DE2947022A1

DE2947022A1 - Solarenergiesammler

Info

Publication number: DE2947022A1
Application number: DE19792947022
Authority: DE
Inventors: Michel Domenech
Original assignee: Individual
Current assignee: Le Corvoisier Paul Limas Rhone Fr
Priority date: 1978-11-23
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1980-06-04
Also published as: FR2442413A1; US4312323A; ES486238A1; IT7927483A0; IT1126378B; FR2442413B1

Description

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Michel DOMENECH, Apremont (Savoie), Frankreich

Solarenergiesammler

Die Erfindung betrifft einen Solarenergiesammler, insbesondere zur Beheizung von Schwimmbecken. Der Sammler ist dabei in besonderem Maße zur Beheizung von offenen Schwimmbecken gedacht, um diese während einer möglichst langen Periode eines Jahres benutzen zu können, ohne eine zu hohe Energiemenge für die Beheizung aufwenden zu müssen.

Die Beheiiiung offener Schwimmbecken, insbesondere derjenigen des privaten Bereiches, geschieht derzeit auf eine von drei Weisen. Es sind erstens Heizeinrichtungen bekannt, die mit der Zentralheizung der dem Schwimmbecken benachbarten Häuser oder sonstigen Räumlichkeiten verbunden sind, entweder mit oder ohne Wärmeaustauscher. Zweitens sind Heizgeräte speziell für das Schwimmbecken bekannt, und es sind drittens Solarenergiesammler zur Beheizung von Schwimmbecken bekannt, die entweder völlig unabhängig sind oder mit einer anderen Energiequelle verbunden sind.

Die beiden erstgenannten, früher alleinig vorhandenen Lösungen haben zwai für eine reine Freizeitaktivität

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außerordentlich große Nachteile, da sie erhebliche Investitionen mit sich bringen und darüber hinaus sehr viel teure Energie benötigen, seien sie nun ölbetrieben, gasbetrieben, kohlebeheizt oder elektrisch betrieben.

Der Einsatz eines Solarenergiesammlers erscheint demgegenüber zu bevorzugen, da er eine Energie nutzt, die praktisch umsonst ist und in unbegrenzter Menge zur Verfügung steht. Doch auch hier haben die bislang bekannten Ausgestaltungen erhebliche Nachteile. Einerseits ist derzeit die Anfangsinvestition außerordentlich hoch und kaum zu amortisieren, selbst dann nicht, wenn man die hohen Betriebskosten der früheren Lösungen berücksichtigt. Darüber hinaus haben die bislang liier eingesetzten Solarenergiesammler ein besonders unästhetisches Aussehen, und zwar im Hinblick auf ihre beträchtlichen Flächen, ihre im wesentlichen dunkle Färbung und ihre nichthorizontale Anordnung. Letzteres ist durchaus nicht zu vernachlässigen, wenn man zugleich die allgemeinen Bestrebungen einer ansprechenden Umwelt und auch die besondere Bestimmung von offenen Schwimmbecken berücksichtigt, die ja nicht oder nicht nur ausschließlich Sportzwecken dienen, sondern auch angenehme und entspannende Aufenthaltsortesein sollen.

Im einzelnen ist hierzu die Herstellungs- und Betriebsweise der bislang bekannten Solarenergiesammler zu berücksichtigen, die zur Benutzung von Schwimmbecken eingesetzt werden. Diese Sammler unterscheiden sich in zwei Typen;

1. Solarenergiesammler mit sogenanntem Treibhauseffekt, - die in diesem Anwendungsfall bei mittlerer Temperatur,

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d.h. zwischen 50° und 70⁰C arbeiten,

2. Solarenergiesammler ohne diesen Treibhauseffekt, die ihrerseits bei sehr niedrigen Temperaturen, d.h. zwischen 20° und 30°C arbeiten.

Diese beiden Arten von Solarenergiesammlern ermöglichen die Erwärmung des Wassers eines Schwimmbeckens, sie haben aber in ihren bislang bekannten Ausgestaltungen zahlreiche Nachteile.

Der Solarenergiesammler mit Treibhauseffekt beinhaltet im wesentlichen einen Absorber, der von der aufzuwärmenden Flüssigkeit durchströmt wird und der im Inneren einer isolierenden und so weit wie möglich abgedichteten Schale angeordnet ist, deren der Sonne ausgesetzte Fläche aus ein oder mehreren durchsichtigen Wandungen, beispielsweise Scheiben, gebildet ist, die die Solarenergie kurzer Wellenlänge eindringen lassen und dabei den Austritt der Energie langer Welle, wie sie wiederum vom Absorber abgegeben wird, am Austreten hindern. Unter Verwendung des Prinzips des Treibhauseffektes ermöglicht es dieser Solarenergiesammler, der speziell zur Beheizung von Sanitärwasser konzipiert wurde, Temperaturen von 50 bis 70 C zu erreichen. Benutzt man diesen Sammler zur Beheizung eines Schwimmbeckens, ist er in besonderem Maße unästhetisch im Hinblick auf seine Form, seine dunkle Färbung und seine geneigte Raumlage. Er ist darüber hinaus sehr kostspielig zu installieren, und zwar im Hinblick auf die vielfachen unerläßlichen Verbindungen. Der Herstellungspreis ist darüber hinaus im Hinblick auf den komplexen Aufbau und die besonderen bei seiner Herstellung erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen sehr hoch. Aus wirtschaftlichen Gründen setzt man daher heutzutage derartige Solarenergiesammler zur Beheizung

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von Schwimmbecken praktisch nicht mehr ein und benutzt dafür die mit niedriger Temperatur arbeitenden Solarenergiesammler, die ohne Treibhauseffekt arbeiten. Ein solcher Solarenergiesammler ohne Treibhauseffekt beinhaltet nichts weiter als einen Absorber, der von der zu erwärmenden Flüssigkeit durchströmt wird, wobei weder eine isolierende Schale, noch eine durchsichtige Oberfläche vorgesehen ist. Dieser Absorber besteht im wesentlichen aus einem Netz von Strömungsleitungen, das auf verschiedene Weisen hergestellt sein kann. Es werden Metall- und Kunststoffröhren eingesetzt, Labyrinthe, die durch das Verschweißen zweier metallischer oder aus Kunststoff bestehender Flächen erreicht werden, oder ferner Netze aus parallelen Kanälen, die durch Extrudieren aus Kunststoff hergestellt werden. Alle diese Erscheinungsformen, die wirtschaftlich herstellbar sind, zielen darauf ab, ein Monoblock-Paneel, insbesondere aus gegossenem Kunststoff zu erhalten, das zahlreiche längs und parallel verlaufende Kanäle hat, wobei an den Enden rohrförmige Flüssigkeitssammelleitungen vorgesehen sind, die den Kanälen, sei es mechanisch, sei es durch Angießen, senkrecht zu diesen zugeordnet sind. Die zu erwärmende Flüssigkeit tritt durch die eine Sammelleitung ein, verteilt sich annähernd gleichmäßig durch die Kanäle und tritt durch die andere Sammelleitung aus.

Gegenüber dem Solarenergiesammler mit Treibhauseffekt ist diese Ausgestaltung besonders wirtschaftlich und wenn darüber hinaus der Durchsatz an zu erwärmender Flüssigkeit ausreichend groß ist, um den Temperaturunterschied zwischen dem Einlaß und dem Auslaß geringer als etwa 4°C zu halten, ist der Wirkungsgrad pro m eines solchen Solarenergiesammlers durchaus vergleichbar

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demjenigen eines Solarenergiesammlers mit Treibhauseffekt. Es dürfen jedoch, bei gleicher erforderlicher Oberfläche, die Kanäle nicht in Reihe angeordnet sein, weil in diesem Fall, im Hinblick auf die Leistungsverluste, entweder die einzusetzende Pumpe ein·sich verbietende Leistung haben müßte, um den erforderlichen Durchsatz zu gewährleisten, oder aber es würde, im Hinblick auf den unzureichenden Durchsatz, der Temperaturunterschied zwischen Einlaß und Auslaß erhöht, was eine Verschlechterung des Wirkungsgrades mit sich brächte und zur Kompensation wiederum eine Steigerung der Oberfläche erfordern würde, so daß somit in beiden Fällen eine Steigerung der Kosten bei gleicher gewonnener Kalorienzahl aufträte. Es ist in der Tat bekannt,

daß der Wirkungsgrad pro m eines Solarenergiesammlers ohne Treibhauseffekt umso größer ist, je geringer die Temperatursteigerung zwischen Einlaß und Auslaß ist. Dies führt dazu, daß man die Durchflußmenge pro Strömungskanalquerschnitt an zu beheizender Flüssigkeit so groß wie nur möglich zu machen versucht, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad und damit eine möglichst hohe Leistung zu erreichen. ^v

Die bislang bekannten Solarenergiesammler ohne Treibhauseffekt haben jedoch zahlreiche Nachteile. So stellen sie sich im wesentlichen in Form rechteckiger Paneele dar, deren Länge das Zwei- bis Vierfache der Breite beträgt. Wenn man davon ausgeht, daß die Behei zung eines offenen Schwimmbeckens eine Saramleroberflache von etwa 50 % der Oberfläche des Schwimmbeckens erfor- dert, ist es somit erforderlich, zahlreiche derartige Sammlerpaneele miteinander zu verbinden, um die erfor derliche Fläche zu erhalten, was die vorstehend genannten Leistungsverluste hervorruft, den Herstellungspreis

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und den Platzbedarf der Anlage erhöht und zu einem unästhetischen Aussehen führt. Andererseits stört die Verbindung der zahlreichen einzelnen Sammlerpaneele untereinander beträchtlich das Durchsüömungsgleichgewicht zwischen ihnen und zwischen ihren verschiedenen Kanälen, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage reduziert und demzufolge wiederum eine Vergrößerung der Solarenergie auffangenden Flache erfordert und damit wiederum die Kosten bei gleicher gewonnener Wärmekalorienmenge hochtreibt. Da ferner die Strömungskanäle im Inneren derartiger Netze im Hinblick auf ihre Herstellungsweise mechanisch miteinander verbunden sind, wobei das verbundene Netz selbst auf dem Erdboden angeordnet wird, ist eine Anpassung an die Kontur des Schwimmbeckens nicht möglich, da ein Biegen um den Beckenrand herum nicht möglich ist, so daß ein derartiger Gesamtsammler an anderer Stelle, abständig von der Peripherie des Schwimmbeckens installiert werden muß, um so mehr, als die vielen Sammelleitungen eine starke Behinderung für eine Strömung um das Schwimm becken herum darstellen. Der einzige bekanntgewordene Vorschlag in dieser Richtung, bei dem ein Netz von Rohren, flach und horizontal, auf dem Boden angeordnet ist und das Schwimmbecken umgibt, hat zu keiner zu ver wirklichenden Lösung geführt, weil dort vorgesehen war, ein einziges Rohr sehr großer Länge in sehr vielen Windungen um das Schwimmbecken herum zu führen. Dies hat zu extrem hohen Leistungsverlusten geführt, da ja jetzt praktisch Windungskanal nach Windungskanal in Reihe liegt. So mußte man entweder für die erforderliche Durchsatzmenge eine extrem starke Pumpe einsetzen. Wollte man das nicht, war die Durchsatzmenge unzurei- ' chend. Die Austrittstemperatur des Wassers war stark erhöht und demzufolge der Wirkungsgrad denkbar gering.

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Um dies zu kompensieren, mußte man dann wieder die wirksame Oberfläche des Sammlers erhöhen, indem man das Rohr noch langer machte, wodurch sich aber die Schwierigkeiten naturgemäß nur steigerten. Es hat sich herausgestellt, daß es praktisch unmöglich ist, einen das Schwimmbecken umgebenden Solarenergiesammler zu bauen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auf niedriger Temperatur arbeitenden Solarenergiesammler zu schaffen, der aufgrund seiner besonderen Ausgestaltung bei gutem Wirkungsgrad insbesondere auch unter Berücksichtigung des ästhetischen Aspektes das Wasser von Schwimmbecken aufwärmt.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Die dort gekennzeichnete Ausgestaltung hat zahlreiche Vorteile. Einerseits kann ein derart aufgebauter Solarenergiesammler sehr leicht dem Umriß eines Schwimmbeckens, welche Form dieses auch haben mag, folgen, weil die parallel angeordneten Rohre erstens formbar sind und zweitens vor allen Dingen nicht mechanisch untereinander verbunden sind. Ein derartiger Solarenergiesammler schafft also keinerlei unästhetisches Aus sehen und beschattet auch nicht die Umgebung des Schwimm- beckens. Ferner ist ermöglicht, und zwar mit vernachlässigbaren Leistungsverlusten, eine wirksame Oberflä che von etwa 50 % der Oberfläche des Schwimmbeckens zu erreichen, wobei das Rohrnetz eine Länge vom etwa 30- bis 50-fachen, im mittleren vom 40-fachen, seiner Breite hat und dabei nur zwei Sammelleitungen hat. Geht man beispielsweise von einem rechteckigen Schwimmbecken

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von 12 χ 6 m aus, also einer Schwimmbeckenfläche von

72 m , kann die Mittelachse des Rohrnetzes ein Rechteck von etwa 13 χ 7 m bilden, was einem Rohrnetz von 40 m Länge entspricht, mit einer wirksamen Oberfläche

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von 40 m , wenn man eine Netzbreite von 1 m vorsieht.

Dieses Rohrnetz kann aus 52 genormten Rohren aufgebaut werden, die einen Querschnitt von 15 χ 19 mm haben und eine mittlere Länge von 40 m. Ein derartiger Solarenergiesammler hat trotz der Länge seiner Rohre so geringe Leistungsverluste, daß ein Vergleich mit den bekannten Solarenergiesammlern, bei gleicher wirksamer Oberfläche, praktisch nicht möglich ist. Ein derartiger Sammler kann von einer beträchtlichen Durchsatzmenge durchströmt werden und dies bei Einsatz einer Pumpe mit nur sehr geringer Leistung, und zwar in der Größenordnung von 0,2 bis 0,3 kW, so daß der Energiebedarf für die Pumpe sehr gering ist. Darüber hinaus sind die Struktur und die Montage eines derartigen Solarenergiesammlers denkbar einfach und er stellt, insbesondere im Bereich der privaten Schwimmbecken, nur eine geringe Investition dar, abgesehen von den beiden Sammelleitungen und der Pumpe, kann der Solarenergiesammler aus handelsüblichen Kunststoffrohren, wie sie beispielsweise für Berieselungsanlagen eingesetzt werden, aufgebaut werden, wobei diese eine gute Haltbarkeit bezüglich ultravioletter Strahlen haben. Diese das Netz bildenden Rohre werden direkt auf den Boden um das Schwimmbecken herum angeordnet oder sie werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einem Wassereinlaufkanal, der das Schwimmbecken in dessen Randeinfassung vollständig umgibt, angeordnet, gegebenenfalls unter Zwischenordnung einer isolierenden Materiallage* Dieser umlaufende Kanal, dessen Breite der des Rohrnetzes entspricht und dessen Tiefe gleich dem Durchmesser der

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Rohre ist, macht es unnötig, irgendwelchen zusätzlichen Raum für den Solarenergiesammler vorzusehen, ganz im Gegenteil zu den bisher bekannten Sammlern dieser Art. Auf diese Weise tritt der Sammler nach außen auch praktisch nicht in Erscheinung und bildet darüber hinaus noch eine Umrandung des Schwimmbeckens aus Kunststoff, auf der man bequem ein Sonnenbad nehmen kann.

Darüber hinaus hat der so aufgebaute Solarenergiesammler mit seinen parallel zueinander zwischen den beiden Sammelleitungen angeordneten Rohren trotz seiner Einfachheit einen optimalen Wirkungsgrad. Wenn berücksichtigt wird, daß ein maximaler Wirkungsgrad erreicht wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen dem Flüssigkeitseinlaß und dem Flüssigkeitsauslaß so gering wie möglich ist, ist es vom Wirtschaftlichen her von besonderem Vorteil, einen maximalen Durchsatz mit einer möglichst leistungsschwachen Pumpe zu erzielen. Da bei diesem Sammler darüber hinaus nur eine einzige Einlaßsammelleitung vorhanden ist, ist es auf denkbar einfache Wei- se möglich, eine Einrichtung zur Erzielung eines Durchsatzgleichgewichtes zwischen allen Rohren zuzuordnen, so daß sie alle für sich genommen und gleichmäßig die gewünschte kleine Temperaturerhöhung zwischen ihrem Einlaß und ihrem Auslaß hervorrufen und so zum maximalen

Wirkungsgrad beitragen.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß der Solarenergiesanunler gemäß der Erfindung gegenüber den vorbekannten Sammlern zahlreiche Vorteile hat. Er ist sehr viel ästhetischer und erfordert keinen verlorenen Raum, da er in der Umrandung des Schwimmbeckens unterzubringen ist. Er ist wirtschaftlich herzustellen, da er nur aus gewöhnlichen Kunststoffrohren besteht, sowie ferner

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zwei Sammelleitungen und einer Pumpe sehr geringer Leistung und er ist denkbar schnell zu installieren, und zwar ohne besondere Tragkonstruktion oder Traggerüst, ohne besondere Befestigung und ohne irgendwelche Verbindungsleitungen. Darüber hinaus ist sein Wirkungsgrad außerordentlich hoch, da er ein sehr hohes Durchsatzgleichgewicht zwischen allen Rohren des Netzes hat und dieses Netzsystem andererseits Leistungsverluste hat, die im Verhältnis zu bekannten Solarenergiesammlern mit gleicher wirksamer Oberfläche denkbar gering sind. Zu dem zu erzielenden außerordntlich hohen Leistungsgrad können Zubehöreinrichtungen beitragen, wobei die Verwendung einer isolierenden Materiallage zwischen dem Leitungsnetz und dem Boden zu rechnen ist und wozu zu rechnen ist, daß die Pumpenleistung so eingestellt wird, daß die Erwärmung des Wassers unter Einfluß der Sonnenstrahlen maximal 2°C zwischen Wassereinlaß und Wasserauslaß beträgt. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch der besondere Gleichgewichtszustand der Durchsatzmengen in den einzelnen Rohren durch Fraktionierung der Ansaugsammelleitung in eine Mehrzahl von Sektionen, die durch steuerbare Öffnungen gespeist werden, die ganz oder teilweise verschließbar sind und die durch einstellbare Ventile einzeln und getrennt voneinander ganz oder teilweise verschließbar sind. Derartige Sektionen können jeweils einer vorbestimmten parallel liegenden Rohrgruppe innerhalb des Rohrnetzes zugeordnet werden. Es ist hervorzuheben, daß dann, wenn die Ventile den vollständigen Verschluß der genannten Öffnungen ermöglichen, es auch möglich ist, Luft aus den Rohren auszutreiben, indem man nacheinander die Gesamtabgabemenge der Pumpe durch ' jeweils nur eine Rohrgruppe treibt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es ferner, den Solarenergiesammler am Ende

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der Badesaison zu entleeren, um ihn während des Winters vor Beschädigungen durch Eisbildung zu schützen.

Bevorzugt ist ferner der hier denkbar einfach mögliche Einsatz einer Tauchpumpe, die auf der Saugleitung befestigt wird, die mit der Einlaßsammelleitung des Solarenergiesammlers verbunden ist, so daß insoweit jede Gefahr eines Lufteintritts verhindert ist und auch die Pumpe nicht zufrieren kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Solarenergie-Sammlers gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen um ein Schwimmbecken herum angeordneten Solarenergiesammler,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Solarenergiesammler gemäß Schnittlinie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen weiteren Schnitt gemäß Schnitt 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 3 mit der Einrichtung in Entleerungsstellung,

Fig. 1 zeigt das Becken 1 eines rechteckigen Schwimmbeckens mit der Beckenumrandung 2. Der ganz um das Becken 1 herum angeordnete Solarenergiesammler besteht im wesentlichen aus einer Mehrzahl von Kunststoffrohren 3, die alle parallel zueinander angeordnet sind, und zwar zwischen einer Einlaßsammelleitung 4 und einer AusiaßSammelleitung 5, wobei die Einrichtung ferner eine Umlaufpumpe 6 be-

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Die Rohre 3 liegen Seite an Seite und lückenlos aneinanderstoßend in einem Wasserablaufkanal geringer Tiefe, der in der Beckenumrandung 2 vorgesehen ist, wobei die Verformbarkeit des Materials der Rohre 3 und die Tatsache, daß sie nicht mechanisch untereinander verbunden sind, es ermöglicht, mit ihnen die Richtungsänderungen in den vier Ecken des Beckens zu vollführen. Sie sind auf dem Boden des Wasserablaufkanals angeordnet, und zwar unter Zwischenlegung einer Materiallage 7 aus isolierendem Material. Es ist somit ein vielsträngiges Netz horizontaler Rohre gebildet, bei dem jedes Rohr 3, parallel zu den benachbarten Rohren, einen praktisch vollständigen Umlauf um das Becken 1 vollführt, und zwar jedes Rohr für sich genommen zwischen der Einlaßsammelleitung und der Auslaßsammelleitung 5, an die jeweils die einzelnen Rohrenden angeschlossen sind. Die beiden Sammelleitungen 4 und 5 sind parallel zueinander in ein und derselben Zone auf dem Rand des Schwimmbeckens angeordnet, wobei die beiden Sammelleitungen unter einer Schutzabdeckung 9 angeordnet werden können. Die beiden Sammelleitungen erstrecken sich senkrecht zu den Enden der Rohre 3, die mit ihnen verbunden sind, und sie verlaufen über den Beckenrand hinaus bis über die Wasseroberfläche 9. Eine vom Grund des Schwimmbecken* kommende Ansaugleitung 10 ist an die Einlaß-SMMeIleitung 4 angeschlossen. In die Ansaugleitung ist eine Tauchpumpe 6 (s. Fig. 3) eingeschaltet. Eine Rücklaufleitung 11 ist an die Auslaßsammelleitung 5 angeschlossen. Sie mündet kurz unterhalb des Wasserspiegels 9, um so den Eintritt von Luft zu verhindern, wenn die Pumpe 6 steht.

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In Fig. 3 sind ferner Details der Einlaßsammelleitung 4 gezeigt, insbesondere Einrichtungen, um die Durchflußmengen zwischen den verschiedenen Rohren 3 zu egalisieren. Die Einlaßsammelleitung 4 besteht im einzelnen aus einem dicken, durchgehenden Rohr 12 und drei rohrförmigen Kammern 13, die voneinander durch Trennwände 14 getrennt sind und die über Öffnungen 15 mit dem Rohr 12 in Verbindung stehen. Letzteres ist an die Ansaugleitung 10 angeschlossen, während jede der rohrförmigen Kammern 13 mehrere Anschlüsse, beispielsweise kleine Anschlußstutzen 16 aufweist, deren Achsen senkrecht zu derjenigen des Rohres 12 liegen und auf denen in dichter Form die Enden einer vorgegebenen Gruppe von Rohren 3 befestigt sind. So ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Einlaßsammelleitung in drei Sektionen unterteilt, wobei jede Sektion einer Gruppe von vier Rohren zugeordnet ist, wobei diese Zahl in der Praxis beträchtlich erhöht werden kann, insbesondere auch die Zahl der Sektionen, um eine besonders große Feineinstellung des Gleichgewichtes zwischen den einzelnen Rohren 3 zu ermöglichen. Einstellbare Ventile 17 sind in gleicher Zahl wie die Zahl der Kammern 13 vorhanden, die mehr oder weniger stark und auch unabhängig voneinander jede Öffnung 15, durch die die einzelnen Kammern 13 gespeist werden, verschließen können, um so die Durchflußmenge jeder Gruppe von Rohren 3 exakt einstellen zu können.

Die Anlage weist noch weitere Besonderheiten auf, insbesondere um einerseits die Rohre 3 entlüften zu können, also Luftblaseneinschlüsse zu entfernen, und um andererseits für den Winterbetrieb eine Entleerung durchführen zu können. So besitzt das Rohr 12 der Einlaßsammeleitung 4 an seinem über der Wasseroberfläche liegenden Ende eine weitere Öffnung, die durch einen zu entfernenden

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Stopfen 19. verschließbar ist, und das Rohr 12 weist ferner zwischen dem Anschluß der Saugleitung 10 und der ersten Öffnung 15 der ersten Kammer 13 eine weitere Öffnung auf, dieebenfalls durch einen abnehmbaren Stopfen 19 zu verschließen ist. Es ist ferner noch ein Hahn 20 zwischen idem Anschluß der Saugleitung 10 und der von dem Stopfen 19 verschlossenen Öffnung vorgesehen, wobei mit diesem Hahn das Rohr 12 vollständig gesperrt werden kann. Ferner ist die Ansaugleitung 10 auf der Saugseite der Tauchpumpe 6 flexibel ausgebildet.

Die Auslaßsammelleitung 5 besteht aus einem dicken Rohr, das keine Einstelleinrichtungen oder andere Besonderheiten besitzt. Es ist lediglich mit Anschlußstutzen 21 (Fig. 1) versehen, die ein dichtes Anschließen der Enden der Rohre 3 ermöglichen, um die Durchflußmengen aus all diesen Rohren vereinigen zu können.

Im Normalbetrieb taucht die flexible Ansaugleitung 10 auf den Boden des Beckens 1 und die Stopfen 18 und 19 befinden sich an Ort und Stelle und verschließen die entsprechenden Öffnungen der Einlaßsammelleitung. Der Hahn 20 ist offen (s. Fig. 3). Die einstellbaren Ventile 17 verschließen zum Teil alle entsprechenden Öffnungen 15 derart, daß identische Drücke auf die verschiedenen Kammern 13 gegeben werden können.

Wir die Tauchpumpe 6 angeschaltet, saugt sie Wasser vom Boden des Beckens durch die Saugleitung 10 und drückt dieses in das Rohr 12 der Einlaßsammelleitung 4, wo sich das Wasser mit gleichen Drücken in alle Kawnern 13 durch 30. die Öffnungen 15 hindurch verteilt. Auf diese Weise tritt das Wasser mit gleichen Durchflußmengen in die Rohre 3

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der verschiedenen Rohrgruppen, wobei die Gesamtdurchflußmenge in so viele Teildurchflußmengen unterteilt wird, wie Rohre vorhanden sind, und zwar im Hinblick auf die Parallelanordnung dieser Rohre. Das Wasser erwärmt sich bei seinem Durchlauf durch die Rohre 3 um das Becken 1 herum dank der Transparenz dieser Rohre gegenüber den kurzwelligen Strahlen aus dem Gesamtstrahlenspektrum der Sonnenstrahlen. Die Erhöhung der Temperatur, die offensichtlich in Abhängigkeit von der von der Pumpe 6 abgegebenen Menge und der Intensität der Sonnenstrahlung abhängt, kann und sollte in der Größenordnung von 2°C liegen. Dies ist ein geringer Wert, der aber im Hinblick auf das gewünschte Ziel völlig ausreicht und der darüber hinaus zu einem ausgezeichneten Wirkungsgrad führt. Die verschiedenen Teildurchflußmengen werden in der AuslaßSammelleitung 5 wieder vereinigt und das erwärmte Wasser läuft über die Rücklaufleitung 11 in das Becken zurück. Das Wasser des Schwimmbeckens beschreibt somit einen geschlos- senen kontunierlichen Kreislauf, wobei keinerlei Lufteintritt möglich ist, und zwar weder während des Betriebes, noch während des Stillstandes, und zwar dadurch, daß sowohl die Ansaugleitung 10 wie auch die Rücklauf leitung 11 beide unterhalb des Wasseiqjiegels 9 münden.

Die Abdeckung 8, die der Funktion des Solarenergiesammlers nicht abträglich ist, wenn sie sich auf die Region begrenzt, in der sich die beiden Sammelleitungen 4 und 5 befinden, kann einen Thermostaten tragen, der die Pumpe 6 einschaltet, wenn er von der Sonne erwärmt wird, und der die Pumpe im Gegensatz dazu anhält, wenn Wolken vorüberziehen, da die sogenannte dfcffuse Wärme praktisch mit einem derartigen Solarenergiesammler nicht

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zu gewinnen ist. Es ist auch möglich, die Anlage mit einer Uhr auszustatten, die die Anlage automatisch zu voreingestellten Stunden des Tages in Betrieb setzt und die die Anlage während der übrigen Zeit abgeschaltet hält.

Der Entlüftungsbetrieb ist in der Zeichnung nicht direkt dargestellt. Man kann ihn sich aber leicht vorstellen. Das Problem resultiert daraus, daß bei der Inbetriebnahme der Anlage es unmöglich ist, automatisch Luftblasen, die sich in den Rohren 3 befinden, zu eliminieren, und zwar im Hinblick auf die Länge der Rohre und ihre horizontale Anordnung, sowie im Hinblick auf die relativ geringe Abgabemenge der Pumpe 6. Im sogenannten Entlüftungsbetrieb, bei Inbetriebnahme der Anlage, verschließt man nun vollständig alle Öffnungen 15, die zu den verschiedenen Kammern 13 führen, mittels der entsprechenden einstellbaren Ventile 17 und läßt lediglich eine einzige dieser Öffnungen offen. In einer solchen Stellung wird der gesamte Druck und wird die gesamte Abgabemenge der Pumpe 6 auf eine einzige Gruppe von Rohren 3 aus dem Rohrnetz konzentriert, und zwar auf die Rohrgruppe, deren Kammer 13 als einzige noch eine offene Öffnung 15 hat. Alle Luftblasen in den Rohren, die zu dieser Gruppe gehören, werden damit zum Becken hin ausgetrieben. Der Vorgang wird danach fukzessive für jede der Rohrgruppen durchgeführt, und zwar über Einstellung der entsprechenden Ventile 17, bis alle Rohre von Luftblasen befreit sind.

Die Fig. 4 illustriert die Betriebsweise bei der Entleerung der Anlage. Dies geschieht vor dem Winter, einer Jahreszeit, in der im Hinblick auf fehlenden Sonnenschein und die Vereisungsgefahr die Anlage nicht benötigt wird

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und es gefährlich wäre, den Solarenergiesammler mit Wasser gefüllt zu lassen. Zur Entleerung werden die Stopfen 18 und 19 entfernt und die flexible Saugleitung 10 wird an die normalerweise von dem Stopfen 19 geschlossene Öffnung angeschlossen. Der Hahn 20 wird geschlossen. Ferner werden bis auf eine einzige alle Öffnungen 15 der div<_~sen Kammern 13 mittels der Ventile 17 verschlossen. Wenn das Schwimmbecken selbst noch Wasser enthält, wird die Rücklaufleitung 11 (Fig.

1) derart verlagert, daß sie jetzt oberhalb des Wasserniveaus 9 mündet. Die Pumpe 6 wird dann in Gang gesetzt. Sie saugt jetzt über die flexible Saugleitung 10 das Wasser aus derjenigen Gruppe der Rohre 3, die an die Kammer 13 angeschlossen sind, die als einzige die offene Öffnung 15 hat, so daß jetzt das Wasser in umgekehrter Richtung im Verhältnis zum Normalbetrieb strömt. Die Pumpe treibt das Wasser zum Ende des Rohres 12, wo es durch die normalerweise durch den Stopfen 18 verschlossene Öffnung ausströmt. In dem Ausmaß, in dem das Wasser aus der betroffenen Rohrgruppe herausgesaugt wird, wird Luft durch die Rücklauf leitung 11 angesaugt, und diese Luft ersetzt das nach auß^ven ausströmende Wasser. Ist die betroffene Rohrgruppe vollständig geleert, werden sukzessive auf diese Weise die anderen Rohrgruppen über Einstellung der entsprechenden Ventile 17 geleert, bis alle Rohre 3 vollständig geleert sind.

Der vorstehend beschriebene Solarenergiesammler ist in seinem Aufbau sehr wirtschaftuch, sehr leistungsstark und dabei darüber hinaus in seiner Erscheinungsform ästhetisch. Zur näheren Illustration sei darauf verwiesen, daß mit einer Tauchpumpe einer Leistung von nur 200 Watt und einem Nets von Rohren 3 mit einer den

2 boden abdeckenden Fläche von 35 m die Gewinnung von tag-

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licher Wärme leicht 100.UÜO Kilocalorien, ausgehend von Wasser mit 20⁰C, erreicht. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß dieser Solarenergiesammler durch sein Leitungsnetz aus Kunststoffrohren 3 einen schmiegsam verformbaren und v/armen, das Schwimmbecken umgebenden Materialbereich bildet, dessen Oberfläche sich hervorragend dazu eignet, mit nackten Füßen darauf zu gehen oder ein Sonnenuad darauf zu nehmen. In ästhetischer Hinsicnt integriert sich dieses Rohrleitungsnetz vollständig in die Umrandung des Schwimmbeckens und kann sogar, durch die Wahl einer ansprechenden Färbung, zur Ausschmückung des Schwimmbeckens beitragen.

Es versteht sich, daß sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind vielmehr zahlreiche äquivalente Lösungen möglich, wobei insbesondere folgende Abwandlungen interessant sind:

Mindestens eine der beiden Sammelleitungen 4 und 5, zwischen denen sich das Netz von Rohren 3 erstreckt, kann mit elektrischen Widerständen bestückt sein, die ausnahmsweise zusätzlich im Fall längerfristiger unzureichender Sonneneinstrahlung eine elektrische Erwärmung des Wassers des Schwimmbeckens ermöglichen.

Der Solarenergiesammler kann ferner zusätzlich zur Filterung des Wassers benutzt werden, indem man einen der hier üblichen Filter beliebiger Bauart in den Rückströmungskreis des warmen Wassers zum Becken einsetzt, wobei man dann die Pumpe leistungsmäßig verstärkt.

Die einstellbaren Ventile 17 der Einlaßsammelleitung können durch beliebige andere Mittel zur Veränderung der

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Einlaßöffnungen ersetzt v/erden und es kann auch daran gedacht v/erden, ein besonders perfektes Gleichgewicht der Durchflußmenyen zu erzielen, die Einlaßstutzen 16 selbst unmittelbar mit Einstellmitteln zum Einstellen der Durchflußmenge zu bestücken, so daß die Durchflußmenge für jedes einzelne Rohr sehr exakt im Hinblick auf eine maximale Egalisierung der Durchflußmengen der Rohre im Verhältnis zueinander eingestellt werden kann.

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L e e r s e i t e

Claims

ί-,. υθί-h^Cn Pafenf.nwil»·

Dr. O. Loesenbeck

Dipl.-lng. Sfracke Dipl.-lng. Lr-esenLeck 48 Biekfald. He.forber Strafte

r a L <_ η t ti η s ο L' u

Soiarenergiesammler, insbesondere zur _,eneizung von Schwimmbecken, bestehend aus e.Lur ia_nrs tr^ngigen Rohranordnung, die iiach und horizontal, uas Schwimmbecken umgebend, auf doia ooden angeordnet ist und von uern zu erwärmenden Wasser durenströmt wird, wo^ei. die ciinlaßseite mit einer /insaugieitung und die huslaoseite mit einer Rücklauf leitung verbunden sind und eine Pumpe vorgesehen ist, um das zu erwärmende Wasser hindurchzutreiben, dadurch gekennz e i c η η e t , daß ein Netz aus Rohren (3) mit einer L&nge gleich etwa dem 3ü— bis bU—fachen seiner breite aus formbaren Rohren gebilaet ist, von denen jedes einzelne in einem einzigen Umlauf um uas Lecken geführt ist und die Rohre (3) dicht aneinanderliegend, jedoch ohne mechanische Verbindung untereinander alle parallel zueinander zwischen einer iiinlaßsammel lei tung (4) una einer Auslaßsammelleitung (5) angeordnet sina, mit denen uie üurchflußmenge unter allen parallelen Kohren (3) in aquilibrierter Weise verteilbar ist, wobei die beiden Sammelleitungen (4,5) nebeneinander und senkrecht zum Rand des Schwimmueckens angeordnet sind und die ciinlaßsammelleitung (4) mit der Ansaugleitung (lü) und die Auslaßssammelleitung (b) mit der Rücklaufleitung (11) verounden sind.
2. Solarenergiesammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Rohrnetz eine Materiallage (7) aus isolierendem Material angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Solarenergiescinimler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) auf dem Boden eines das Schwimmbecken in dessen Umrandung umgebenden Wasserablaufkanals angeordnet sind.
4. Solarenergiesammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Umlaufpumpe (t>) eine Tauchpumpe vorgesehen ist, die in die mit der Einlaßsammelleitung (4) veruunaene Suuglcitung (IU) eingeschaltet ist.
5. Solarenergiesarnmler nach Anspruch 1, dadurch gekennaeichnet, daß die D'iniaßsammelleituno (4) in mehrere Sektionen (13) unterteilt ist, die durch Öffnungen (15) speisbar sind, die zumindest teilweise und getrennt voneinander mittels einstellbaren Ventilen schließbar sind und die jeweils mit einer voroestimmten Gruppe paralleler Rohre (3) des Rohrnetzes verbunden sind, wobei über die Ventile (17) die Durchflußmengen der einseinen Rohrgruppen auf den gleichen Wert einstellbar sind.
6. Solarenergiesammler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Einlaßsammeileitung (4) zugeordneten Anschlußstutzen (Ib) zum Anschließen der Rohre (3) ihrerseits mit Mitteln zur Einstellung der Durchflußmenge ausgerüstet sind.
7. Solarenergiesammler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15) der einzelnen Sektionen der Einlaßsammelleitung (4) mittels der Ventile (17) vollständig verschließbar sind, derart, daß die einzelnen den Sektionen zugeordneten Rohr gruppen mit Hilfe der Pumpe (6) von Lufteinschlüssen

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iS NoClI

entlüftbar sind und daß durch /Anschließen der iautileitung (10) an vorbes tirnmter üteiie in der L'iniaßs amme 1 lei turvj (4) die Koiire über die Pumpe (b) utitlecrüar sind.
8. üolarenergiesammler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entleerung der Rohre das den ningangsteil der Einlaßsammelleitung (Ί) bildende Rohr (12) zwei durch Stopfen (18,19) verschiieijuare uffnungen aufweist, sowie einen Hahn (20) zwischen diesen ijeiaen Öffnungen, mit eiern das Rohr (12) verschließbar ist, u'uhrenQ uie Saug leitung (IU) auf der Saugseite der Pumpe (o) flexibel· ausgebildet ist und an die durch den Stopfen (I¹J) verschließbare öffnung an seil ließbar ist.
Ί). Soiarenergiesammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Sammelleitungen (4,5). zwischen denen das Netz der Rohre (3) vorgesehen ist, mit elektrischen Widerständen bestückt ist.
10. Solarenergiesammler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rücklauf leitung des erwärmten Wassers zum recken ein Wasserfilter eingesetzt ist.

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