmeübergang zwischen der Kollektorplatte und der genannten Scheibe stattfindet. Im letzteren Falle kann die Scheibe aus einem Kunststoff gefertigt sein, der eine

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geschwärzte, wärmeabsorbierende Oberfläche aufVeist und mit einer kleinen Öffnung versehen ist, durch welche hindurch die wnrmenbsorbierende Auflinhmeflache des Temperaturfühlers unmittelbar der Sonnenstrahlung ausgesetzt wird. Der Temperaturfühler kann auch in eine Öffnung der Kollektorplatte eingesetzt und in dieser Öffnung dadurch befestigt werden, daß die Ränder der Kunststoffscheibe am benachbarten Rand der Kollektorplatte befestigt werden, etwa durch Festnieten oder in ähnlicher Weise.

Man erreicht durch derartige Konstruktionen, dalJ der Temperaturfühler von der die Sonnenenergie absorbierenden Kollektorplatte thermisch isoliert wird, so daß der Temperaturfühler nicht unter dem Einfluß des zirkulierenden Wärmetausch-Strömungsmittels bzw. des Wassers steht.

Im übrigen bilden zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen Gegenstand der anliegenden Ansprüche, auf welche liier zur Vereinfachung und Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich hingewiesen wird. Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsfortnen unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Abbildung eines Sonnenenergiekollektorsystems unter Verwendung von Wasser als Wärmetausch-Ströimingsmittel,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines

Sonnenenergiekollektors mit einer Thermostaten nrichtung gemäß einer Ausführungsform der hier vorgeschlagenen Art,

Fig. 3 einen Schnitt durch die in Figur 2 gezeigte Thermostateinrichtung,

Fig. k eine perspektivische Ansicht der Kollektorplatte eines Sonnenenergiekollektors mit einer unmittelbar gekoppelten Thermostateinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform,

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3-

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab einen Vertikalschnitt durch einen Teil der Kollektorplatte nach Figur h im Bereich der Thermostateinrichtung und

Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine nochmals andere
Ausführungsform der strahlungsabsorbierenden
Kollektorplatte mit einer in eine Öffnung
dieser Kollektorplatte eingesetzten Thermo- j stateinrichtung.

Jn den Zeichnungen sind einander entsprechende Teile jeweils mit j ι gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Das Sonnenenergiekollektorsy- j j stem nach Figur 1 enthält einen Speichertank oder einen Speicher-

ι ι

beliälter 10, in welchem sich ein bestimmtes Wasservolumen befin- \

dot, welches dtirch eine Anordnung 12 von Sonnenkollektoren \h \ ■ ' I

• erwärmt werden soll. Der Speichertank 10 befindet sich Vorzugs- i weise in einem Gehäuse oder einem Gebäude, in welchem der Tank j

j I

ίvor Frost geschützt ist. Die Anordnung 12 von Sonnenenergiekol-
! lektoren kann an beliebiger Stelle installiert sein, wo Sonnen·
lstrahlung auf die Anordnung trifft, etwa auf dem Dache eines Gebäudes oder auf den Grundstücksflächen nahe dem Gebäude, in welchem sich der Speichertank 10 befindet.

Der Speichertank IO kann aus Kunststoff, aus Beton, Metall oder
aus einem anderen Werkstoff gefertigt sein, der dazu geeignet
ist, das WasservoIumen zu speichern und zu halten. Jeder Sonnenonorgiokollektor kann beispielsweise an sich bekannter Bauart
soiTi, wie in der US-Patentschrift 3 ü9o 979 beschrieben, wobei
Abwandlungen nachfolgend behandelt werden.

Jeder Sonneiienergiekollektor lh enthält ein Gehäuse l6 (Figur 2), das auf der Oberseite durch eine strnhlungsdurchlässige Verglasung 17 abgeschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses 14 befindet
sich eine Absorptionsplatte oder eine Kollektorplatte Io, auf
welche die Sonnenstrahlung nach Durchgang durch die Verglasung
17 auftrifft. Auf der Kollektorplatte oder in der Kollektorplat-

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te Io ist ein Röhrensystem 20 vorgesehen, durch welches Wasser i geleitet wird, wie nachfolgend genauer ausgeführt werden soll. | Uns Höhreiisystem 20 ist in geeigneter Weise wärmeleitend riiLt tier ^: Kollektorplatte Ii) gekoppelt, wie in den Zeichnungen dargestellt

ist, wobei, wie etwa in Figur 5 gezeigt, die Kollektorplatte Io
nutartige oder rillenartige Ausnehmungen 22 aufweist, in welchen
die Röhren Aufnahme finden. Wenn also die Kollektorplatte 1fl
durch die Sonnenstrahlung erwärmt wird, so findet ein Wärme- | übergang von dem Material der Kollektorplatte über die Wände ;

der Röhren 20 zu dem in den Röhren befindlichen Wasser statt. ι

Die Sonnenenergiekollektoreii lk können abweichend von der hier
beschriebenen Bauform auch in anderer Weise ausgebildet sein, wo-^: bei im allgemeinen eine Neigung gegenüber der Horizontalen vor- \ gesehen ist, so daß die Kollektorplatten wirkungsvoller eine ma- ! ximale Sonneneinstrahlung aufnehmen können. Das Röhrengitter I oder Röhrensystein 20 ist bei dem hier beschriebenen Ausführungs- i beispiel so ausgebildet, daß es sich von einem niedrigeren Ein- ] gangspunkt zu einem höher gelegenen Ausgangspunkt erstreckt. Uei-! spielsweise liegt, wie in Figur 1 gezeigt, das untere Ende des j Röhrensystems 20 jeweils nahe dem boden jedes Gehäuses l6 und ist mit einem Einlaßrohr 2k verbunden, während das obere Ende des
Röhrensystems 20 nahe der Oberseite der Gehäuse gelegen ist und
mit einem Auslaßrohr 26 Verbindung hat. Sämtliche Rohrabschnitte
innerhalb des Gehäuses sind nach aufwärts geneigt, so daß das
Wasser in dem Rohrsystem normalerweise nach abwärts in Richtung
auf das Einlaßrohr 2k hinströmt, wenn es nicht nach aufwiirts in
Richtung auf das Auslaßrohr mittels einer Pumpe gefördert wird,
worauf nachfolgend noch eingegangen wird.

Das Röhrensystem oder das Röhrengitter 20 kann aus mehreren Röhren gebildet sein, die in geeigneter Weise miteinander in Verbindung stellen und beispielsweise eine Anzahl vertikal verlaufender, im wesentlichen paralleler Röhren 30 (Figur 2) enthalten,
welche innerhalb eines Sonnenenergiekollektors sämtlich an ihren
jeweils unteren Enden Verbindung zu einer gemeinsamen, horizontal

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verlaufenden Röhre 32 haben. Die jeweiligen oberen Enden der ver-i tikal verlaufenden Röhren JO des Sonnenenergiekollektors münden in entsprechender Weise in eine gemeinsame, horizontal verlaufen-) de Röhre Jk ein. üie beiden horizontal verlaufenden Röhren sind in der aus den Zeichnungen ersichtlichen Weis«» etwas schräg gestellt, wobei das tiefer liegende Ende der unteren Röhre 32 an die bereits erwähnte Einlnßleitung 2k angeschlossen ist, während ι das obere Ende der oberen, horizontal verlaufenden Röhre Jk Verbindung zu der erwähnten Auslaßleitunp 26 hat. Das in dem Röhrengitter oder Röhrensystem 20 befindliche Wasser hat daher das 13estreben, nach abwärts der Einlaßleitung 32 zuzufließen, wenn es nicht in entgegengesetzter Richtung gefördert wird.

Die gesamte Anordnung 12 wird von dem Speichertank 10 aus über eine Speiseleitung ^tO mit Wasser versorgt, die über eine gemeinsame, schräggestellte Leitung kl Verbindung zu der jeweiligen Einlaßlei tung 2k der einzelnen Sonnenenergiekollektoren l'l hat. Die Auslaß.leitunj; 26 dor Sormenenergiekollektoren sind an eine nach aufwärts verlaufende Leittirig k2 angeschlossen, die ihrerseits wiederum an dem mit kk bezeichneten Punkt in eine Rücklaufleitung k6 übergeht, die bis zu dem Speichertank 10 nach abwärts führt. Ein Standrohr kü ist einerseits an einem Punkt nahe dem Speichertank 10 in Verbindung mit der Rücklaufleitung Ί6 gesetzt und hat außerdem am oberen Ende Verbindung zu einer Entlüftungsöffnung "50.

Eine Pumpe 52 ist nahe dem Speichertank 10 in der Zulaufleitung 'to vorgesehen und hat die Aufgabe, das Wasser nach aufwärts durch die Leitung k0, die schräggestellte Leitung kl, die Einlaßleitungen 2k, die Röhrensysteme oder Röhrengitter 20 und dann weiter nach aufwärts aus den Röhrengittern oder Röhrensystemen und don Aiislaßleitungen 26 sowie über die schräggestellte Leitung k2 der Rücklaufleitung kG zuzufördern. Während das Wasser durch die Höhrensysteme oder Röhrengitter 20 strömt, absorbiert es die Wärme, welche von den Sonnenenergiekollektoren aufgenommen wird. Das erwärmte Wasser kehrt über die Rücklaufleitung k6 in den Speicher

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tnnk 10 zurück, um neuerlich umgewälzt zu werden.

Einzelheiten der Röhrensysteme und Rohrleitungen sind on anderer ! Stelle vorgeschlagen worden, doch versteht es sich, daß auch andere Rohrsystenie verwendet werden können, bei welchen jedenfalls eine elektrisch betriebene Pumpe eingesetzt wird, um das Wasser durch die Sonnenenergiekollektoren zirkulieren zu lassen.

Bei der hier vorgeschlagenen Einrichtung sind Steuermittel vorgesehen, um die Pumpe 52 nur dann in Betrieb zu setzen, wenn an den Sonnenenergiekollektoren \k ausreichend Wärme zur Verfügung steht. Wenn beispielsweise die Sonnenenergiekollektoren in solchem Maße Wärme absorbieren, daß ihre Temperatur etwa 10 C oder mehr über der Temperatur des Wassers in dem Speichertank 10 beträgt, so wird diese Temperatur von einem geeigneten Temperaturf Uli Ler, welcher nachfolgend noch genauer beschrieben wird, aufgenommen und bewirkt die Einschaltung der Pumpe. Das Wasser wird sodann aus dein Speichertank 10 entnommen und durch die Kollektoren in Umlauf versetzt. ;

Es zeigt sich jedoch, daß das Durchleiten von Wasser, welches ! eine geringere Temperatur als die Kollektoren besitzt, eine ent- ! sprechende Erniedrigung der Temperatur der Kollektoren bewirkt, so daß nunmehr eine geringere verfügbare Temperaturdifferenz auf-' tritt. Die Pumpe wird somit wieder abgeschaltet. Eine derartige i di f f erentielle Steuerung in engen Grenzen ist unnötig und liner- i wünscht und erfordert außerdem zusätzliche komplizierte elektrische Einrichtungen und Schaltungen, um ein ständiges Einschalten ' und Wiederabschalten des Pumpenmotors zu verhindern. ,

Vorliegend wird nun vorgeschlagen, eine neuartige Thennostateinrichtung einzusetzen, welche die Temperatur der wärmeabsorbierenden Kollektorplatten gleichsam im unbelasteten Zustand ermittelt oder mißt. Als unbelasteter Zustand wird der Temperaturzustand eines Kollektors bezeichnet, welcher sich einstellt, wenn

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kein Wasser durchgeleitet wird.

I Die Thermostfiteinrichtung kann auf vielerlei Art und Weise ver- ! ! wi.rkli.cht werden. Ueispielsweisp kann es sich um einen gebräuch-¹ liehen Thermostaten 5'i handeln, der in einem Gehäuse 56 (Figur 6)

j untergebracht ist, dns auf einer Oberfläche 57 geschwärzt oder in anderer Weise so ausgebildet ist, daß sich Wärmeabsorptions-

I i

{ eisenschnften einstellen, die denjenigen der Kollektorplatte 1 ί\ !

I gl eichen. Der Thermostat 5'i ist in eine Öffnung 5'ί einer der ,

ι Kollektorplatten l8 eingesetzt, etwa mittels eines thermisch '

I isolierenden Dichtungselenientes oder eines thermisch isolieren- !

den Kittes 60. Dabei ist der Thermostat 5^ so gehaltert, dnß j

¹ seine Aufnahmefläche 57 mit den umgebenden, benachbarten Flächen-' I boreicheii der Kollektorplatte lö fluchtet, so daß die Aufnahme- 1 ' fläche gleichen Abstand von der darüberliegenden Verglasuiig 17 !

i "1

ι aufweist. Da also keine Wärme von der Kollektorplatte IiS zu der i wärmeaufnehmenden Oberfläche 57 des Thermostaten über das Üichj tun.?rselement oder den Kitt 60 übertragen wird, besitzt die Auf-I nahmef 1 äclie 57 'm wesentlichen dieselben Wärmeabsorptionseigenschaften wie die Kollektorplatte liJ, wenn diese keine Änderungen der Kollektorplattentempemtur aufgrund des Durchstroms von j

Wasser durch das Röhrensystem 20 erleidet. Die Temperatur der i Aufnahmefläche des Temperaturfühlers ist also immer für die Temperatur der nichtbelasteten Kollektorplatte repräsentativ.

ß einer anderen Ausführungsform, welche in Figur 5 geznipt ist, trägt der Thermostat 5" an seiner Oberseite eine Platte 62, welche die gewünschten thermischen Absorpt.i.onseigenschaften ähnlich denjenigen der Kollektorplatte lB aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist der Thermostat oder Temperaturfühler ebenfalls in eine mit 5^ bezeichnete Öffnung der Kollektorplatte IiJ eingesetzt, ist jedoch an Ort und Stelle nicht etwa festgekitet, son- ! dem in dem die Öffnung 5o umgebenden üereich der Kollektorpl«i>te über eine für die Sonnenstrahlung durchlässige Kunststoff-

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scheibe 6't befestigt. Die Scheibe 6'i ist beispielsweise mittels
kleiner Nieten oder Schrauben an dem Rand der Platte 62 befestigt und übergreift mit ihrem Außenrand den inneren Rand drr
Öffnung ^r)i\, wo die Platte an der Kollektorplatte 1.Ö* wiederum
festgenietet oder in anderer Weise befestigt ist. Die Platte (>2 \ ist also in der Ebene der Kollektorplatte Ii) gehaltert und weist
thermische Absorptionseigenschaften entsprechend der unbelaste- ; ten Kollektorplatte lö auf, d. h. sie repräsentiert die Temperatur der Kollektorplatte ohne den Einfluß des in dem Röhrensystem j 20 befindlichen Wassers. \

Wieder eine andere, in den Figuren 2, 3 und k gezeigte Ausführungsform enthält einen dem Sonnenenergiekollektor l'i zu.reordne- ' ten, miniaturisierten, den unbelasteten Zustand signalisierenden
Modellkollektor 66, der an den Kollektor l'l angebaut ist. iJpispielsweise ist nin kleines Gehäuse Gi) vorgesehen, das eine ! Glasabdeckung fO aufweist und an der Seite des Gehäuses l6 eines
der Sonnenenergiekollektoren l'l befestigt ist. Unterhalb der
Glasabdeckuiig 70 und in bestimmtem Abstand hiervon befindet sich
eine kleine strah.lungsabsorb i erende Platte 72. Man erkennt, daß | in dem miniaturisierten >iodellkol lektor keine Strömungsmittel- ■ röhren vorgesehen sind und daß im übrigen die Sonnenstrahlung

ί auf die kleine Kollektorplatte 72 auftrifft und diese in ähnli- j eher Weise erwärmt, wie dies bei dem großen Sonnenenergiekollektor ik der Fall ist. i

I Ein Temperaturfühler 7't ist unmittelbar an der Unterseite der

kleinen Kollektorplatte 72 durch Festschrauben, Festnieteii, i Festkitten oder in anderer Weise befestigt und spricht einher ' im Hetrieb auf Änderungen der Temperatur der kleinen Kollektor- '! platte 72 an. Selbstverständlich besitzt die kleine Kollektorplatte 72 dieselben thermischen Absorptionseigenschaften wie die
große Kollektorplatte Ifi, doch wirken auf sie keine Tomperaturändorungen aufgrund eines Wasserdurchstroms durch ein Röhren- J system. Der Temperaturfühler spricht daher stets auf die Teinpe- ί

I ratur entsprechend dem unbelasteten Zustand der Kollektorplatte

- lsi -

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-As-

lft an, welche von der kleinen Kollektorplatte 72 im Modell dnr-

Rcstellt ist. I

Man erkennt also, daß die beschriebenen Thermostateinricli tunken

eine ständige Überwachung der Kollektorplattentetnperatur im im- j

belasteten Zustand gestatten, so daß der Pumpenbetrieb in der ι

gewünschten Weise gesteuert werden kann, um einen Wärinetausch- j

Strömungsmittelstrom jedesmal dann zu erzeugen, wenn Wärmeener- }

gie an einem Sonnenenergiekollektor zur Verfügung steht. '

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Claims

Patentansprüche

1. Thermostateinrichtung zur Überwachung der Temperatur eines S Sonnenenergiekollektors, welcher eine Strahlungsabsorbierende : Kollektorplatte vorbestiminter Absorptionseigenschaft und ein

! mit dieser Kollektorplatte wärmeleitend gekoppeltes Röhrensy- : stoin zum Durchleiten eines aufgrund Wärmeleitung von der KoI-

j lektorplatte zu erwärmenden Wärmetausch-Strömungsmittels enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (5'* bzw. 7'l) mit einer Aufnahmefläche (57 bzw. 72) vorgesehen ist, wel- ; ehe dieselben Wärmeabsorptionseigenschaften wie die Kollektor-' platte (l8) ohne die Wirkung der Temperatur des Wiirmetauschi Stromungsmittels des Röhrensystems (20) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der i

!Temperaturfühler (3'*) i" einer Öffnung (5#) der Kollektorplatte ; (iß) in solcher Weise gehaltert ist, daß seine Aufnahmefläche

[ (57 bzw. 62) im wesentlichen in einer Ebene mit den benachbar-

j ten umgebenden Oberflächonbereichen der Kollektorplatte (lo) gei legen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ^! Aufnnhmeflache (57 bzw. 62) des Temperaturfühlers (5k) von der !Kollektorplatte (lo) thermisch getrennt und im Abstand von dieser gehaltert (60 bzw. 6'i) ist.

l'l. Einrichtung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß der !Temperaturfühler (5Ό ^n der Kollektorplatte (IiJ) durch eine niedrige thermische Leitfähigkeit aufweisende ßefestigungsmittel (60 bzw. Gk) gehaltert ist.

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ι 5· Einrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die

liefestigungsmittel von einem Zement oder Kitt (6ü) gebildet j sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ! lief estigungstnittel die Gestalt einer Kunststoff scheibe (Gk) haben. '

7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch Rekenn-; zeichnet, daß die Aufnahtneflache (57) des Temperaturfühlers ^: (5Ό an einem Gehäuse (56) des Temperaturfühlers vorgesehen ist. |

o". Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche (62) des Temperaturfühlers an
einer Platte (62) vorgesehen ist, die an einer Seite des Temperaturfühlergehäuses (56) befestigt ist. |

9- Einrichtung nach Anspruch 6 und Anspruch o, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß die die Aufnähmeflache tragende Platte (62) in der
Weise thermisch getrennt und im Abstand von der Kollektorplatte
(lo) befestigt ist, daß die für die Sonnenstrahlung transparente \ Scheibe (6Ό über die Öffnung (5ß) der Kollektorplatte (10¹) ge- | legt und am inneren Üffnungsrand befestigt ist, so daß die Schei-f be den zur thermischen Trennung dienenden Zwischenraum zwischen : der am Temperaturfühlergehäuse befestigten PLatte (62) und dem '■ Tnneiirand der Kollektorplattenöffnung überbrückt. [

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß :

der Temperaturfühler an einem miniaturisierten Kollektor (06) i

vorgesehen ist, welcher ein einseitig offenes Gehäuse (6ii), eine ;

die Gelläuseöffnung abdeckende Verglasung (70) und eine strah- ,

lungsabsorbierende Modellkoliektorplatte (72) enthält, die sich J

innerhalb des Gehäuses unterhalb der Verglasung befindet und !

deren thermische Absorptionseigenschaften mit denjenigen der j Ilaupt-Kollektorplatte ( Ii)) ohne die Wirkung der Temperatur des

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Wärmetausch-Strömungsmittels des Röhrensystems (20) übereinstimmt .

11. Einrichtung nach Anspruch 10, di\durch gekennzeichnet, dnß der miniaturisierte Kollektor (66) an einer Seite des Sonnenenergiekollektors (1*0 befestigt ist.

12. Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Sonnenenergiekollektorsystem mit mindestens einem Sonnenenergiekollektor, welcher ein einseitig offenes

Gehäuse, eine die Gehäuseöffnung überdeckende Verglasung, eine j in dem Gehäuse unterhalb der Verglasung befindliche, strnhl.ungs- , absorbierende Kollektorplatte mit vorbestimmten Strahlungsab- \ sorplionseigenschaften sowie ein damit wärmeleitend gekoppeltes Köhrnnsystem zum Durchleiten des Wärmetausch-Strötnuiijrsmi.tte Is urtor Wärmeübertragung von der Kollektorplatte her enthält, ferner mit einem Speichertank zum Speichern des zu erwärmenden Wärmetausch-Strömungsinittels , weiter mit Verbindungslei tunp en von dem Speichertank zu einem Ende des Röhrensystems sowie mit einor Pumpe zum Fördern dos Wnrinotnusch-Strömungsmittels von dem

Verbindungs-

Speichertnnk durch die /leitungen und das Röhrensystem, dadurch gekennzeichnet, dnf\ die Thermostateinrichtung (5^bZw. 66) elektrisch mit der Pumpe (52) verbunden ist und aufgrund ihrer mit den thermischen Absorptionseigenschaften der Kollektorplatte ohne die Wirkung von Temperaturänderungen aufgrund des Wärmetnusch-Strömmigsmittels in dem Röhrensystem übereinstimmenden

I thermischen Absorptionseigenschaften die Einschaltung der Pumpe ' immer dann bewirkt, wenn die Temperatur der Aufnahmefläche des Temperaturfühlers anzeigt, daß eine bestimmte Wärmemenge an der Kollektorplatte verfügbar ist.

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