DE2945350A1

DE2945350A1 - Selective absorbent solar collector for greenhouse - has slab with channels coated with film transparent to chlorophyll spectrum and absorbent to radiation

Info

Publication number: DE2945350A1
Application number: DE19792945350
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr. Klaus 3204 Nordstemmen Kuhnke
Original assignee: VAMA VERTRIEB VON ANLAGEN und MASCHINEN GmbH and Co KG
Current assignee: VAMA VERTRIEB VON ANLAGEN und MASCHINEN GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1981-05-21

Abstract

The selectively absorbent solar collector for a greenhouse, consists of a housing with guide channels for a heat conveying liquid. The housing is made from a transparent slab (1,2,3) with channels. The bottom section is coated with a film, which is transparent in the lower range of the chlorophyl absorption spectrum and absorbent to all other radiation. The slab with channels is made from a double acrylic glass plate with webbing. The coating (4) on the inner walls of the channels extends over the bottom and part of the two vertical side walls. The heat conveying liquid is water.

Description

Die Erfindung betrifft einen selektiv absorbierenden Sonnenkollektor, insbesondere für Gewächshäuser, bestehend aus einem Gehäuse mit Führungskanälen für die Wärmeträgerflüssigkeit. The invention relates to a selectively absorbing solar collector, in particular for greenhouses, consisting from a housing with guide channels for the heat transfer fluid.

Im Zuge der zunehmenden Verteuerung und Verknappung fossiler Brennstoffe ist es erforderlich, die zur Verfügung stehende Sonnenenergie einerseits in bestmöglicher Weise und andererseits für möglichst viele Anwendungsgebiete zu nutzen. Ein zur Ausnutzung und zur Bewertung von Sonnenenergie besonders geeignetes Gebiet stellt die Beheizung von Gewächshäusern dar, da bei Gewächshäuser relativ große Dach- und Wandflächen zur Anbringung von Sonnenkollektoren zur Verfügung stehen würden, sofern das Anbringen derartiger Kollektoren keine Beeinträchtigung des Pflanzenwachstums zur Folge hätte. Nun ist aber für das Pflanzenwachstum ein ausreichender Einfall von Sonnenlicht Voraussetzung, woraus folgt, daß die bekannten, die Sonnenenergie absorbierenden Sonnenkollektoren, sofern sie zur Beheizung von Gewächshäusern eingesetzt werden sollen, getrennt von den Gewächshäusern auf zusätzlichen Flächen angeordnet werden müssen. Dies ist aber in der Praxis kaum durchführbar, weil einerseits im Regelfall die dazu notwendigen Flächen nicht zur Verfügung stehen und andererseits diese Flächen besser als Anbauflächen benutzt werden.In the course of increasing prices and scarcity of fossil fuels Fuels, it is necessary to use the available solar energy on the one hand in the best possible way and on the other hand to be used for as many areas of application as possible. A special one for the use and evaluation of solar energy A suitable area is the heating of greenhouses, since greenhouses have relatively large roof and wall surfaces for the attachment of solar panels would be available, provided that the attachment of such collectors does not Impairment of plant growth would result. A sufficient incidence of sunlight is a prerequisite for plant growth, from which it follows that the well-known, the solar energy absorbing solar panels, provided they are used to heat greenhouses are to be used, must be arranged separately from the greenhouses on additional areas. this but is hardly feasible in practice because, on the one hand, the areas required for this are usually not available and on the other hand these areas are better used as cultivation areas.

Aus der DE-OS 27 58 715 ist bereits ein Flachkollektor bekannt, bei dem die Wärmeträgerflüssigkeit in transparenten Kanälen geführt und selbst selektiv geschwärzt ist, wobei diese Schwärzung zwei Durchlässigkeitsfenster aufweist, von denen eines im orangeroten und das andere im blauen Wellenbereich liegt, so daß hinter diesem Kollektor befindliche Grünpflanzen noch das zur Anregung ihrer fotosynthetischen Systeme benötigte Licht erhalten und dennoch eine Erwärmung des Wärmeträgers erfolgt.From DE-OS 27 58 715 a flat plate collector is already known in which the heat transfer fluid in transparent Channels and is selectively blackened itself, this blackening having two permeability windows, one of which is in the orange-red and the other in the blue wave range, so that there are behind this collector Green plants still receive the light they need to stimulate their photosynthetic systems and still receive a The heat transfer medium is heated.

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Nachteilig bei Sonnenkollektoren dieser Art ist die Notwendigkeit der Verwendung einer ganz speziellen, in der Herstellung teueren und in der praktischen Handhabung nicht unproblematischen Wärmeträgerflüssigkeit, an die hinsichtlich der Zusammensetzung exakt festliegende Anforderungen gestellt werden müssen und die im Falle von Undichtigkeiten im jeweiligen System zu äußerst unerwünschten Nebenerscheinungen führen kann.The disadvantage of solar panels of this type is the need to use a very special one in the Production of expensive heat transfer fluid, which is not unproblematic in practical handling, to which in terms of the composition must be precisely defined requirements and in the event of leaks can lead to extremely undesirable side effects in the respective system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen selektiv absorbierenden Sonnenkollektor, insbesondere für Gewächshäuser, zu schaffen, der einfach und wirtschaftlich zu fertigen und in der Praxis problemfrei und in gleicher Weise wie herkömmliche Kollektoren einsetzbar ist und auch wartungsmäßig keine besonderen Anforderungen stellt. Dennoch soll dieser Sonnenkollektor das Pflanzenwachstum nicht beeinträchtigen.The object of the present invention is to provide a selectively absorbing solar collector, in particular for greenhouses, to create that is easy and economical to manufacture and in practice problem-free and in the same way Way how conventional collectors can be used and also does not have any special requirements in terms of maintenance. Nevertheless, this solar collector should not impair plant growth.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Gehäuse aus einer transparenten Kanalplatte besteht und wenigstens bodenseitig eine Beschichtung aufweist, die im Bereich der Absorptionsspektren der Chlorophylle zumindest im wesentlichen durchlässig, für alle anderen Wellenbereiche der auftreffenden Strahlung jedoch absorbierend ist.This object is achieved according to the invention in that the housing consists of a transparent channel plate and at least on the bottom side has a coating which is at least in the range of the absorption spectra of the chlorophylls essentially transparent, but absorbing for all other wave ranges of the incident radiation.

Durch die Zuordnung der alleinigen Wärmeträgerfunktion zur Flüssigkeit, der alleinigen Flüssigkeitsführungsfunktion zur Kanalplatte und der selektiven Absorptionsfunktion zur Beschichtung und der sich durch das Zusammenwirken ergebenden Gesamtfunktion wird ein einfach herzustellendes und problemfrei zu handhabendes Gesamtsystem erhalten, das die gestellten Forderungen in vollem Umfange erfüllt und in der Montage und der praktischen Handhabung den herkömmlichen Sonnenkollektorsystemen gleichgesetzt werden kann.By assigning the sole heat transfer function to Liquid, the sole liquid management function to the channel plate and the selective absorption function to the coating and the resulting from the interaction Overall function, an overall system that is easy to manufacture and can be handled without problems is obtained that has the Requirements met in full and the conventional solar collector systems in terms of assembly and practical handling can be equated.

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Vorzugsweise werden als Kanalplatten Acrylglas-Steg-Doppelplatten verwendet, die kostengünstig gefertigt werden können und im praktischen Einsatz problemlos sind.Acrylic double-walled sheets are preferably used as channel sheets used, which can be manufactured inexpensively and are problem-free in practical use.

Die selektiv absorbierende Beschichtung wird bevorzugt an den jeweiligen Innenwänden der die Wärmeträgerflüssigkeit führenden Kanäle der Acrylglas-Steg-Doppelplatten angebracht. Die aus einem Farbstoff bestehende, die geforderte Durchlässigkeit im Bereich der Absorptionsspektren der Chlorophylle besitzende Beschichtung ist auf diese Weise gegen Beschädigungen geschützt und kann die auftretende Absorptionswärme unmittelbar an die vorzugsweise aus Wasser bestehende Wärmeträgerflüssigkeit abgeben.The selectively absorbing coating is preferably on the respective inner walls of the heat transfer fluid leading channels of the acrylic double-walled sheets appropriate. The required permeability in the range of the absorption spectra, consisting of a dye the chlorophyll-possessing coating is protected against damage in this way and can the heat of absorption that occurs directly to the heat transfer fluid, which preferably consists of water hand over.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung eines unter einem Glasdach eines Gewächshauses anzubringenden Sonnenkollektors zeigt.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, the only one FIG. 1 shows a schematic representation of a solar collector to be installed under a glass roof of a greenhouse shows.

Gemäß Zeichnung umfaßt jeder Kollektor eine transparente Kanalplatte, bestehend aus einer Bodenplatte 1 und einer Deckplatte 2, welche durch senkrecht verlaufende Querstäbe 3 unter Ausbildung von nebeneinanderliegenden Srömungskanälen 5 miteinander verbunden sind. Diese transparenten Kanalplatten können beispielsweise durch einen Strangpreßvorgang besonders wirtschaftlich gefertigt werden.According to the drawing, each collector comprises a transparent channel plate, consisting of a base plate 1 and one Cover plate 2, which is formed by vertically extending transverse rods 3 with the formation of adjacent flow channels 5 are connected to each other. These transparent channel plates can, for example, by an extrusion process can be manufactured particularly economically.

Die Innenwände der Kanäle 5 sind zumindest bodenseitig und auf Teilbereiche der Seitenwände mit einer Farbstoff-Beschichtung 4 versehen, deren Zusammensetzung so gewählt ist, daß sie im Bereich der Absorptionsspektren der Chlorophylle zumindest im wesentlichen durchlässig, für alle anderen Wellenbereiche der auftreffenden Sonnenstrahlung tThe inner walls of the channels 5 are at least on the bottom and on partial areas of the side walls with a dye coating 4 provided, the composition of which is chosen so that it is in the range of the absorption spectra of chlorophylls at least essentially transparent to all other wave ranges of the incident solar radiation t

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jedoch absorbierend ist. Die durchlässigen Bereiche dieser Beschichtung 4 liegen demgemäß etwa zwischen 400 und 480 sowie zwischen 620 und 690 Nanometer.however, is absorbent. The permeable areas of this coating 4 are accordingly between approximately 400 and 480 and between 620 and 690 nanometers.

Die transparenten, beispielsweise aus Acrylglas bestehenden Kanalplatten der dargestellten Art werden bezüglich ihrer Kanäle 5 entsprechend den jeweils gewählten Strömungswegen zusammengeschaltet, so daß insgesamt mit herkömmlichen, für Lichtstrahlen undurchlässigen Kollektoren vergleichbare Anordnungen entstehen, die problemfrei unter Glasdächern 6 von Treibhäusern montiert werden können, und dabei erfüllen diese selektiv durchlässigen Sonnenkollektoren nicht nur Heizfunktionen, sondern sie wirken gleichzeitig als erwünschte Isolierung gegen Wärmverlust nach außen.The transparent, for example made of acrylic glass channel plates of the type shown are with respect to their Channels 5 interconnected according to the flow paths selected, so that overall with conventional, For collectors which are impermeable to light rays, comparable arrangements are created, which can be easily installed under glass roofs 6 can be mounted by greenhouses, and in doing so, these selectively permeable solar panels not only meet Heating functions, but they also act as a desired insulation against heat loss to the outside.

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Claims

Selectively absorbing solar collector, especially for greenhouses, consisting of a housing with Guide channels for the heat transfer fluid, characterized in that the housing consists of a transparent channel plate (1, 2, 3) and has a coating (4) at least on the bottom side, which are at least essentially transparent in the range of the absorption spectra of chlorophylls, however, it is absorbing for all other wave ranges of the incident radiation.

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MANlTZ FINSTERWALD HEYN MORGAN BOOO MUNICH 22 ROBERT-KOCH-STRASSE 1 TEL. (089) 22 4211 TELEX 05-29 672 PATMF

GRAMKOW ROTERMUND 7000 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) SEELBERGSTR 23/25 TEL (0711) 5672 61 ZENTRALKASSE BAYER VOLKSBANKEN MÜNCHEN ACCOUNT NUMBER 7 270 POSTSCHECK MUNICH 770 62 - 805

2. Solar collector according to claim 1, characterized in that the channel plate (1, 2, 3) from consists of a double sheet of acrylic glass.

3. Solar collector according to claim 1 or 2, characterized in that the coating (4) is provided on the respective inner walls of the channels 5 carrying the heat transfer fluid.

4. Solar collector according to claim 3, characterized in that the coating (4) in each case extends over the bottom wall and part of the height of the side walls of each channel (5).

5. Solar collector according to one or more of the preceding claims, characterized in that that water is used as the heat transfer fluid.

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