DE2832304A1 - Plastic solar heat collector - with black extruded multi-web panel covered by transparent web panel - Google Patents
Plastic solar heat collector - with black extruded multi-web panel covered by transparent web panelInfo
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Abstract
Description
Sonnenkollektor aus Kunststoff Plastic solar collector
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor aus Kunststoff. The present invention relates to a plastic solar collector.
Es sind bereits Sonnenkollektoren verschiedener Bauarten bekannt. Sie dienen der Nutzbarmachung von Sonnenenergie durch Erwärmung eines Strömungsmediums, vorzugsweise Wasser. There are already known solar collectors of various types. They are used to utilize solar energy by heating a flow medium, preferably water.
Bei einer bekannten Ausführungsform ist in einem durch eine lichtdurchlässige Plattenanordnung sonnenseits abgedeckten Gehäuse eine Metallplatte angeordnet, die der Aufnahme von. Sonnenstrahlen und Umwandlung dieser Strahlen in Wärmeenergie dient. An der Metallplatte ist eine Metall-Rohrkonstruktion zum Ableiten der Wärmeenergie von der Platte in ein Verbraucher-Rohrsystem angeordnet. Die Metallrohr-Konstruktion ist mittels einer in einer enerten Atmosphäre gelöteten Kupferverbindung auf der Metallplatte befestigt. Diese Art der Befestigung bezweckt nicht nur eine haltbare mechanische Verbindung, Sie ist auch ein sehr gutes Wärmeleitmedium, welches eine schnelle und verlustarme Übertragung der Wärmeenergie von der Metallplatte in das dem Abtransport der Wärmeenergie dienende Strömungsmedium gewährleistet. In a known embodiment is in one through a translucent Plate arrangement covered housing a metal plate arranged on the sunny side, the the inclusion of. Sun rays and conversion of these rays into thermal energy serves. On the metal plate is a metal tube construction to dissipate the thermal energy arranged from the plate in a consumer pipe system. The metal pipe construction is on the by means of a copper connection soldered in an inert atmosphere Metal plate attached. This type of fastening is not only intended to be durable mechanical connection, it is also a very good thermal conduction medium, which is a fast and Low-loss transfer of thermal energy from the metal plate guaranteed in the flow medium serving to remove the thermal energy.
Es ist auch eine Ausführungsform bekannt, bei der die Metallplatte zur Vergrößerung ihrer Oberfläche auf gleichgroßer Grundfläche reliefartig profiliert ist.It is also known an embodiment in which the metal plate profiled in relief on the same size base to enlarge their surface is.
Mit diesen Konstruktionen von Sonnenkollektoren wird in erster Linie das Ziel verfolgt, auf möglichst geringem Raum möglichst viel der einfallenden Strahlungsenergie möglichst verlustfrei in Wärmeenergie umzuwandeln. Dabei wird auch eine sehr gute Wirkung erzielt. Dennoch haben die vorbeschriebenen bekannten Sonnenkollektoren noch nicht die zu wünschende Verbreitung erlangt.Using these constructions of solar panels will be in the first place the aim is to use as much of the incident radiation energy as possible in as little space as possible to convert it into thermal energy with as little loss as possible. It will also be a very good one Effect achieved. Nevertheless, the known solar collectors described above have has not yet achieved the desired distribution.
Der wesentlichste Grund dafür ist wohl insbesondere darin zu sehen, daß diese Konstruktionen in der Herstellung sehr aufwendig und teuer sind. Darüber hinaus erfordert ihr verhältnismäßig hohes Gewicht sehr stabile Tragkonstruktionen.The main reason for this can be seen in particular in that these constructions are very complex and expensive to manufacture. About that In addition, their relatively high weight requires very stable supporting structures.
Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man auch schon Sonnenkollektoren aus Kunststoff geschaffen. Das wesentlichste Bauteil ist dabei eine sogenannte Stegplatte, die gleichzeitig der Umwandlung von Sonnenstrahlen in Wärmeenergie und der Übertragung der Wärmeenergie in ein Strömungsmedium, vorzugsweise Wasser, dient, welches in einem Verbraucher-Rohrsystem zirkuliert.To avoid these disadvantages, one already has solar panels made of plastic. The most important component is a so-called multi-skin sheet, which simultaneously converts solar rays into thermal energy and transfers it the thermal energy in a flow medium, preferably water, is used, which in a consumer pipe system circulates.
Bei der Stegplatte handelt es sich um eine einstückig extrudierte Platte aus schwarz eingefärbtem Kunststoff, bei der zwei parallel zueinander liegende Plattenschichten durch parallel zueinander senkrecht zwischen den Platten ang eordnete Stege miteinander verbunden sind. Die so zwischen den Platten und den Stegen entstandenen Hohlräume bilden im Querschnitt vier-eckige röhrenartige Kammern, die sich von einer Plattenkante zur gegenüberliegenden Plattenkante durchgehend erstrecken. Die beiden Plattenkanten, die senkrecht zu diesen hier offenen Kammern verlaufen, sind jeweils durch ein in Längsrichtung aufgeschnittenes Rohr eingefa(3t. Dadurch wird die Stegplatte zu einem in sich geschlossenen Kammersystem, welches über die Rohrenden in ein Rohrleitungssystem installiert werden kann.The web plate is a one-piece extruded one Plate made of black colored plastic, with the two lying parallel to each other Plate layers arranged parallel to one another perpendicular between the plates Bridges are interconnected. The resulting between the plates and the webs Cavities form, in cross-section, four-cornered tubular chambers that extend from a Extend the plate edge continuously to the opposite plate edge. The two Plate edges that run perpendicular to these chambers, which are open here, are respectively edged in by a tube cut in the longitudinal direction to a self-contained chamber system, which via the pipe ends into a pipeline system can be installed.
Solche Sonnenkollektoren aus Kunststoff in Form einer sogenannten Stegplatte haben den großen Vorteil, daß sie mittels eines Kunststoffextruders herstellbar und ohne großen Arbeitsaufwand zu vervollständigen sind. Sie haben aber auch den Nachteil, daß wegen der im Vergleich zu Metall wesentlich geringeren Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes die Effektivität solcher Sonnenkollektoren beträchtlich geringer ist.Such solar panels made of plastic in the form of a so-called Multi-wall sheets have the great advantage that they can be produced by means of a plastic extruder and can be completed without great effort. But you also have that Disadvantage that because of the significantly lower thermal conductivity compared to metal of plastic, the effectiveness of such solar collectors is considerably lower is.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor zu schaffen, der einerseits billig herstellbar ist, aber andererseits eine größere Effektivität aufweist, als die bekannten Kunststoff-Sonnenkollekoren. Es wird insbesondere angestrebt, den Energieumwandler so zu gestalten, daß die bisher unvermeidlichen Energieverluste durch Wärmeableitung an die Außenfläche möglichst gering sind.The present invention is therefore based on the object To create a solar collector, which on the one hand is cheap to manufacture, but on the other hand is more effective than the known plastic solar collectors. It is particularly desirable to design the energy converter so that the previously unavoidable energy losses through heat dissipation to the outer surface as possible are low.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Sonnenkollektor aus Kunststoff, dessen wesentlichster Bestandteil eine aus schwarz eingefärbtem Kunststoff einstückig extrudierte sogenannte Stegplatte ist, wobei zwei parallel zueinander liegende Plattenschichten durch parallel zueinander senkrecht zwischen den Platten angeordnete Stege miteinander verbunden sind und wobei die rechtwinklig zu den Stegen verlaufenden Plattenkanten von in Längsrichtung aufgeschnittenen Rohren eingefaßt sind.To solve this problem, the invention is based on a solar collector made of plastic, the main component of which is made of black colored Plastic is one-piece extruded so-called web plate, with two parallel mutually lying plate layers by parallel to each other perpendicular between the plates arranged webs are connected to one another and wherein the right-angled Plate edges of tubes cut open in the longitudinal direction, which run towards the webs are bordered.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kollektor folgende Merkmale aufweist: a) Die Stegplatte ist als eine Mehrfachstegplatte ausgebildet, derart, daß über den beiden schwarz eingefärbten Plattenschichten mindestens eine weitere Plattenschicht aus glasklarem Kunststoff angeordnet ist, die ebenfalls durch Stege mit der äußeren schwarz eingefärbten Plattenschicht einstückig verbunden ist; b) die glasklaren Plattenschichten bzw. Plattenschicht und die sie mit der äu(3eren schwarz eingefärbten Plattenschicht verbindenden Stege sind in Richtung der Stege kürzer, als der schwarz eingefärbte Plattenteil und nicht von den Rohren eingefaßt, die mit dem schwarz eingefaßten Plattenteil der Stegplatte ein in sich abgeschlossenes Kammersystem bilden.The object is achieved according to the invention in that the Collector has the following features: a) The multi-walled sheet is designed as a multi-walled sheet designed in such a way that over the two black-colored plate layers at least Another plate layer made of clear plastic is arranged, which is also connected in one piece to the outer, black-colored plate layer by means of webs is; b) the crystal clear plate layers or plate layer and which they with the outer (3er black colored plate layer connecting Bridges are shorter in the direction of the webs than the black-colored plate part and not framed by the tubes, those with the black framed plate part of the web plate form a self-contained system of chambers.
Die Abstände der zwischen dem schwarz eingefärbten Plattenteil und dem Plattenteil aus glasklarem Kunststoff befind lichen Stege voneinander können größer sein, als die Abstände innerhalb des schwarz eingefärbten Plattenteils.The distances between the black-colored plate part and the plate part made of clear plastic located webs from each other be larger than the distances within the black-colored part of the plate.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, daß auf dem aus glasklarem Kunststoff bestehenden Plattenteil senkrecht nach oben ragende Stege angeordnet sind.Another feature of the invention may be that on the made of clear plastic plate part protruding vertically upwards are arranged.
Die Erfindung wird anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt und Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch den Anmeldungsgegenstand.The invention is illustrated by way of example Drawing explained in more detail. They show: FIG. 1 a vertical longitudinal section and FIG Fig. 2 is a vertical cross section through the subject of the application.
Der wesentlichste Bestandteil des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors ist eine Mehrfachstegplatte. Sie besteht bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus drei übereinander angeordneten Schichten und wird einstückig mittels eines Extruders aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt.The most essential part of the solar collector according to the invention is a multi-wall sheet. It exists in the exemplary embodiment described here consists of three layers arranged one above the other and is made in one piece by means of an extruder made of thermoplastic material.
Die beiden unteren Plattenschichten 1, 2 sind schwarz eingefärbt.The two lower plate layers 1, 2 are colored black.
Sie sind durch parallel zueinander und senkrecht zu den Plattenschichten stehende Stege 3 miteinander verbunden, so daß der Raum zwischen den Plattenschichten 1, 2 in röhrenförmige Kammern 3a mit vier-eckigem Querschnitt unterteilt ist. Die rechtwinklig zu den Stegen 3 verlaufenden Kanten dieser beiden Plattenschichten 1, 2 sind von in Längsrichtung aufgeschnittenen Rohren 4, 5 eingefaßt, die mit den Plattens chichten 1, 2 verklebt sind, so daß von den Kammern 3a und den Rohren 4, 5 ein kommunizierendes zusammenhängendes Röhrensystem gebildet wird.They are through parallel to each other and perpendicular to the plate layers standing webs 3 interconnected so that the space between the plate layers 1, 2 is divided into tubular chambers 3a with a square cross-section. the At right angles to the webs 3 extending edges of these two plate layers 1, 2 are bordered by tubes 4, 5 cut open in the longitudinal direction, which with the Plate layers 1, 2 are glued, so that of the chambers 3a and the tubes 4, 5 a communicating coherent tube system is formed.
Über dem aus den Plattenschichten 1, 2 und den Stegen 3 gebildeten schwarz eingefärbten Teil der Mehrfachstegplatte ist eine weitere Plattenschicht 6 angeordnet, die jedoch aus einem glasklaren Kunststoff besteht, der mit dem Kunststoff des schwarz eingefärbten Teils 1, 2, 3 verschmelzbar ist und eine hohe Lichtbeständigkeit aufweist. Diese glasklare Plattenschicht 6 ist durch Stege 7 aus dem gleichen Kunststoff mit der oberen Plattenschicht 2 des schwarz eingefärbten Teils der Mehrfachstegplatte verbunden. Sie ist jedoch nicht von den Rohren 4, 5 eingefaßt.Above that formed from the plate layers 1, 2 and the webs 3 The black-colored part of the multi-wall sheet is another sheet layer 6 arranged, which, however, consists of a crystal clear plastic, which with the plastic of the black-colored part 1, 2, 3 can be fused and has a high resistance to light having. This crystal-clear plate layer 6 is made of the same plastic by webs 7 with the upper plate layer 2 of the black-colored part of the multi-wall plate tied together. However, it is not enclosed by the tubes 4, 5.
Der schwarz eingefärbte Teil 1, 2, 3 der Mehrfach-Schichtplatte ist derjenige Teil des Sonnenkollektors, der der Umwandlung der Sonnenstrahlen in Wärmeenergie und der Übertragung der Wärmeenergie auf ein Strömungsmedium, z.B. Wasser, dient. Der glasklare Teil 6, 7 bildet eine Wärmedämmschicht aus Luftkammern, die die Wärmeabgabe an die Außenluft weitestgehend einschränkt.The black colored part 1, 2, 3 of the multilayer plate is that part of the solar collector that converts the sun's rays into thermal energy and serves to transfer the thermal energy to a flow medium, e.g. water. The crystal-clear part 6, 7 forms a thermal insulation layer made of air chambers that dissipate heat largely restricted to the outside air.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Mehrfachstegp latte kann auch mehrere übereinander angeordnete Plattenschichten aus glasklarem Kunststoff aufweisen. Damit wird die wärmeisolierende Wirkung erhöht.The application of the inventive concept is not to that described here Embodiment limited. The multiple web plate can also be several on top of each other have arranged plate layers made of clear plastic. This will make the heat insulating effect increased.
Die obere glasklare Plattenschicht 6 kann auch mit senkrecht nach oben ragenden Stegen versehen sein, auf denen eine Fensterglas-Scheibe als Abdeckung des Kollektors angeordnet ist.The upper crystal-clear plate layer 6 can also be used vertically be provided protruding webs on which a window glass pane as a cover of the collector is arranged.
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