DE29613525U1

DE29613525U1 - Solar collector tube

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Publication number: DE29613525U1
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Authority: DE
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Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2006-02-03

Description

Sonnenko11ektorrohrSolar collector tube

Die Erfindung betrifft ein Sonnenkollektorrohr für die Erwärmung von Heiz-, Brauch- und insbesondere Schwimmbadwasser, das als doppelwandiges Rohr ausgeführt ist, wobei das Innenrohr das zu erwärmende Medium aufnimmt und das Außenrohr ein strahlungsdurchlässiges Rohr ist, das unter Bildung eines Ringspaltes das Innenrohr umgibt.The invention relates to a solar collector pipe for heating heating, domestic and especially swimming pool water, which is designed as a double-walled pipe, whereby the inner pipe receives the medium to be heated and the outer pipe is a radiation-permeable pipe which surrounds the inner pipe, forming an annular gap.

Bereits mit der US-PS 2213894 wird ein Solar-Kollektor beschrieben, der zur direkten Aufheizung von Wasser dient und mit einem Wasserspeicher verbunden ist. Unter zwei durch einen Luftspalt voneinander getrennten Glasglocken ist eine Kupferrohrspirale angeordnet, die durch das einfallende Sonnenlicht aufgeheizt wird und damit das darin befindliche Wasser erwärmt, das nach dem Prinzip der Schwerkraftheizung daraufhin durch den Wasserspeicher zirkuliert. Eine solche Glasdomkonstruktion ist nicht nur sehr aufwendig, sie ist auch aus Platzgründen auf heutigen Gebäuden kaum unterzubringen, stört ferner das ästhetische Empfinden und weist nurUS Patent 2213894 already describes a solar collector that is used to directly heat water and is connected to a water tank. A copper pipe spiral is arranged under two glass bells separated by an air gap. This is heated by the incident sunlight and thus heats the water inside, which then circulates through the water tank according to the principle of gravity heating. Such a glass dome construction is not only very complex, it is also difficult to accommodate in today's buildings due to space constraints, it also disturbs the aesthetic sense and has only

einen geringen Wirkungsgrad auf.
25a low efficiency.
25

Ein neuerer Vorschlag, wie die EP-OS 0029951, geht nicht wesentlich über das hinaus, was aus der alten US-PS bereits bekannt ist. Der Solar-Kollektor weist nur eine andere Form auf, d. h. ist entweder als Kegelstumpf oder als Zylinder ausgeführt und kann horizontal oder vertikal um seine Achse gedreht werden. Zusätzlich wird das Gehäuse durch Bürsten gereinigt, um einen optimalen Zutritt der Strahlen zum Kollektor zu gewährleisten.A newer proposal, such as EP-OS 0029951, does not go much beyond what is already known from the old US patent. The solar collector just has a different shape, i.e. it is either a truncated cone or a cylinder and can be rotated horizontally or vertically around its axis. In addition, the housing is cleaned by brushing to ensure optimal access of the rays to the collector.

Die überwiegende Anzahl der Solar-Kollektoren besteht aus einem meist isolierten Gehäuse in der Form eines rechteckigen Kastens, in dem Rohrschlangen flächig als Bündel oder zu Paketen gewickelt angeordnet sind. Die Gehäuse sind meist mit Glasplatten oder transparenten Kunststoffplatten abgedeckt, wobei sich zwischen zwei Platten ein Vakuum befinden kann. Beispiele für diese Konstruktionen sind in der DE-OS 2730403, der DE-OS 2741787, der CH-PS 615501 und der FR-OS 2492956 beschrieben.The majority of solar collectors consist of a mostly insulated housing in the form of a rectangular box in which pipe coils are arranged in a flat manner as bundles or wound into packages. The housings are usually covered with glass plates or transparent plastic plates, whereby there can be a vacuum between two plates. Examples of these designs are described in DE-OS 2730403, DE-OS 2741787, CH-PS 615501 and FR-OS 2492956.

Die EP-OS 0095135 beschreibt einen Solarkollektor, bei dem ein Bündel paralleler oder zu Spiralen aufgewickelter Rohre in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei mehrere dieser Gehäuse mit den Rohrbündeln hintereinander geschaltet werden können. Das Gehäuse als solches besteht aus einem Kunststoff wie Polycarbonat, ist doppelwandig ausgeführt und steht unter Vakuum. Zum Luftaustausch sind die Gehäuse mit Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen versehen.EP-OS 0095135 describes a solar collector in which a bundle of parallel or spirally wound pipes is arranged in a housing, whereby several of these housings can be connected in series with the pipe bundles. The housing itself is made of a plastic such as polycarbonate, is double-walled and is under vacuum. The housings are provided with air inlet and outlet openings for air exchange.

Die GB 2005823-A beschreibt einen Röhrenwärmetauscher, bei dem Wärmetauscherrohre zu einem flachen Block zusammengefaßt sind, er weist Elemente auf, die jeweils aus einem transparenten Außenrohr mit einer halbseitigen Innenverspiegelung bestehen. In dem Rohr ist exentrisch oberhalb der Verspiegelung ein weiteres transparentes Rohr angeordnet, das das eigentliche Wärmetauscherrohr, das aus Kupfer besteht, umgibt. Das eliptisch verformte Absorberrohr mit seinen im Querschnitt kreisförmigen Ansätzen ist mit dem zweiten transparenten Rohr, das es in nur geringfügig größeren Durchmesser umgibt, verbunden. Diese Verbindung istGB 2005823-A describes a tube heat exchanger in which heat exchanger tubes are combined to form a flat block. It has elements that each consist of a transparent outer tube with a half-side interior mirror coating. In the tube, another transparent tube is arranged eccentrically above the mirror coating, which surrounds the actual heat exchanger tube, which is made of copper. The elliptically shaped absorber tube with its circular cross-section attachments is connected to the second transparent tube, which surrounds it in a slightly larger diameter. This connection is

- 2- 2

flüssigkeitsdicht, gestattet aber eine Bewegung der Rohre zueinander, um Wärmespannungen auszugleichen. Bevorzugtes Material für die Dichtung ist Silikongummi.liquid-tight, but allows the pipes to move relative to each other to compensate for thermal stresses. The preferred material for the seal is silicone rubber.

Gemäß DE 4117651-A ist eine Solaranlage in parallel zueinander verlaufenden Längsabschnitte geteilt, die miteinander durch Bögen verbunden sind. Die Längsabschnitte bestehen aus Glaszylindern, die eine Innenleitung umgeben, durch die das Wärmeübertragungsmedium geführt wird. Verbindungsmuffen verbinden die einzelnen Cc,^: Längsabschnitte d.h. die Glaszylinder druckdichtAccording to DE 4117651-A, a solar system is divided into parallel longitudinal sections that are connected to each other by arches. The longitudinal sections consist of glass cylinders that surround an inner pipe through which the heat transfer medium is guided. Connecting sleeves connect the individual Cc, ^: longitudinal sections, ie the glass cylinders in a pressure-tight manner

miteinander. Die Innenleitungen können als Lamellenrohre ausgeführt sein, um die Oberfläche und damit den Wirkungsgrad zu vergrößern. Sie bestehen aus Kupferrohr und sind mit einer Schicht Schwarzchrom, Schwarzkeramik oder ähnlichem Werkstoff versehen. Im Glaszylinder kann ein Unterdruck von 10 bar vorhanden sein. Die Glaszylinder können im unteren Umfangsbereich ihrer Mantelfläche verspiegelt sein.
20with each other. The inner pipes can be designed as finned pipes to increase the surface area and thus the efficiency. They are made of copper pipe and are coated with a layer of black chrome, black ceramic or similar material. A negative pressure of 10 bar can be present in the glass cylinder. The glass cylinders can be mirrored in the lower peripheral area of their outer surface.
20

Gemäß DE 7604684-ü steht ein doppelwandiges Glasrohr unter Vakuum und nimmt mindestens 1 Absorberrohr auf. Das Absorberrohr kann doppelwandig sein für Hin- undAccording to DE 7604684-ü, a double-walled glass tube is under vacuum and accommodates at least 1 absorber tube. The absorber tube can be double-walled for forward and

G; . Rückleitung des zu erwärmenden Mediums. Es kann auch U-25 G; . Return line of the medium to be heated. It can also be U-25

förmig gebogen innerhalb des Vakuumrohres angeordnet sein. Das Vakuumrohr ist in diesem Falle einseitig verschlossen. be arranged in a curved shape within the vacuum tube. In this case, the vacuum tube is closed on one side.

In der US 4278076-A wird die Verbindung, also das Kuppeln, von zwei flachen, aus mehreren miteinander verbundenen Rohren aufgebauten Wärmetauschern, beschrieben, bei denen Temperaturen von mehreren Hundert Grad auftreten können. Die Kupplungen müssen daher Bewegungen aufnehmen, was eine spezielle Ausgestaltung erfordert.US 4278076-A describes the connection, i.e. the coupling, of two flat heat exchangers made up of several interconnected pipes, in which temperatures of several hundred degrees can occur. The couplings must therefore absorb movements, which requires a special design.

• ··

• · ·&diams;• · ·&diams;

Gemäß DE 7733904-U weist ein Gewächshaus eine Dachkonstruktion aus Rohren auf. Durch diese Rohre wird WasserAccording to DE 7733904-U, a greenhouse has a roof structure made of pipes. Water is transported through these pipes

geleitet, das bei Sonneneinstrahlung erwärmt wird. 5which is heated by sunlight. 5

Allen diesen bekannten Ausführungsformen von Solarkollektoren ist gemeinsam, daß zur Erwärmung eines relativ großen Wasservolumens im Kollektor eine Vielzahl von Rohren oder größeren Rohrspiralen darin angeordnet ist, wobei diese Rohre alle einen geringen Querschnitt aufweisen. Gradlinige Leitungsführungen sind, sieht man von den Verbindungsleitungen zwischen den einzelen U-Bögen bei flächiger Rohranordnung in den Absorberkästen ab, unbekannt. Die Bauform des Absorbers ist fast immerAll of these known designs of solar collectors have in common that a large number of pipes or larger pipe spirals are arranged in the collector to heat a relatively large volume of water, whereby these pipes all have a small cross-section. Straight-line pipe routing is unknown, apart from the connecting pipes between the individual U-bends in the flat pipe arrangement in the absorber boxes. The design of the absorber is almost always

vorgegeben und läßt sich meist nur sehr mangelhaft an die Gebäudestruktur anpassen, ebenso wie auch der Wirkungsgrad der Anlagen aufgrund der vorgegebenen Formen nicht immer optimal ist.and can usually only be adapted to the building structure to a very limited extent, just as the efficiency of the systems is not always optimal due to the given shapes.

Aufgabe der Erfindung ist es, exn Sonnen-Kollektor-Rohr zu schaffen, das einen hohen Wirkungsgrad aufweist, den unterschiedlichsten geometrischen Formen angepaßt werden kann, einfach und preisgünstig zu fertigen ist und in seiner Kapazität praktisch beliebig erweitert werden kann.The object of the invention is to create a solar collector tube that has a high degree of efficiency, can be adapted to a wide variety of geometric shapes, is easy and inexpensive to manufacture and whose capacity can be expanded practically as desired.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Sonnen kollektorrohr dadurch gelöst, daß das Verhältnis des Flächeninhaltes des Innenrohrquerschnittes zum Durchmesser zwischen 7,5 und 15 mm liegt, das Innenrohr aus schwarz eingefärbtem Kunststoff und das Außenrohr aus strahlungsdurchlässigem Kunststoff besteht.This task is solved in a generic solar collector tube in that the ratio of the area of the inner tube cross-section to the diameter is between 7.5 and 15 mm, the inner tube is made of black-colored plastic and the outer tube is made of radiation-permeable plastic.

Durch das erfindungsgemäße Verhältnis des Flächeninhaltes des Innenrohres zu seinem Durchmesser, wird sichergestellt, daß auf der einen Seite keine Überhitzung, also keine Erwärmung über 100*C auftritt, die das ganze ^ System zerstören könnte, auf der anderen Seite wird erreicht, daß noch eine genügend große Erwärmung des strömenden Mediums stattfindet.The ratio of the surface area of the inner pipe to its diameter according to the invention ensures that on the one hand there is no overheating, i.e. no heating above 100°C, which could destroy the entire system, and on the other hand it ensures that the flowing medium is still heated sufficiently.

Der schwarz eingefärbte Kunststoff des Innenrohres absorbiert die eingestrahlte Sonnenwärme, dasThe black colored plastic of the inner tube absorbs the radiated solar heat, the

strahlendurchlässige Außenrohr verhindert eine Abkühlung durch Wind usw., insbesondere wenn der zwischen beiden liegende Ringspalt nur geringe Abmessungen aufweist.
15A radiolucent outer tube prevents cooling by wind, etc., especially if the annular gap between the two is small.
15

Statt Rohrwickeln, Rohrschlangen oder Rohrspiralen ist also nur ein einzelnes Rohr als Wärmekollektor in der Umhüllung angeordnet, wodurch es möglich ist, die lichte Weite des Wärmekollektorrohres zu vergrößern, ohne den Wirkungsgrad wesentlich zu reduzieren, so daß das Wärmekollektorrohr die statische Festigkeit des Solarenergie-Kollektors liefert. Der Solarkollektor bietet also optisch das Bild eines geraden Rohres, das über Krümmer, Winkel usw. sehr leicht an die Konturen z.B. eines Hauses angepaßt werden kann. Auch die Befestigung ist ausgesprochen unproblematisch, da sie mit handelsüblichen Rohrschellen erfolgen kann, die allerdings zweckmäßig mit einem elastischen Belag versehenInstead of pipe coils, pipe coils or pipe spirals, only a single pipe is arranged as a heat collector in the casing, which makes it possible to increase the clear width of the heat collector pipe without significantly reducing the efficiency, so that the heat collector pipe provides the static strength of the solar energy collector. The solar collector therefore looks like a straight pipe, which can be easily adapted to the contours of a house, for example, using bends, angles, etc. Fastening is also extremely unproblematic, as it can be done using commercially available pipe clamps, which are, however, best provided with an elastic coating.

sein sollten.
30should be.
30

Der Einsatz eines einfachen strahlungsdurchlässigen Rohres als Umhüllung bringt erhebliche Vorteile und ist besonders kostengünstig, es ist aber nicht immer gewährleistet, daß der Abstand zwischen Umhüllung und Innenrohr an allen Stellen gleichmäßig ist. Eine zweck-The use of a simple radiation-permeable pipe as a casing brings considerable advantages and is particularly cost-effective, but it is not always guaranteed that the distance between the casing and the inner pipe is uniform at all points. A suitable

mäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, daß zwischen Innen- und Äußenrohr Auflagepunkte angeordnet sind, die zur Abstützung des Innenrohres gegenüber dem Außenrohr sich, verteilt über die Umfangsfläche, als pyramidenstumpf-oder kegelstumpfartige Auflagen außen am Innenrohr oder innen am Außenrohr befinden.A moderate embodiment of the invention therefore provides that support points are arranged between the inner and outer tubes, which support the inner tube against the outer tube, distributed over the circumferential surface, are located as truncated pyramid or truncated cone-like supports on the outside of the inner tube or on the inside of the outer tube.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht jedoch vor, daß das Außenrohr mit parallel zueinander angeordneten Stegen versehen ist. Diese Stege befinden sich auf der Innenseite des Außenrohres und liegen direkt am Innenrohr an.However, a preferred embodiment of the invention provides that the outer tube is provided with webs arranged parallel to one another. These webs are located on the inside of the outer tube and lie directly against the inner tube.

Sowohl bei der Anordnung der Stege im Außenrohr, als auch bei deren Anordnung im Innenrohr, können sie direkt bei der Extrusion des Rohres mit extrudiert werden, es ist also kein seperater Arbeitsgang erforderlich. Die Anordnung der Stege im Außenrohr wird bevorzugt, da dieses aus einem härteren Material bestehen kann und damit die Biegefestigkeit des Außenrohres und des gesamten Sonnenkollektorrohres erhöht wird.Both when the webs are arranged in the outer tube and when they are arranged in the inner tube, they can be extruded directly during the extrusion of the tube, so no separate work step is required. The arrangement of the webs in the outer tube is preferred because this can be made of a harder material and thus the bending strength of the outer tube and the entire solar collector tube is increased.

Zweckmäßig sind die Stege spiralig um das Innenrohr herumgeführt, bilden also eine Art Innengewinde im ²^ Außenrohr. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich mit leicht drehender Bewegung das Innenrohr in das Außenrohr einzubringen und gegebenenfalls zu verkleben.The webs are conveniently spiraled around the inner tube, thus forming a kind of internal thread in the ² ^ outer tube. This design makes it possible to insert the inner tube into the outer tube with a slight turning movement and to glue it if necessary.

Vorteilhaft sind zwischen 3 und 12 Stege im Inneren des Außenrohres angeordnet. Die niedrige Stegzahl ist dabei den kleinen, die hohe den großen Durchmessern der Rohre zugeordnet.It is advantageous to have between 3 and 12 webs inside the outer tube. The lower number of webs is assigned to the small diameters of the tubes, the higher number to the large diameters.

6 —6—

Zweckmäßig liegt die Spaltweite des Ringspaltes zwischen 2 lind 5 mm. Durch diese geringe Spaltweite ist es möglich, eine Zirkulation der Luft innerhalb des Ringspaltes weitgehend zu vermeiden. Es ergibt sich dadurch eine stehende Luftschicht, die eine .hohe Isolierwirkung hat und dadurch das Innenrohr vor Abkühlung schützt. Diese guten Isoliereigenschaften sind wesentlich für einen guten Wirkungsgrad der Anlage.The gap width of the annular gap is preferably between 2 and 5 mm. This small gap width makes it possible to largely avoid air circulation within the annular gap. This results in a stagnant layer of air that has a high insulating effect and thus protects the inner pipe from cooling down. These good insulating properties are essential for the system to be highly efficient.

Das Innenrohr, das aus einer Mehrzahl von Kunststoffen bestehen kann, beispielsweise aus ABS, PVC und ähnlichen, sofern diese zur Verbesserung der Absorption und Erhöhung der UV-Beständigkeit schwarz eingefärbt oder mit einem schwarzen Überzug versehen werden können, besteht gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung aus schwarz eingefärbten HD-Polyäthylen. Besonders bevorzugt ist dabei ein Polyäthylen, das mit bis zu 3 Gewichtsprozent Kohlenstoff eingefärbt ist, wodurch zusätzlich zur Schwärzung die UV-BeständigkeitThe inner tube, which can consist of a variety of plastics, for example ABS, PVC and similar, provided that these can be colored black or provided with a black coating to improve absorption and increase UV resistance, consists according to a preferred embodiment of the invention of black colored HD polyethylene. Particularly preferred is a polyethylene that is colored with up to 3 percent by weight of carbon, which in addition to blackening improves UV resistance.

wesentlich erhöht wxrd. Außerdem verbessert sich dadurch die Wärmeleitfähigkeit.is significantly increased. In addition, the thermal conductivity is improved.

Gemäß einer weiteren sehr zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, das Innenrohr mehrschich-According to a further very useful embodiment of the invention, it is possible to construct the inner tube in multiple layers.

tig auszuführen, also durch Coextrusion zu erstellen. Man kann dabei auch nur einzelne Bereiche des Innenrohres, also beispielsweise den halben äußeren Umfang, mit einem anderen Kunststoff oder einer anderen Einfärbung des Kunststoffes, durch Coextrusion verbinden. Die andere Farbe kann z.B. weiß sein, wodurch ein Körper entsteht, der einseitig als schwarzer Körper (wobei die schwarze Seite dem Sonnenlicht zugewandt ist) gilt, auf der Rückseite aber als weiße Fläche ausgeführt ist, wodurch wesentlich weniger Strahlung aus dem Innenrohr nach außen tritt.ically, i.e. by coextrusion. You can also connect individual areas of the inner tube, for example half the outer circumference, with another plastic or a different color of the plastic, by coextrusion. The other color can be white, for example, which creates a body that is considered a black body on one side (with the black side facing the sunlight), but is designed as a white surface on the back, which means that significantly less radiation escapes from the inner tube to the outside.

Eine besonders umweltfreundliche Variante der Erfindung sieht vor, dem Polyäthylen bis zu 60% schwarzes, feinteiliges Gummi zuzumischen. Das Gummi kann aus Altgummi, z.B. von Altreifen gewonnen werden, was nicht nur preisgünstig sondern wegen der Wiederverwendung wertvoll ist.A particularly environmentally friendly variant of the invention involves mixing up to 60% black, fine-particle rubber into the polyethylene. The rubber can be obtained from waste rubber, e.g. from old tires, which is not only inexpensive but also valuable because it can be reused.

Durch den Gummizusatz wird eine matte Oberflächenstruktur erreicht, die die Absorbtion verbessert. Die Einfärbung mit kohlenstoff wird zusätzlich vorgenommen um die UV-Stabilität zu sichern.The rubber additive creates a matte surface structure that improves absorption. The carbon coloring is also done to ensure UV stability.

Das Außenrohr besteht gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung aus einem PVC, bevorzugt besteht es aus einem Polycarbonat oder Polymethacrylsäureestern. Alle drei Materialien können praktisch glasklar und damit voll strahlungsdurchlässig gefertigt werden. Auch hier ist es wiederum möglich, durch CoextrusionAccording to an expedient embodiment of the invention, the outer tube consists of PVC, preferably it consists of polycarbonate or polymethacrylic acid esters. All three materials can be made practically crystal clear and thus fully permeable to radiation. Here, too, it is possible to use coextrusion

mit mehrschichtigem Material zu arbeiten, d.h. wie auch beim Innenrohr eine Spiegelschicht auf der rückseitigen Hälfte des Umfanges anzuordnen, die in diesem Falle aber nicht die Abstrahlung verhindern soll, sondern zusätzlich zum Sammeln der Einstrahlungswärme dient,to work with multi-layered material, i.e. to arrange a mirror layer on the back half of the circumference, as with the inner tube, which in this case is not intended to prevent radiation, but instead serves to collect the radiant heat,

die von dort auf das Innenrohr reflektiert wird.which is reflected from there onto the inner tube.

Zweckmäßig ist das Außenrohr und das Innenrohr jeweils als Rundrohr ausgeführt. Rundrohre weisen den Vorteil auf, daß sie durch einfache Verbindungen auf beliebige Länge gebracht werden können, z.B. können sie mittels Kupplungen gut und schnell mit einander verbunden werden. The outer tube and the inner tube are each designed as round tubes. Round tubes have the advantage that they can be made to any length using simple connections, e.g. they can be connected to each other quickly and easily using couplings.

Die Länge eines Rohres liegt vorzugsweise zwischen 500 und 3000 mm. Besonders bevorzugt ist dabei, die Rohre in Modulbauweise zu fertigen, d. h. in mehreren standardisierten fixen Längen. Die Modulbauweise ermöglicht ein einfaches und vor allen Dingen preisgünstiges Anpassen des jeweiligen Solarenergie-Kollektors an die gewünschte Länge, z. B. eines Dachfirstes, ohne daß teuere Anfertigungen von Sondermaßen erforderlich sind. Mehrere Rohre werden dabei durch Kupplungen miteinander verbunden, wobei die Kupplungen vorteilhaft ein verformbares Material enthalten.The length of a pipe is preferably between 500 and 3000 mm. It is particularly preferred to manufacture the pipes in a modular design, i.e. in several standardized fixed lengths. The modular design enables the respective solar energy collector to be easily and, above all, inexpensively adapted to the desired length, e.g. a roof ridge, without the need for expensive custom-made products. Several pipes are connected to one another using couplings, whereby the couplings advantageously contain a deformable material.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß Außen- und Innenrohr miteinander coextrudiert sind. D.h. daß in einem einzigen Arbeitsgang das komplette Sonnenkollektorrohr hergestellt wird.A very advantageous embodiment of the invention provides that the outer and inner tubes are co-extruded with one another. This means that the complete solar collector tube is manufactured in a single operation.

Gemäß einer wesentlichen Ausgestaltung der Erfindung weist das Außenrohr in Abständen von gleich oder kleiner einem Meter Lüftungsbohrungen auf. Diese Lüftungsbohrungen sind vorteilhaft an der Unterseite des Rohres angeordnet.According to an essential embodiment of the invention, the outer pipe has ventilation holes at intervals of equal to or less than one meter. These ventilation holes are advantageously arranged on the underside of the pipe.

Die Lüftungsbohrungen, die zweckmäßig einen Durchmesser zwischen 2 und 5 mm aufweisen dienen dazu sich eventuell im Spalt niederschlagende Feuchtigkeit nach außen abzuleiten bzw. das Austrocknen des Rohres zu ermöglichen und damit der Ansiedlung von Algen vorzubeugen. Ein Algenbefall würde nicht nur das Bild der ganzen Anlage störend beeinträchtigen, er führte auch zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades durch Behinderung des Strahleneintrittes.The ventilation holes, which ideally have a diameter of between 2 and 5 mm, are used to drain any moisture that may have settled in the gap to the outside or to allow the pipe to dry out, thus preventing algae from settling. Algae infestation would not only have a negative impact on the appearance of the entire system, it would also lead to a deterioration in efficiency by obstructing the entry of radiation.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Außenrohre durch eine Metallmuffe verbunden sind, zweckmäßig weist die Metallmuffe eineA very advantageous embodiment of the invention provides that the outer pipes are connected by a metal sleeve, the metal sleeve expediently has a

Lüftungsbohrung auf.
5Ventilation hole.
5

Die Metallmuffe ändert ihre Temperatur schneller als die Kunststoffrohre, die sie verbindet. Bei einer Abkühlung kühlt sie sich damit schneller ab wodurch im Ringspalt vorhandene Feuchtigkeit an der Muffe kondensieren kann. Ist, wie das eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, die Muffe mit einer Lüftungsbohrung versehen, so kann das Kondensat gleich aus der Muffe ablaufen.The metal sleeve changes its temperature more quickly than the plastic pipes it connects. When it cools down, it cools down more quickly, which means that moisture in the annular gap can condense on the sleeve. If the sleeve is provided with a ventilation hole, as is provided by a practical embodiment of the invention, the condensate can drain out of the sleeve immediately.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung bestehen das Innen- und Außenrohr aus einem.Weich-PVC. Gemäß einer weiteren sehr zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung besteht das Innenrohr aus HDPE und das Außenrrohr aus einem Weich-PVC. In beiden Fällen ergibtAccording to an expedient embodiment of the invention, the inner and outer pipes are made of soft PVC. According to another very expedient embodiment of the invention, the inner pipe is made of HDPE and the outer pipe is made of soft PVC. In both cases,

sich ein biegsames Sonnenkollektorrohr das zu Ringen aufgerollt werden kann und auch, z.B. auf einem Flachdach, als Spirale verlegt werden kann.a flexible solar collector pipe that can be rolled up into rings and can also be laid as a spiral, e.g. on a flat roof.

Sind, wie eine bevorzugte Ausgestaltung der ErfindungAre, as a preferred embodiment of the invention

ausführt, die Rohre aus PVC gefertigt, so können die PVC-Rohre miteinander verklebt werden. Diese Maßnahme ergibt eine erhebliche Zeiteinsparung bei der Montage und führt dadurch zu besonders kostengünstigen Konstruktionen. Es können dabei die Rohre direkt mit den Stirnflächen verklebt werden, bei höheren Anforderungen an die Festigkeit, sollten aber Muffen benuzt werden, die auf die Rohrenden aufgeschoben und mit diesen verklebt werden.If the pipes are made of PVC, the PVC pipes can be glued together. This measure saves a lot of time during assembly and therefore leads to particularly cost-effective constructions. The pipes can be glued directly to the end faces, but if greater strength is required, sleeves should be used, which are pushed onto the pipe ends and glued to them.

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Eine alternative Möglichkeit sieht vor, daß die Rohre durch Spannfittings verbunden sind. Diese Art der Montage ist immer dann von Vorteil, wenn die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Konstruktion zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal geändert werden muß, z.B. um sie zu verlagern oder zu ergänzen.An alternative option is to connect the pipes using clamping fittings. This type of assembly is always advantageous if there is a likelihood that the structure will have to be changed again at a later date, e.g. to relocate it or add to it.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr im ^ Innenbereich mit Rippen versehen ist. Durch die Anordnung von Rippen, im Allgemeinen Längsrippen, wird die Oberfläche vergrößert. Das aufzuheizende Wasser bestreicht dadurch eine größere Oberfläche die erwärmtA further very advantageous embodiment of the invention is characterized in that the inner tube is provided with ribs in the inner area. The arrangement of ribs, generally longitudinal ribs, increases the surface area. The water to be heated thus covers a larger surface area which is heated

ist, nimmt daher schneller Wärme auf. 15is, therefore absorbs heat more quickly. 15

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.The invention is described below with reference to the drawings.

Es zeigt
20It shows
20

- Figur 1 in schematischer Darstellung entlang der- Figure 1 in schematic representation along the

Umrißlinie eines Hauses eine Sonnenkollektorrohrinstallation.Outline of a house a solar panel pipe installation.

- Figur 2
und- Figure 2
and

Figur 3 einen Längsschnitt durch ein Sonnenkollektorrohr Figure 3 a longitudinal section through a solar collector tube

- Figur 4 ein Sonnenkollektorrohr im Querschnitt- Figure 4 a solar collector tube in cross section

- Figur 5 einen weiteren Längsschnitt durch ein Sonnen- Figure 5 shows another longitudinal section through a solar

kollektorrohrcollector pipe

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- Figur 6
und- Figure 6
and

Figur 7 zeigen weitere Ausführungsformen im Querschnitt .Figure 7 shows further embodiments in cross section.

Das Sonnenkollektorrohr (1) besteht im wesentlichen aus dem Außenrohr (2) aus einem strahlendurchlässigen Kunststoff und dem Innenrohr (3) aus einem schwarz eingefärbten Kunststoff. Zwischen dem Außenrohr (2) undThe solar collector tube (1) consists essentially of the outer tube (2) made of a radiolucent plastic and the inner tube (3) made of a black colored plastic. Between the outer tube (2) and

V. dem Innenrohr (3) befindet sich ein Ringspalt (4), derV. the inner tube (3) has an annular gap (4) which

das Innenrohr (3) in gleichmäßigem Abstand von 2 mm umgibt. Auf dem Innenrohr (3) - Figur 2 - stützen sichsurrounds the inner tube (3) at a uniform distance of 2 mm. The inner tube (3) - Figure 2 - is supported by

Stege (6) ab, die integraler Bestandteil des Außenroh-webs (6) which are an integral part of the outer tube

1515

res (2) sind, d.h. bei der Extrusion des Außenrohresres (2), i.e. during the extrusion of the outer tube

(2) erstellt wurden. Die Stege (6) können - wie in Figur 7 dargestellt - einen Drall (8) aufweisen, also spiralig um einen Teil des Umfanges vom Innenrohr (3)(2) were created. The webs (6) can - as shown in Figure 7 - have a twist (8), i.e. spirally around part of the circumference of the inner tube (3)

verlaufen. Dadurch bildet sich im Außenrohr (2) eineThis creates a gap in the outer tube (2).

2020

Art Innengewinde, die das Einsetzen des Innenrohres (3)Type of internal thread that allows the insertion of the inner tube (3)

und gegebenenfalls das Verkleben der Rohre miteinander, vereinfacht.and, if necessary, gluing the pipes together, simplified.

(' Das Innenrohr (3) kann, wie in Figur 2 dargestellt, aus (' The inner tube (3) can, as shown in Figure 2, be made of

V/ 25V/ 25

zwei Rohrstücken bestehen, die mittels der Schweißnahttwo pipe sections that are connected by means of the weld

(11) im Bereich der Muffe (9) verbunden sind. Das Sonnenkollektorrohr (1) weist dabei ein Außenrohr (2) auf, das kürzer ist als das Innenrohr (3), so daß an der Stoßstelle das Verschweißen der zwei Innenrohrstücke(11) in the area of the sleeve (9). The solar collector pipe (1) has an outer pipe (2) that is shorter than the inner pipe (3), so that the welding of the two inner pipe sections

(3) stattfinden kann. Zweckmäßig wird dabei nach dem Verschweißen des Innenrohres (3) auf einer Seite erst das Außenrohr (2) aufgebracht, nachdem zuvor die Muffe (9), die gegenüber dem Außenrohr (2) durch Dichtringe (10) abgedichtet ist, auf ein Außenrohr (2) aufgebracht(3) can take place. It is advisable to first attach the outer pipe (2) after welding the inner pipe (3) on one side, after the sleeve (9), which is sealed against the outer pipe (2) by sealing rings (10), has been attached to an outer pipe (2).

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wurde und die Dichtung (12), die sich über dem Bereich der Schweißnaht (11) erstreckt, über das Innenrohr (3) geschoben und in die Muffe (9) eingebracht wurde.and the seal (12), which extends over the area of the weld seam (11), was pushed over the inner pipe (3) and inserted into the sleeve (9).

Zur Befestigung des Sonnenkollektorrohres (1) weist die Muffe (9) einen Befestigungsbolzen (14) auf, der durch die Kontermutter (15) in seiner Position in der MuffeTo secure the solar collector pipe (1), the sleeve (9) has a fastening bolt (14) which is held in position in the sleeve by the lock nut (15).

(9) gehalten wird.
10(9) is held.
10

&ngr; Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der&ngr; Figure 3 shows a further embodiment of the

Erfindung, bei der die Innenrohre (3) jedoch nicht verschweißt sondern mittels einer Kupplung (7) verbundenInvention in which the inner tubes (3) are not welded but connected by means of a coupling (7)

sind. Bei dieser Kupplung handelt es sich um eine übli-This coupling is a common

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ehe Kupplung mit konischem Innengewinde, das auf mitbefore coupling with conical internal thread, which is

entsprechend konischem Gewinde versehene Ansätze der Innenrohre (3) aufgeschraubt wird. Die Dichtung (12), die sich auch hier zwischen den beiden Außenrohren (2) erstreckt, besteht aus elastischem Material um Wärme-The seal (12), which also extends between the two outer tubes (2), is made of elastic material to prevent heat

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spannungen ausgleichen zu können, die durch unterschiedliche Dehnung der für Außenrohr (2) und Innenrohr (3) eingesetzten Kunststoffe verursacht wird.to compensate for stresses caused by different expansion of the plastics used for the outer tube (2) and inner tube (3).

( Die sich beidseitig an die Dichtung (12) anschließende( The seal (12) is connected to both sides

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Zusatzdichtung (12') dichtet das Außenrohr (2) gegenAdditional seal (12') seals the outer tube (2) against

das Innenrohr (3) ab und reduziert damit die Luftbewegung im Ringspalt (4) auf die Länge eines Außenrohres (2).the inner tube (3) and thus reduces the air movement in the annular gap (4) to the length of an outer tube (2).

Die Muffe (9), die, wie bereits zu Figur 2 beschrieben, mit Dichtringen (10) versehen ist, gestattet aufgrund dieser Dichtringe (10) ebenfalls in gewissem Umfang eine Bewegung der Außenrohre (2) zur Muffe (9).The sleeve (9), which, as already described in Figure 2, is provided with sealing rings (10), also allows a certain extent of movement of the outer pipes (2) towards the sleeve (9) due to these sealing rings (10).

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Abweichend von Figur 2 ist in Figur 3 eine Rohrschelle (27) dargestellt, die mit dem Schellenbolzen (26) verschweißt ist und durch die Schellenschraube (28) an der Muffe (9) gehalten wird. Die auch bei dieser Ausführungsform vorhandenen Stege (6) sind in Figur 3 nicht dargestellt.In contrast to Figure 2, Figure 3 shows a pipe clamp (27) that is welded to the clamp bolt (26) and is held to the sleeve (9) by the clamp screw (28). The webs (6) that are also present in this embodiment are not shown in Figure 3.

Figur 4 und Figur 5 unterscheiden sich insofern von den restlichen Figuren, als hier keine Stege (6) eingesetzt werden, die Gleichmäßigkeit des Ringspaltes (4) stattdessen durch Noppen (5) erreicht wird. Diese Noppen (5) werden entweder durch Verformen des Außenrohres (2) eingebracht, können aber auch, wenn das Außenrohr (2) nicht extrudiert sondern gespritzt wird, in einemFigure 4 and Figure 5 differ from the other figures in that no webs (6) are used here, the uniformity of the annular gap (4) is achieved instead by means of knobs (5). These knobs (5) are either introduced by deforming the outer tube (2), but can also, if the outer tube (2) is not extruded but injected, be in a

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Arbeitsgang hergestellt werden.operation.

Eine weitere in Figur 4 dargestellte Besonderheit ist die Reflektionsschicht (29), die ungefähr den halben Umfang des Innenrohres (3) umgibt und durch Co-Extru-Another special feature shown in Figure 4 is the reflection layer (29), which surrounds approximately half the circumference of the inner tube (3) and is made by co-extrusion.

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sion erzeugt wurde. Das Innenrohr (3), das aus schwarz eingefärbten HDPE besteht, ist ein sogenannter schwarzer Körper, d.h. ein Körper, der insbesondere Wärmestrahlung gut aufnimmt, andererseits aber mit zunehmender Erwärmung auch Strahlung abgibt. Um diese Strah-The inner tube (3), which is made of black-colored HDPE, is a so-called black body, i.e. a body that absorbs heat radiation particularly well, but on the other hand also emits radiation as it heats up. In order to absorb this radiation,

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lenabgabe in dem der Sonne abgewandten Bereich zu reduzieren, wird dieser Bereich aus einem hell, im allgemeinen also weiß eingefärbten, HDPE gespritzt.In order to reduce solar radiation in the area facing away from the sun, this area is injection-molded from a light, generally white, colored HDPE.

Eine ähnliche Ausführungsform ist in Figur 7 dargestellt, wo die Spiegelschicht (31) der sonneneinstrahlung-abgewandten Seite des Außenrohres (2) zugeordnet ist, wobei diese Spiegelschicht (31) ebenfalls durch Co-Extrusion erzeugt wurde. Abweichend von der Aufgabe der Reflektionsschicht (29), keine Strahlung austreten zu lassen, wird hier jedoch Wert darauf gelegt, daß dieA similar embodiment is shown in Figure 7, where the mirror layer (31) is assigned to the side of the outer tube (2) facing away from the sun’s rays, where this mirror layer (31) was also produced by co-extrusion. Deviating from the task of the reflective layer (29) of not allowing any radiation to escape, emphasis is placed here on the fact that the

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eintretende Strahlung auf das Innenrohr (3) reflektiert wird. Es wird dabei auch die aus dem schwarzen Körper austretende Strahlung wieder auf diesen zurückgeworfen, was zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des Solarkollektorrohres (1) führt und damit zur Erhöhung der Temperatur im Wasserraum (3) beiträgt.incoming radiation is reflected onto the inner tube (3). The radiation emerging from the black body is also reflected back onto it, which leads to an improvement in the efficiency of the solar collector tube (1) and thus contributes to increasing the temperature in the water space (3).

Zum Abschluß soll noch die Figur 1 betrachtet werden, die schematisch den Aufbau einer Solaranlage zeigt. Über den Wasserzulauf (20) tritt Wasser in das Anschlußstück (19) ein und wird hier nach drei Richtungen, entlang der Umrißlinie (25) des Hauses, in die Sonnenkollektorrohre (1) verteilt. Nach der Füllung des Systems sorgt eine Umwälzpumpe (21) dafür, daß die Sonnenkollektorrohre (1), die sie verbindenden Muffen (9) ebenso die Bögen (18), die Krümmer (17) und die gekröpften T-Stücke (16) durchströmt werden. Über ein durch einen Thermostat gesteuertes Ventil (24), das in der Ringleitung (23) angeordnet ist, in der sich auchFinally, we should look at Figure 1, which shows the schematic structure of a solar system. Water enters the connector (19) via the water inlet (20) and is distributed in three directions, along the outline (25) of the house, into the solar collector pipes (1). After the system has been filled, a circulation pump (21) ensures that the water flows through the solar collector pipes (1), the couplings (9) connecting them, as well as the bends (18), the elbows (17) and the cranked T-pieces (16). A valve (24) controlled by a thermostat, which is arranged in the ring line (23), in which the

''

der Speicher (22) befindet, drückt dxe Umwälzpumpe (21) das im Kreislauf geführte Wasser in das Anschlußstück (19), womit der Kreislauf geschlossen ist.the storage tank (22), the circulation pump (21) presses the water in the circuit into the connection piece (19), which closes the circuit.

Der Speicher (22) kann z.B. ein Schwimmbecken sein, dasThe storage tank (22) can be, for example, a swimming pool that

auf diese Weise beheizt wird. Es ist aber ebensogut möglich, den Speicher (22) als Brauchwasserspeicher auszuführen. Dazu ist dann eine nicht dargestellte Steuerung erforderlich, die über den Wasserzulauf (20) dieis heated in this way. However, it is just as possible to design the storage tank (22) as a domestic water storage tank. This requires a control system (not shown) that controls the

Wassermenge im Kreislauf konstant hält. 30Keeps the amount of water in the circuit constant. 30

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Claims

Protection claims

1) Solar collector pipe for heating heating, domestic water and especially swimming pool water, which is designed as a double-walled pipe, with the inner

r pipe receives the medium to be heated and the

The outer tube is a radiation-permeable tube that surrounds the inner tube, forming an annular gap

characterized,

that the ratio of the surface area of the inner pipe cross-section to the diameter is between 7.5 and 15 mm, " . ·

the inner tube (3) is made of black colored plastic and the outer tube (2) is made of radiation-permeable plastic.

2) Solar collector tube according to claim 1, characterized in that

that support points are arranged between the inner (3) and outer tube (2) which, in order to support the inner tube (3) against the outer tube (2), are distributed over the circumferential surface as truncated pyramid or truncated cone-like supports on the outside of the inner tube (3) or on the inside of the outer tube (2).

3) Solar collector tube according to claim 1, characterized in that

that the outer tube (2) is provided with internally arranged webs (6).

4) Solar collector tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that between 3 and 12 webs (6) are arranged.

5) Solar collector tube according to one of claims 1 to 4, characterized in that the webs (6) are guided spirally around the inner tube (3) and form a type of internal thread in the outer tube 2.

6) Solar collector tube according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gap width of the annular gap (4) is between and 5 mm.

7) Solar collector tube according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner tube (3) consists of black-colored HD polyethylene.

8) Solar collector tube according to one of claims 1 to 7, characterized in that the polyethylene is colored with up to 3 percent by weight of carbon.

9) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 8, characterized in that up to 60% black, finely divided rubber is mixed into the polyethylene.

10) Solar collector tube according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outer tube (2) consists of a polymethacrylic acid ester.

11) Solar collector tube according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outer tube (2) consists of a polycarbonate.

12) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outer pipe (2) consists of a PVC.

13) Solar collector tube according to one of claims 1 to 12, characterized in that the outer (2) and the inner tube (3) form an integral co-extruded part.

14) Solar collector tube according to one of claims 1 to 4, characterized in that the length of a tube is between 500 and 3000 mm.

15) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 14, characterized in that the pipes are manufactured in modular construction, i.e. in several standardized fixed lengths.

16) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 15, characterized in that the outer pipe (2) has ventilation holes at intervals of equal to or less than one meter.

17) Solar collector tube according to one of claims 1 to 16, characterized in that the ventilation holes are arranged on the underside of the tube.

18) Solar collector tube according to one of claims 1 to 17, characterized in that the inner tubes (3) are connected by a metal sleeve.

19) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 18, characterized in that the metal sleeve has a ventilation hole (13).

20) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 19, characterized in that the inner (3) and outer pipe (2) consist of a soft PVC.

21) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 19, characterized in that the inner pipe (3) consists of HDPE and the outer pipe (2) consists of a soft PVC.

22) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 21, characterized in that the PVC pipes are glued together.

23) Solar collector pipe according to one of claims 1 to 21, characterized in that the pipes are connected by clamping fittings.

24) Solar collector tube according to one of claims 1 to 21, characterized in that the inner tube (3) is provided with ribs in the inner region.