DE3002650A1

DE3002650A1 - Kollektor zur aufnahme von sonnenenergie

Info

Publication number: DE3002650A1
Application number: DE19803002650
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Heribert 4390 Gladbeck Dewert; Ing.(grad.) Heinz 4600 Dortmund Gresch; Ing.(grad.) Heinz 4390 Gladbeck Hölter; Ing.(grad.) Heinrich Igelbüscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1981-07-30

Description

Kollektor zur Aufnahme von Sonnenenergie Die Erfindung betrifft einen Kollektor zur Aufnahme von Sonnenenergie aus zwei zueinander im wesentlich parallelen Wandungen, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, die randseitig miteinander verbunden sind und zwischen denen wenigstens ein Zulaufkanal und ein Ablaufkanal sowie eine Vielzahl von Verbindungskanälen zwischen Zulaufkanal und Ablaufkanal für die Wärmetauscherflüssigkeit gebildet sind, wobei wenigstens eine Wandung auf ihrer der anderen Wandung zugewandten Seite eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Rippen zur Bildung der Verbindungskanäle aufweist und die jeweils andere Wandung mit den erhabenen Flächen der Vorsprünge und/oder Rippen wenigstens bereichsweise verbunden ist, nach Patent 29 19 458 (Patentanmeldung P 29 19 458.9).
Der Kollektor nach dem Hauptpatent verbessert früher vorgeschlagene Ausführungsformen, die als flSchenhaftes Gebilde konzipiert waren, wobei zwischen deren Wandungen, die zum Beispiel von einem flach gelegten Folienschlauch gebildet sind, eine für die Wärmetauscherflüssigkeit durchlässige Zwischenschicht angeordnet ist. Bei dem Kollektor nach dem Hauptpatent kann aufgrund der Profilierung der Wandungen auf die Anordnung einer für die Wärmetauscherflüssigkeit durchlässigen Zwischenschicht vollständig verzichtet werden, weil die Verbindungskanäle zwischen den Profilierungen gebildet sind. Die Profilierungen können zum Beispiel dadurch gebildet werden, daß die Wandungen extrudiert und aus der Extrusionswärme durch Walzen, Pressen und dergleichen mit den Profilen versehen werden. Zum Aufbau der im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsformen benötigt man zwei Wandungen mit unterschiedlichen Profilierungen deren Profilseiten aufeinander gelegt und dann miteinander verbunden werden.
Das ist verbesserungsfähig.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung eines Kollek tors der eingangs beschriebenen Gattung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die andere Wandung eine einfache Platte oder Folie ist und daß die Rippen Durchgangsschlitze für die Wärmetauscherflüssigkeit auf weisen. Zum Aufbau des erfindungsgemäßen Kollektors genügt eine Wandung, die einseitig profiliert ist. Die andere Wandung kann von einer einfachen, glatten Platte oder Folie gebildet werden, die auf die Profilseite aufgelegt und mit dieser verbunden wird. Dadurch werden Herstellung und Aufbau des Kollektors wesentlich vereinfacht, ohne daß seine Funktionsfähigkeit beeinträchtigt wird. Nach wie vor werden von den Profilierungen ein Zulaufkanal und ein Ablaufkanal für die Wärmetauscherflüssigkeit sowie dazwischen Verbindungskanäle gebildet. Wenn die Profilierungen rippenartig ausgebildet sind, werden Durchgangsschlitze für die Wärmetauscherflüssigkeit angeordnet, die so von dem Zulaufkanal zum Ablaufkanal fließen kann.
Zweckmäßig ist die Größe der Durchgangsschlitze und/oder der Abstand der Vorsprünge unterschiedlich, damit keine glatten durchgehenden Strömungskanäle gebildet werden sondern Strömungsschikanen, die Turbulenzen erzeugen und damit für eine gute Durchmischung der Wärmetauscherflüssigkeit im Bereich des Kollektors sorgen. Dieser Effekt kann noch verbessert werden, wenn die Durchgangsschlitze und/oder die Vorsprünge in Strömungsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Rippen im wesentlichen parallel zum Zulaufkanal bzw. zum Ablaufkanal. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Rippen so anzuordnen, daß sie sich schräg zum Zulaufkanal bzw. zum Ablaufkanal erstrecken.
In allen Fällen wird der gewünschte Strömungszustand durch die Profilierung der Profilseite der einen Wandung definiert. Deswegen ist es beim Zusammenlegen und Verbinden der beiden Wandungen nicht erforderlich, diese Wandungen exakt zueinander auszurichten.
Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigt die die einzige Figur in perspektivischer Darstellung ein Kollektorelement mit teilweise auseinander gezogenen Wandungen.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel weist die untere Wandung 1 außer randseitigen Rippen 3 und 4 eine Vielzahl von sich parallel zu diesen Rippen 3, 4 erstreckenden Längsrippen 17 auf. Der Abstand der randseitigen Rippen 3 bzw. 4 von der jeweils nächsten benachbarten Längsrippe ist größer als der Abstand der übrigen Längsrippen 17 untereinander, so daß zwischen den randseitigen Rippen 3, 4 und der jeweils benachbarten Längsrippe 17 ein Zulaufkanal 14 bzw. ein Ablaufkanal 15 gebildet sind. Aus Stabilitätsgründen sind die randseitgen Rippen 3, 4 und die jeweils benachbarten Längsrippen 17 etwas breiter ausgeführt als die übrigen Längsrippen. Alle Rippen besitzen eint im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Längsrippen 17 im wesentlichen parallel zum Zulaufkanal 14 bzw. zum Ablaufkanal 15. Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen können sich die Rippen 17 aber auch schräg zum Zulaufkanal 14 bzw. zum Ablaufkanal 15 erstrecken.
Alle Längsrippen 17 sind in Abständen von Durchgangsschlitzen 4o bzw. 41 für die Wärmetauscherflüssigkeit unterbrochen.
Man erkennt, daß die Größe der Durchgangsschlitze 40 bzw 41 unterschiedlich ist. Jede zweite Längsrippe 17 besitzt entweder größere Durchgangs schlitze 40 bzw. kleinere Durchgangsschlitze 41. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede Längsrippe 17 entweder größere Durchgangsschlitze 40 oder kleine Durchgangsschlitze 41 auf. Benachbarte Längsrippen 17 weisen ungleich große Durchgangsschlitze auf. Im übrigen sind die Durchgangsschlitze 40, 41 in Strömungsrichtung, die im wesentlichen einer orthogonalen Verbindung zwischen dem Zulaufkanal 14 und dem Ablaufkanal 15 entspricht, seitlich zueinander versetzt. Es versteht sich, daß auch andere, nicht dargestellte Schlitzanordnungen möglich sind.
Zum Beispiel können die Rippenabschnitte länger, als dargestellt ausgeführt sein und/oder können die Rippen schräg zum Zulaufkanal 14 bzw. zum Ablaufkanal 15 angeordnet sei.n.
Zum Kollektor gehört auch eine obere Wandung 2, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine einfache Folie mit glatten Seiten ist.
Die beiden Wandungen 1, 2 werden durch Druck und Wärme vereinigt, wobei die randseitigen Rippen 3, 4 mit zugeordneten Randabschnitten 5, 6 der Wandung 2 verbunden werden. Der dazwischenliegende Bereich der Wandung 2 wird mit der Oberseite der Profilierungen, d.h., beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Längsrippen 17 verbunden. Dadurch entstehen im fertigen Kollektor nicht nur der Zulaufkanal 14 und der Ablaufkanal 15 sondern zwischen beiden auch eine Vielzahl von Verbindungskanälen, die einerseits von den Durchgangsschlitzen 40 bzw. 41 und andererseits von den zwischen den Rippen befindlichen Nuten gebildet werden. Das in Richtung des Pfeils 12 in den Zulaufkanal 14 eintretende und in Richtung des Pfeils 13 aus dem Ablaufkanal 15 austretende Wärmetauschermedium durchfließt deshalb diese Verbindungskanäle in einer turbulenten Strömung, die den Wärmeübergang innerhalb des Wärmetauschermediums fördert.
Als Material für die Wandungen 1, 2 wird vorzugsweise ein Athylen-Propylen-Mischpolymerisat verwendet, wobei das Material wenigstens einer Wandung einen Zusatz von Bitumen aufweisen kann, so daß diese Wandung Eigenschaften erhält, die denen eines schwarzen Körper nahekommen.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt die Breite des Kollektors ca. 1150 mm. Die Breite der Verbindungskanäle zwischen den Längsrippen 17, 18 liegt zwischen 2 und 3 mm, während die Höhe der VerbindungsKanäle ca. 1,5 bis 2 mm beträgt. Das Verhältnis der Länge der einzelnen Abschnitte der Längsrippen 17 zu den dazwischen angeordneten Durchgangsschlitzen 40 bzw. 41 liegt etwa zwischen 4:1 und 5:1.
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Claims

Kollektor zur Aufnahme von Sonnenenergie Patentansprüche Kollektor zur Aufnahme von Sonnenenergie aus zwei zueinander im wesentlichen parallelen Wandungen, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, die randseitig miteinander verbunden sind und zwischen denen wenigstens ein Zulaufkanal und ein Ablaufkanal sowie eine Vielzahl von Verbindungskanälen zwischen Zulaufkanal und Ablaufkanal für die Wärmetauscherflüssigkeit gebildet sind, wobei wenigstens eine Wandung auf ihrer der anderen Wandung zugewandten Seite eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Rippen zur Bildung der Verbindungskanäle aufweist und die jeweils andere Wandung mit den erhabenen Flächen der Vorsprünge und/ oder Rippen wenigstens bereichsweise verbunden ist, nach Patent 29 19 458 (Patentanmeldung P 29 19 458.9), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die andere Wandung (2) eine einfache Platte oder Folie ist und daß die Rippen (17) Durchgangsschlitze (40, 41) für die Wärmetauscherflüssigkeit aufweisen.
2. Kollektor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Größe der Durchgangsschlitze (4o, 41) und/oder der Abstand der Vorsprünge unterschiedlich ist.
3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Durchgangs schlitze (40, 41) und/oder die Vorsprünge in Strdf nungsrichtung Versetzt zueinander angeordnet sind
4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t9 daß die Rippen (17) sich im wesentlichen parallel zum Zulaufkanal (14) bzw. zum Ablaufkanal (15) er strecken.
5. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rippen (17) sich schräg zum Zulaufkanal (14) bzw. zum Ablaufkanal (15) erstrecken