DE3002787A1

DE3002787A1 - Solar converter system with thermal overload protection - includes valve which opens under no-flow conditions to drain liq. from system

Info

Publication number: DE3002787A1
Application number: DE19803002787
Authority: DE
Inventors: John M. St. Burbank Calif. Popovich; Thomas R. Glendale Calif. Thornbury
Original assignee: SOUTHWEST SOLAR CORP
Current assignee: SOUTHWEST SOLAR CORP
Priority date: 1980-01-26
Filing date: 1980-01-26
Publication date: 1981-07-30

Abstract

Solar convertor has a base and an extended surface to face the sun, the surface being reflective and located rearward of the path of the liquid, with a structure at the front side of the surface to pass solar radiation, together a pump and liquid reservoir in communication with the converter, and an element operable to admit air into the convertor to effect liquid drainage. The structure may be a cellular honeycomb material which is transparent to solar radiation and the converter may be located on the suction side of the pump to provide a sub-atmospheric distributed flow of liquid over the surface. The element may be a valve which is connected to the pump, draining the liquid from the convertor under no-flow condition.

Description

Kennwort: "Solarkollektor"Password: "solar collector"

Solaranlage Die Erfindung betrifft eine Sclaranlage mit einem Sonnenenergiewandler oder Solarkollektor, einem Vorratsbehälter, der dem Aufnehmen von Arbeitsflüssigkeit (Flud) dient, einer Pumpe sowie diese Elemente miteinander verbindenden Rohrleitungen. Anlagendieser Art werden verwendet. zur Umwandlung von Sonnenenergie in thermische, elektrische oder chemische Energie. Bei einem bekannt'en Verfahren wird die Sonnenenergie unmittelbar ausgenutzt, um eine absorbierende Flüssigkeit zu erwärmen. Beispielshalber.wird auf die folgenden Druckschriften verwiesen: US-PS 3 107 052, US-PS 3 939 819, US-PS 4 055 163 und US-PS 4 048 981. Solar system The invention relates to a sound system with a solar energy converter or solar collector, a reservoir that holds working fluid (Flud) is used, a pump and pipes connecting these elements to one another. Systems of this type are used. for converting solar energy into thermal, electrical or chemical energy. In a well-known process, the solar energy directly used to heat an absorbent liquid. As an example. Will See the following references: U.S. Patent No. 3,110,052, U.S. Patent No. 3,939,819, U.S. Patent No. 3,107,052 4,055,163 and U.S. Patent 4,048,981.

Die bekannten Bauarten solcher Solaranlagen sind in ihrer Anwendung für thermische Zwecke beschränkt. Dies liegt zum einen in deren geringem thermischen Wirkungsgrad, weiterhin in den relativ hohen Herstellungskosten und schließlich in den Problemen, die dann auftreten, wenn die Anlage nicht von Arbe-itsmedium durchströmt ist. Die meisten der in letzter Zeit entwickelten thermischen Solaranlagen verwenden eine- metallische Absorberplatte, die durch die Sonnenstrahlung aufgeheizt wird.The known types of such solar systems are in their application limited for thermal purposes. On the one hand, this is due to their low thermal properties Efficiency, continues in the relatively high manufacturing cost and eventually in the problems that arise when the work medium does not flow through the system is. Most of the recently developed solar thermal systems use a metallic absorber plate that is heated up by solar radiation.

Das Flud arbeitet im allgemeinen bei Drücken, die bei einem mehrfachen des atmosphärischen Druckes liegen. Demgemäß sind Werkstoffe hoher Festigkeit für den gesamten Weg des Fluds notwendig. Bei Stillstand der Strömung kann die Absorberplatte durch die Sonneneinstrahlung auf außerordentlich hohe Temperaturen aufgeheizt werden, so daß für die gesamte Anlage Werkstoffe entsprechend hoher Temperaturbeständigkeit erforderlich sind. Der hohe Temperaturbereich, für den eine solche Anlage ausgelegt werden muß, wirft Probleme der thermischen Ausdehnung, der mechanischen Beschädigung sowie verringerter Lebensdauer auf. Viele thermische Solaraulagen unterliegen dem Mangel, daß das Arbeitsmedium zum Kochen oder zum Einfrieren gelangt; ferner sind die von'dem Flud durchströmten Elemente chemischem Angriff ausgesetzt. Alle diese Probleme verlangen die Anwendung teurer, hochwertiger Werkstoffe und Konstruktionen.The fluid generally operates at pressures that are multiple of atmospheric pressure. Accordingly, high strength materials are for necessary the entire path of the flud. When the flow stops, the absorber plate by the solar radiation is heated to extremely high temperatures, so that materials for the entire system are correspondingly high temperature resistance required are. The high temperature range for which such a system is designed must be, raises problems of thermal expansion, mechanical damage as well as reduced service life. Many solar thermal systems are subject to this Lack that the working medium reaches boiling or freezing; furthermore are the elements through which the flud flows are exposed to chemical attack. All these Problems require the use of expensive, high-quality materials and constructions.

Die geringe thermische Ausbeute ist bedingt durch einen geringen thermischen Wirkungsgrad der meisten Konstruktionen, und zwar dies wiederum aufgrund geringer Wärmeleitfähigkeit von dem Absorber auf das Arbeitsmedium, ferner durch nur teilweises Bestreichen der Absorberplatte durch das Arbeitsmedium, sodann durch hohe Konvektions- und Strahlungsverluste während des Betriebes, und schließlich infolge hoher Wärmekapazität der verwendeten Werkstoffe.The low thermal yield is due to a low thermal yield Efficiency of most designs, again due to lower Thermal conductivity from the absorber to the working medium, furthermore only partially Brushing of the absorber plate by the working medium, then by high convection and radiation losses during operation, and ultimately as a result of high heat capacity the materials used.

Da bei den meisten thermischen Solaranlagen das Arbeitsmedium nicht direkt der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, wird hierbei kein Fotoeffekt-Verfahren wie beispielsweise ein fotoelektrisches oder fotochemisches Verfahren angewandt, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile. bekannter Bauarten zu vermeiden. Dies wird durch die in den Ansprüchen wiedergegebenen Maßnahmen erreicht.As with most thermal solar systems, the working medium is not is directly exposed to solar radiation, there is no photo effect process such as a photoelectric or photochemical process applied, The invention is based on the aforementioned disadvantages. better known Avoid types of construction. This is achieved through the measures set out in the claims achieved.

Ganz allgemein umfaßt ein erfindungsgemäßes System einen an sich bekannten eigentlichen Konverter oder Kollektor, in welchem die Flüssigkeit direkt. die Sonnenstrahlung absorbiert; ferner ist eine erste Einrichtung zum Umwälzen der Flüssigkeit durch den Kollektor sowie eine Einrichtung zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Kollektor bei unerwünschten Betriebsbedingungen im System vorgesehen. Ein solches System umfaßt einen Solarkollektor mit einer Grundplatte und einer hierauf befindlichten, der Sonne zugewandten Fläche, die reflektierend ist und die auf der RUckseite des Weges der-genannten Flüssigkeit angeordnet ist; die Vorderfront der genannten Fläche ist derart beschaffen, daß die Sonnenstrahlung durchläßt; weiterhin sind eine Pumpe und ein Flüssigkeitsbehälter mit dem Kollektor zusammengeschaltet, und schließlich ist ein Element vorgesehen, wodurch Luft in den Kollektor einströmen kann, um die Flüssigkeit hieraus ablassen zu können. Die der Sonne zugewandte Vorderfront kann einen bienenwabenartigen Aufbau haben.In general, a system according to the invention comprises one which is known per se actual converter or collector in which the liquid flows directly. the solar radiation absorbed; furthermore, a first device for circulating the liquid is through the collector and a device for drawing off the liquid the end the collector in the event of undesirable operating conditions in the system. One such System comprises a solar collector with a base plate and a the surface facing the sun, which is reflective and which is on the back of the Is arranged in the path of said liquid; the front of the face mentioned is such that solar radiation lets through; still are a pump and a liquid container interconnected with the collector, and finally an element is provided through which air can flow into the collector in order to To be able to drain liquid from it. The front facing the sun can have a honeycomb structure.

Der Kollektor ist an die Saugseite der Pumpe angeschlossen, um einen unteratmosphärischen Druck zu erzeugen.The collector is connected to the suction side of the pump to a to generate sub-atmospheric pressure.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Bauarten vor allem dadurch, daß sie die maximalen Temperatur- und Druckdifferentiale, dennen die Solaranlage ausgesetzt ist, weitgehend verringert. Die Maximaltemperatur der Flüssigkeit wird in keinem Teil des Konvektors jemals überschritten. In strömungslosem Zustand ist die absorbierende Flüssigkeit der Sonne nicht ausgesetzt und die der Sonne zugewandte Fläche kann genügend stark refhktierend sein, um übermäßige Temperatursteigerungen zu verhindern. Die verringerten Temperaturen erlauben die Anwendung weniger teurer Werkstoffe und Konstruktionen für die gesamte Anlage. So lassen sich beispielsweise zum Herstellen eines bienenwabenförmigen Aufbaues organische Werkstoffe verwenden, die Konvektions- und Strahlungswärmeverluste vermeiden. Durch Anwendung des unteratmosphärischen'Druckes im Kollektor wird das maximale Druckdifferential sehr weitgehend vermindert, so daß größere Freiheit der Materialauswahl und der Konstruktionsgestaltung herrschen. Da die Spannungen, die auf die von dem Flud durchströmten Elemente einwirken, eher zusammendrückender Natur sind, lassen sich für den Strömungsweg innerhalb des Kollektors große Platten verwenden. Die absorbierende Flüssigkeit füllt den gesamten Kollektorhohlraum aus, so daß die Strahlungsabsorbsion optimiert wird. Da die Flüssigkeit die Strahlung direkt absorbiert, treten keinerlei Probleme bezüglich der Wärmeleitung auf. Schließt man ein Ventil an den Kollektor an, um bei strömungslosem Zustand die Flüssigkeit abzulassen, so wird hierdurch ein thermischer oberlastungsschutz geschaffen. Trifft man Maßnahmen dafür, daß die Flüssigkeit automatisch abgelassen wird, so läßt sich hierdurch ein überlastungsschutz gegen Kochen der Flüssigkeit schaffen. Da die Temperatur- und Druckspitzen stark vermindert sind, hat eine solche Anlage auch eine größere Lebensdauer.The invention primarily avoids the disadvantages of the known types by having the maximum temperature and pressure differentials, the solar system dennen is largely reduced. The maximum temperature of the liquid will be never exceeded in any part of the convector. Is in the no-flow condition the absorbent liquid not exposed to the sun and that facing the sun Surface can be reflective enough to prevent excessive temperature increases to prevent. The reduced temperatures allow the application to be less expensive Materials and constructions for the entire system. For example use organic materials to create a honeycomb structure, which avoid convection and radiant heat losses. By applying sub-atmospheric pressure in the collector the maximum pressure differential is very largely reduced, see above that there is greater freedom of choice of materials and design. Since the tensions that act on the elements through which the flud flows, rather compressive in nature can be used for the flow path within the collector use large plates. The absorbing liquid fills the entire collector cavity off, so that the radiation absorption is optimized. Since the liquid absorbs the radiation directly, there are no problems with heat conduction on. If you connect a valve to the collector, in the case of a no-flow condition To drain the liquid, this is a thermal overload protection created. Measures are taken to ensure that the liquid is automatically drained is, it can be an overload protection against boiling of the liquid create. Since the temperature and pressure peaks are greatly reduced, such Plant also has a longer service life.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt: Fig. 1 zeigt im Aufriß und im Querschnitt einen Solarkollektor, der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden kann.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In it is in detail the following is shown: Fig. 1 shows in elevation and in cross section a Solar collector that can be used in connection with the invention.

-Fig. 2 ist eine.Vorderansicht mehrerer Kollektoren, die parallelgeschaltet sind.-Fig. Figure 2 is a front view of multiple collectors connected in parallel are.

Fig. 3 stellt in Aufrißansicht sowie teilweise geschnitten eine gesamte, erfindungsgemäße Solaranlage dar.Fig. 3 shows in elevation and partially sectioned an entire, solar system according to the invention.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren, erfindungsgemäßen Solaranlage'mit einem thermischen Speichersystem.Fig. 4 is a schematic representation of a further one according to the invention Solar system with a thermal storage system.

Fig 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Solarkollektors, der im Zusammenhang mit der Erfindung angewandt werden kann.Fig. 5 shows an embodiment of a solar collector, which in Can be used in connection with the invention.

Fig. 6 ist eine Ansicht des Gegenstandes gemäß Fig. 5 von hinten.FIG. 6 is a rear view of the article according to FIG. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils ein ebener Kollektor dargestellt.In FIGS. 1 and 2, a flat collector is shown in each case.

Es versteht sich jedoch, daß auch andere Gestaltung möglich ist.It goes without saying, however, that other configurations are also possible.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kollektor 11 hat eine Grundplatte 10, die aus stark isolierendem Werkstoff wie beispielsweise geschäumtem Plastik, Glasfasern, einer Zellstruktur oder einem Luftraum besteht, und das von einer Rückwand 19 umschlossen sein kann. Sämtliche Werkstoffe haben relativ geringes spezifisches Gewicht, sind billig und lassen sich leicht formen.The collector 11 shown in FIGS. 1 and 2 has a base plate 10, which are made of highly insulating material such as foamed Plastic, fiberglass, a cell structure or an air space, and that of a rear wall 19 can be enclosed. All materials have relatively little specific weight, are cheap and easy to shape.

Die Grundplatte 10 hat einen rechteckigen Grundriß, einander gegenüberliegende Seitenkanten 14 und 15, eine obere Platte 16 sowie eine Bodenplatte 17 und Stirnplatten 18 und 19. Bei einer bestimmten Aus führungs form ist die Vorderfront 18 reflektierend, um dann einen Wärmestau im Kollektor zu vermeiden, wenn keine Flüssigkeit vorhanden ist. Die Vorderfront 18 kann mit einer Mehrfachleitung 20 ausgestattet sein, die sich über die gesamte Breite der Grundplatte 10 im Bereich der Oberplatte und in der Nähe des Bodens des Kollektors 11 befindet. Die Vielrohrleitung 20 kann an eine Leitung 21 angeschlossen sein, wo sie durch die Seiten 14 und 15 des Kollektors 11 übersteht; sie kommuniziert dann mit der Flüssigkeit, die dem Strömungswege 22 zugeführt und abgeführt wird.The base plate 10 has a rectangular plan, opposite one another Side edges 14 and 15, a top plate 16 and a bottom plate 17 and end plates 18 and 19. In a certain embodiment, the front 18 is reflective, in order to avoid a build-up of heat in the collector when there is no liquid is. The front 18 can be equipped with a multiple line 20, the across the entire width of the base plate 10 in the area of the top plate and in located near the bottom of the collector 11. The manifold 20 can be connected to a Line 21 should be connected where it passes through sides 14 and 15 of the collector 11 survives; it then communicates with the liquid flowing into the flow path 22 is fed and discharged.

Tafel 23 besteht aus transparentem Werkstoff wie Glas oder Plastik. Sie ist von der Fläche 18 durch Abstandshalter 24 oder vertikale Seitenflächen entfernt gehalten, deren jede Bestandteil der Tafel 23 oder der Fläche 18 sein oder hierauf befestigt sein kann. Ein Zellstrukturgebilde 25 ist auf Tafel 23 aufgelegt.Panel 23 is made of transparent material such as glass or plastic. It is removed from surface 18 by spacers 24 or vertical side surfaces held, each of which may be part of the panel 23 or the surface 18 or on it can be attached. A cell structure structure 25 is placed on panel 23.

Es kann bienenwabenartig gestaltet sein und aus dünnem, transparentem, plastischem Material bestehen. Ein Deckel 26 aus transparentem Werkstoff wie Glas oder Plastik liegt auf dem zellartig strukturiertem Gebilde 25 auf und ist beispielsweise an Platte 10 befestigt. Ein Trocknungsmittel 27 ist im Kollektor 1I eingeschlossen, um Feuchtigkeitsansammlungen zu vermeiden.It can be honeycomb-like and made of thin, transparent, plastic material. A cover 26 made of a transparent material such as glass or plastic rests on the cell-like structured structure 25 and is, for example attached to plate 10. A desiccant 27 is included in the collector 1I, to avoid moisture build-up.

Es versteht sich, daß jegliche Abweichungen von den in den Fig.It goes without saying that any deviations from those shown in FIGS.

1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispielen durchaus möglich wären, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So könnten beispielsweise Deckel 26 und Tafel 23 mit einer speziellen Oberflächenbehandlung versehen sein, beispielsweise einer Säure ätzung, um die solare Übertragung zu verbessern.1 and 2 reproduced embodiments would be quite possible, without thereby departing from the scope of the invention. For example Lid 26 and panel 23 be provided with a special surface treatment, for example acid etching to improve solar transmission.

Das zellartige Gebilde 25 braucht nicht in innigem Kontakt mit dem Deckel 26 oder der Tafel 23 an allen Kanten zu sein, um die Wärmeverluste zu vermindern oder mechanische Belastungen aufzunehmen. Die Zellgröße und Gestalt des Gebildes 25 kann ganz beliebig und darauf abgestellt sein, Konvektions- und Strahlungsverluste zu vermindern. Der in-dem Gebilde 25 eingeschlossene Luftraum kann ferner evakuiert oder mit einem Kühlgas gefüllt sein, das eine Phasenwandlung innerhalb des Temperaturbereiches des Kollektors vollzieht. Der-obere Deckel 26 kann der direkten Sonnenstrahlung oder reflektierter oder konzentrierter Strahlung benachbarter Vorrichtungen ausgesetzt sein. Der Weg 22 der Flüssigkeitsströmung durch den Kollektor hindurch ist im Falle des Ausführungsbeispieles durch die Fläche 18 und die Tafel 23 definiert, wobei diese auf ihrem Umfang abgedichtet sind.The cell-like structure 25 does not need to be in intimate contact with the Lid 26 or the board 23 to be on all edges in order to reduce the heat losses or to absorb mechanical loads. The cell size and shape of the structure 25 can be completely arbitrary and geared towards convection and radiation losses to diminish. The air space enclosed in the structure 25 can also be evacuated or be filled with a cooling gas that undergoes a phase change within the temperature range of the collector takes place. The upper cover 26 can protect against direct solar radiation or exposed to reflected or concentrated radiation from nearby devices be. Path 22 of fluid flow through the collector is in the case of the exemplary embodiment defined by the surface 18 and the panel 23, wherein these are sealed on their perimeter.

Samtliche Werkstoffe zwischen Fläche 18 und Wand 19, diese eingeschlossen, können aus transparentem Werkstoff sein, um den Flüssigkeitsweg 22 beidseits der Strahlung auszusetzen.All materials between surface 18 and wall 19, including these, can be made of transparent material to the liquid path 22 on both sides of the Exposure to radiation.

Der einzelne Kollektor kann derart aufgebaut sein, daß er sich zu mehreren zusammenschalten läßt, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Ein Mittel zum untereinander Verbinden mehrerer solcher Kollektoren kann in einer schrumpfbaren Kupplung 28 bestehen; hierbei kann eine Dichtung eingelagert sein, um aneinander anstoßende Roh-rleitungsstufen 21 einander benachbarter Kollektoren miteinander zu verbinden. Die Kupplungen können ferner als Ausdehnungsglied dienen, um geringfügige Abweichungen des Fluchtens auszugleichen.The individual collector can be constructed in such a way that it is too several can be interconnected, as shown in FIG. A means to connect several such collectors to each other can be shrunk in one Clutch 28 exist; here a seal can be incorporated to one another adjoining pipeline stages 21 of adjacent collectors with one another connect to. The couplings can also serve as an expansion member to allow minor Compensate for deviations in alignment.

In Fig. 3.ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, aus dem erkennbar ist, in welcher Weise die Flüssigkeit zum Durchströmen des Kollektors 11 veranlaßt werden kann. Aus einem Behälter 32 gelangt Flüssigkeit 29 durch eine Einlauf leitung 31 und durch die Leitung 21 in-den Rohrverteiler 20. Eine Pumpe 33 für einstellbare Fördermengen zieht Flüssigkeit 29 aus dem Kollektor durch die Auslaßleitung 34; hierdurch steht die Flüssigkeit in dem Strömungswege 22 unter Unterdruck. Die Flüssigkeit wird sodann durch die Leitung 35 dem Behälter 32 wieder zugeführt.In Fig. 3, an embodiment is shown from which can be seen is how the liquid causes the collector 11 to flow through can be. Liquid 29 passes from a container 32 through an inlet line 31 and through the line 21 into the manifold 20. A pump 33 for adjustable Flow draws liquid 29 from the collector through outlet line 34; this causes the liquid to stand in the flow path 22 under negative pressure. The liquid is then fed back to the container 32 through the line 35.

Ventil 30 kann von jener Bauart sein, das normalerweise offen ist; es läßt sich über eine elektrische Leitung 36 in die Pumpe 33 oder an die Leitung 34 und an die Leitung 35 anschließen, um dann abzusperren, wenn die Pumpe angetrieben ist und Flüssigkeit fördert.Valve 30 can be of the type that is normally open; it can be connected to the pump 33 or to the line via an electrical line 36 34 and connect to line 35 to shut off when the pump is driven is and promotes fluid.

Es versteht sich ferner, daß zahlreiche Abwandlungen der einzelnen Elemente des Systemes gemäß Fig. 3 denkbar sind, ohne daß dadurch die Erfindung verlassen wird. So können beispielsweise die Leitungen 31 und 35 mit verschiedenen Behältern verschiedener Gestaltungen und geodätischen Höhen in Verbindung stehen. Ventil 30 läßt sich durch jegliche geeigneten Mittel dann betätigen, wenn in dem Strömungswege 22 keinerlei Strömung herrscht, und zwar in dem Sinne, daß es öffnet und daß somit Flüssigkeit ausdem Kollektor abfließen kann. Die Pumpe 33 kann auch durch auf verschiedenen Höhen angeordnete Behälter ersetzt werden, die einen Siphon durch die Flüssigkeitshöhlung im Kollektor bilden. Die Regelung des Durchsatzes der Flüssigkeit läßt sich durch Verändern der Förderleistung der Pumpe, durch Drosseln in den Leitungen oder durch Verändern der Höhe der Behälter regeln. Die Menge der aus dem Kollektor abfließenden Flüssigkeit läßt sich durch Drosseln in den Leitungen oder in Ventil 30 verändern.It is also understood that numerous modifications of the individual Elements of the system according to FIG. 3 are conceivable without thereby affecting the invention is left. For example, the lines 31 and 35 with different Containers of different designs and geodetic heights are in connection. Valve 30 can then be actuated by any suitable means when in the Flow paths 22 there is no flow, in the sense that it opens and that thus liquid can flow out of the collector. The pump 33 can also be replaced by containers at different heights that have a siphon through the liquid cavity in the collector. The regulation of the throughput the liquid can be adjusted by changing the delivery rate of the pump, by throttling regulate in the lines or by changing the height of the container. The amount of Liquid flowing out of the collector can be controlled by throttling in the lines or change in valve 30.

Die Flüssigkeit 29 ist gegenüber Sonneneinstrahlung stark absorptiv. Dabei kann es sich um eine wässrige Flüssigkeit handeln, die in suspendierter Form Kohlenstoffpartikel oder irtxendeinen anderen Wirkstoff enthält. Eine Reihe von Kollektoren läßt sich gemäß Fig. 2 derart zusammenschalten, daß die Flüssigkeit mittels ein und derselben Pumpe durch mehrere Kollektoren gleichzeitig hindurchgepumpt wird.The liquid 29 is strongly absorptive to solar radiation. This can be an aqueous liquid that is in suspended form Contains carbon particles or irtxen another active ingredient. A row of Collectors can be interconnected according to FIG. 2 in such a way that the liquid pumped through several collectors at the same time using one and the same pump will.

Wird bei den Anlagen gemäß der Fig. 1 und 3 zum Anlaufen die Pumpe 33 eingeschaltet, Ventil 30 geschlossen und werden der FlUssigkeitshohlraum sowie die zugehörenden Rohrleitungen entlüftet, so daß FlUsdgkeit 29 in den Kollektor steigen und die Flüssigkeitsöffnung 22 füllen kann. Die Flüssigkeit 29 wird durch die Sonnenstrahlung erhitzt und verläßt den Kollektor mit höherer Temperatur, als mit derjenigen, mit der sie in ihn eingetreten ist. Das zellularartig aufgebaute-Gebilde 25 verringert die Flüssigkeitswärmeverluste durch Vermindern der Konvektion und der Strahlung. Die Isolierung 10 verringert weiterhin auf Wärmeleitung zurücgehende Wärmeverluste. Falls keine Flüssigkeit strömt, so öffnet Ventil 30, so daß die Flüssigkeit aus dem Kollektor'abfließen kann und thermische Überlastung vermieden wird. Falls die Flüssigkeit zum Kochen kommt, hört die Strömung auf und die Flüssigkeit läuft ab.In the systems according to FIGS. 1 and 3, the pump is used to start up 33 switched on, valve 30 closed and the liquid cavity as well the associated pipelines are vented, so that liquid 29 can rise into the collector and fill the liquid opening 22. The liquid 29 is heated by solar radiation and leaves the collector at a higher rate Temperature than with that with which she entered him. That cellular built-up structure 25 reduces the liquid heat loss by reducing it convection and radiation. The insulation 10 further reduces heat conduction decreasing heat losses. If no liquid flows, valve 30 opens, so that the liquid can flow out of the collector and there is thermal overload is avoided. If the liquid comes to a boil, the flow stops and the liquid drains off.

Fig. 4 zeigt in schematischer Ansicht eine weitere AuSSlrungsform gemäß der Erfindung.4 shows a further embodiment in a schematic view according to the invention.

Wenn das System angefahren wird, so zieht die Pumpe 55 Flüssigkeit aus dem Hauptspeicherbehälter 53, um die Leitung 40 und den Sammler 41 zu füllen. Sobald die Flüssigkeit die Kollektoreinlaßleitung 31 füllt, wird Luft aus dem Kollektor-Flüssigkeitswege 22 und der Auslaßleitung 34 abgezogen. Das Rückschlagventil 47 wird geschlossen, so daß die Außenluft daran gehindert wird, in den Hilfsspeicherbehälter 48 oder den Hauptspeicherbehälter 53 durch die Verbindungsleitungen 49 zu gelangen. Luft wird aus dem Flüssigkeitswege 22 des Kollektors sowie dem zugehörenden Leitungssystem, das eine Verbindung zwischen dem Strömungswege 22 und dem Sammler 41, dem Hilfsspeicherbehälter 48 und dem Hauptspeicherbehälter 53 herstellt, entfernt. Die entfernte Luftmenge ist proportional der Menge der Flüssigkeit, die aus dem Hauptspeicherbehälter 53 durch die Pumpe 55 abgezogen wird.When the system is started, the pump 55 draws liquid from main storage tank 53 to fill line 40 and collector 41. As soon as the liquid fills the collector inlet line 31, air is released from the collector liquid path 22 and the outlet line 34 withdrawn. The check valve 47 is closed, so that the outside air is prevented from entering the auxiliary storage tank 48 or to reach the main storage tank 53 through the connecting lines 49. air is made from the liquid path 22 of the collector and the associated piping system, the one connection between the flow paths 22 and the collector 41, the auxiliary storage container 48 and the main storage tank 53 is removed. The amount of air removed is proportional to the amount of liquid flowing from the main storage tank 53 is withdrawn by the pump 55.

Sobald aus den Flüssigkeitskanälen 22 und den zugehörenden Leitungen ein genügend großes Luftvolumen abgezogen'wurde, so daß Flüssigkeit aus dem Akkumulator 21 einströmen und die Flüssigkeitskanäle 22 sowie die zugehörenden Rohrleitungen füllen kann, strömt Flüssigkeit aus dem Akkumulator 21 zu, und zwar durch den Kollektorkreis zu dem Hilfsspeichertank 48. Dabei ist der Druck im Kollektorflüssigkeitsweg 22 kleiner als der atmosphärische Druck. Ventil 45 kann nicht voll geschlossen werden, läßt sich aber als Regelventil für den FlUssigkeitsdurchsatz in den Kollektorkanälen 22 verwenden. Ein Sensor 22 zum erfassen des Flüssigkeitsspietels läßt sich dazu verwenden, die im Akkumulator 41 enthaltene Flüssigkeit zu regeln, und zwar durch Regeln der Drehzahl der Pumpe 55 oder eines Bypass-Ventiles 56 oder irgendeiner anderen geeigneten Einrichtung.Once out of the liquid channels 22 and the associated lines a sufficiently large volume of air was withdrawn so that liquid was removed from the accumulator 21 flow in and the liquid channels 22 and the associated pipelines can fill, liquid flows from the accumulator 21, through the collector circuit to the auxiliary storage tank 48. The pressure in the collector fluid path 22 is thereby less than atmospheric pressure. Valve 45 cannot be fully closed will, but can be used as a control valve for the liquid throughput in the collector channels 22 use. A sensor 22 for detecting the liquid level can be used for this purpose use to regulate the liquid contained in the accumulator 41, through Regulating the speed of the pump 55 or a bypass valve 56 or any other suitable facility.

Im Falle des normalen Abschaltens der Anlage öffnet EntlUftungsventil 43 und läßt Luft dem Akkumulator 41 zuströmen, so daß Flüssigkeit mittels der Pumpe 55 dem Hauptspeicherbehälter 53 wieder zuströmen kann; ferner vermag hierdurch Flüssigkeit aus dem Strömungskanal 22 des Kollektors über die Leitung 34 dem Hilfsspeichertank 48 zuzuströmen. Sollte eine Störung im System auftreten, wobei der Flüssigkeitsstrom in den Flüssigkeitskanälen 22 des Kollektors derart vermindert wird, daß die Flüssigkeit zum Kochen kommt, so dient die resultierende Gasphase dazu, den Siphon in der Leitung 22 zu unterbrechen und ein Ablaufen der Flüssigkeit sicherzustellen.If the system is switched off normally, the vent valve opens 43 and allows air to flow to the accumulator 41, so that liquid by means of the pump 55 can flow to the main storage tank 53 again; furthermore, this enables liquid from the flow channel 22 of the collector via line 34 to the auxiliary storage tank 48 to flow in. Should a malfunction occur in the system, the liquid flow is reduced in the liquid channels 22 of the collector so that the liquid comes to a boil, the resulting gas phase serves to siphon the pipe 22 to interrupt and ensure that the liquid drains off.

Das in Fig. 4 veranschaulichte System kann zusätzlich ein Heizrohr 52 aufweisen, ohne daß dies zwingend so sein muß. Ein solches Heizrohr 52 läßt sich dazu ausnutzen, daß die heiße Flüssigkeit im Behälter 53 die Wärme auf die Flüssigkeit in Behälter 48 überträgt, wobei jedoch die Wärme aus der Flüssigkeit im Behälter 48 nicht auf Behälter 53 oder auf die HilSsheizaggregate 50 und 54, Wärmetauscher 51, Sicherheitsventil 46 oder andere Vorrichtungen übertragen wird.The system illustrated in FIG. 4 can additionally include a heating pipe 52 without this necessarily having to be so. Such a heating tube 52 can to take advantage of the fact that the hot liquid in the container 53 transfers the heat to the liquid in container 48 transfers, however, the heat from the liquid in the container 48 not on container 53 or on auxiliary heating units 50 and 54, heat exchangers 51, safety valve 46 or other devices.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nicht ebenen Kollektors, der ebenfalls fdr die Zwecke der Erfindung verwendet werden kann. Der Deckel 51 kann aus einem transparenten Zylinder zum Hindurchlassen von Sonnenstrahlung zu der Flüssigkeit 29 bestehen. Die Flüssigkeit 29 ist nunmehr zwischen den Flächen 52 und 53 eingeschlossen und strömt hierin. Deckel 51 und die Flächen 52 und 53 lassen sich auf irgendeine geeignete Weise aneinanderfügen, um eine Strömung zu ermöglichen. Weitere Maßnahmen können getroffen sein, damit ein thermischer Überlastungsschutz sichergestellt ist.Fig. 5 shows an embodiment of a non-planar collector, which can also be used for the purposes of the invention. The lid 51 can be made from a transparent cylinder to allow solar radiation to pass through the liquid 29 exist. The liquid 29 is now between the surfaces 52 and 53 included and flowing therein. Lid 51 and surfaces 52 and 53 can be joined together in any suitable way to allow flow enable. Further measures can be taken to enable one thermal overload protection is ensured.

Claims

Keyword: "Solarkollektor" PATENT CLAIMS S Solar energy system with a solar energy collector, a storage container that is used to hold working fluid serves, a pump and pipes connecting these elements to one another, characterized in that the collector (11) and pump (33, 35) are interconnected in this way are that the liquid is sucked through the collector (11).

2. Solar energy system according to claim 1, characterized in that that measures are taken to prevent or reduce the flow in the flow paths of the collector a discharge of the liquid from the collector to ensure.