DE3011418A1

DE3011418A1 - Vorrichtung zur waermeenergiegewinnung mittels eines mitteltemperatur-strahlungs-luftabsorbers

Info

Publication number: DE3011418A1
Application number: DE19803011418
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1981-10-01

Description

Vorrichtung zur Wärmeenergiegewinnung mittels
eines Mitteltemperatur-Strahlungs-Buftabsorbers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmeenergiegewinnung bei Solarabsorbern, die in Kombination mit Mitteltemperatur-Sonnenkollektoren arbeiten, bei welchen im Einwirkungsbereich der Solarstrahlung und der Außenluft angeordnete Absorberrohre von einer wärmetransportierenden Flüssigkeit durchströmt werden, deren Wärmeeinheit, bevorzugt mittels Wärmepumpe der Raumheizung und Brauchwassererwärmung zugeführt wird.
Bisher waren Systeme zur Wärmerückgewinnung bekannt, die über Hochtemperaturkollektoren mit doppelter oder einfacher Glas- oder Eunststoffbeschichtung Wärme bei direkter oder diffuser Sonnenstrahlung erzeugten, indem sie die verstärkten U-V-Strahlungen auffingen und diese auf eine hochselektive Fläche gaben, die mit einem dünnen Wasserrohrnetz versehen war. Dieses Wasser konnte dann durch die starken Sonnenstrahlen angewärmt werden und wurde vorwiegend für die Warmwasserbereitung benützt.
Diese Hochtemperatursonnenkollektoren können nur ap ten bei direkter Sonneneinstrahlung. Sie haben auch noch eine geringe Leistung bei diffusem Licht. Da mit diesem System keine gsnzjährige Heizung möglich ist, kam die Entwicklung des Solsrabsorbers. Dies sind schwarze BE-Rohre ND 10/20/2, oder andere W - beständige Kunststoffrohre oder Metallrohre, die auf Flachdach oder Schrägdach installiert werden können, mit einem Rohrabstand von ca. 5 cm. Dieser kombinierte Buftstrahlungswärmetauscher entzieht der umgebenden Buft Wärme, wenn keine Sonnenstrahlung vorhanden ist und hat eine erhöhte Beistung bei direkter Sonneneinstrahlung. Die max. Vorlauftemperaturen bei diesem Solarabsorber liegen bei 42 bis max. 500. Diese verhältnismäßig niedrige Temperatur wird dann mit einer Wärmepumpe auf ein höheres Niveau transformiert.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die zusätzliche Wärmeenergiegewinnung mittels Wärmepumpe indirekt über ein Zwischenmedium zu erreichen, welches durch die Umgebungsluft und /oder durch Solarwärmeeinfluß erwärmbar ist, wobei die von dem Arbeitsmedium bei der Wärmegewinnung aus Solar- Globalstrahlung und / oder dem Wärmepumpensystem durchströmten Hohlkörper als Rippenrohre vorzugsweise als Aluminiumrippenrohre, ausgebildet sind.
Einer solchen Ausführung haftet der Nachteil an, daß die Anlage bei einem Sole-Vorlauf von + 2,50 abgeschaltet werden muß, da sonst die Rohre bzw. die Al-Lamellen vereisen und nicht wieder enteist werden können,wodurch Beschädigungen der Rohre und Lamellen unvermeidlich sind. Gleichzeitig erfordert diese bekannte Ausführung den Einsatz von Ventilatoren, deren Antrieb mit zusätzlichem Energieaufwand verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei welcher noch Energie bis zu Außentemperaturen, die weit in dem Minusbereich liegen, sicher gefahren werden kann, und dies bei nur geringem Energieaufwand und niedrigen Herstellungskosten der gesamten Einrichtung.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, erfindungsgemäß durch das Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird zusätzlich zur Absorption der Solarenergie der Wärmeinhalt der Außenluft mittels eines gesteuerten Kombinationskollektors ausgenützt und so die gewonnene Wärmeenergie durch Wärmeaustauschung dem gleichen, schon mit der Solarwärme beaufschlagten Wärmespeicher für das Heiz- und Brauchwasser zugeführt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel, soweit es für das Verständnis der Erfindung notwendig ist, dargestellt.
Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt der Vorrichtung eines Mitteltemperatur-Strahlungs-BuStabsorbers in schematischer Darstellung und Fig.2 einen senkrechten Längsschnitt der Vorrichtung entsprechend der Fig.1 Der Mitteltemperatur-Strahlungs-'luftabsorber besteht aus mindestens einer vorgefertigten AL-Schale 1 , deren Boden 2 und Seitenwände 3 mittels PU-Schaum isoliert sind. In der Schale 1 liegen parallel zueinander verlaufende Absorberrohre 4 im Abstand von etwa 5 cm oder enger. Auf dem inneren Boden der Schale 1 liegt eineGrafitfolie 5 welche durch Solarzellen 6 ( Silizium oder Galliumarsenit bzw. durch einen Windgenerazor beheizbar ist.
Diese Folie 5 hat die Aufgabe, den Kollektor zu enteisen.
Darüber hinaus kann bei vorhandenem Wind die Grenzgebung auch gang ganz#ährig im Betrieb sein und zusätzlich Wärme abgeben. Die Solarzellen 6 werden so am Kollektorgehäuse befestigt, daß sie mit einer Neigung von ca. 350 in Richtung Seiden zeigen. An Stelle der Grafitfolie 5 können auch andere Elektroheizwiderstände verschiedener Bauart eingebaut werden. Über der Folie 5 in etwa 5 cm Höhe sind in Abständen von 80 cm Querträger 7 angebracht, auf welchen etwa im Abstand von 5 cm Halteklipse 8 für die Absorberrohre 4 befestigt sind. Etwa 10 cm über den Absorberrohren 4 befindet sich eine aus Glas oder Kunststoff bestehende schuppenartige Abdekkung 9 , welche durch eine Steuerung bei Strahlungswetter geschlossen und bei strahlungslosen Wetter geöffnet wird.
Die Steuerung der schuppenartigen Abdeckung 9 erfolgt durch einen regelbaren Stellmotor 18. Auf den beiderseits seitlichen Rändern 10 der isolierten Schale 1 ist in deren Längsrichtung eine Fühungsschiene 11 angebracht, auf welcher ein Schneeabstreifelement 12 steuerbar über die schuppenartige Abdeckung 9 geführt wird.
Das Schneeabstreifelement 12, welches z.B. als Schneebesen ausgebildet sein kann, ist pendelnd eingebaut. In Schuppenrichtung bewegt, steht der Schneebesen fest,um den angefallenen Schnee zu kehren und beim Rücklauf desselben klappt er hoch um nicht gegen die Schuppen der Abdeckung 9 zu schieben. Die isolierte Schale 1 hat am unteren Ende einen Regenwasserablauf 13. Zwischen den Glas bzw. Kunststoffplattenteilen 9 und den Absorberrohren 4 sind vom Wärmespeicher erwärmbar Heizrohre angeordnet, welche die Absorberrohre 4 direkt vom Wärmepufferspeicher oder vom Eislatentspeicher aus zum Zwecke einer Enteisung erwärmen. Die Schale 1 kannmehrfach nebeneinander angeordnet sein als Gesamtabdecker des Strahlungsabsorbers.
Es besteht ferner die Möglichkeit nur einen Teil eines Absorbers abzudecken, damit der Vorlauf zur Wärmepumpe eine höhere Temperatur erreicht und sogar direkt in einem Wärmespeicher einspeisen kann, ohne daß die Wärmepumpe in Betrieb ist.
Durch die teilweise Abdeckung des Absorbers wird auch erreicht, daß bei geringsten Sonnenschein die eingefrorenen oder mit Schnee bedeckten Niedertemperaturteile durch die Temperaturanhebung wieder schnellstens abgetaut werden.
Die Oberseite der Seitenwände 3 der Schale 1 sind beiderseits mit einer u-förmigen Schiene 17 abgedeckt, die gleichzeitig zur Befestigung der schuppenartigen Abdeckplatte 9 und zur Führung des Schneeabstreifelementes 12 dienen.
l e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur Wärmeenergiegewinnung, bei welcher im Einwirkungsbereich der Solsrstrshlung und der x Außenluft angeordnete Absorberrohre einer wärmetransportierenden Flüssigkeit durchströmt werden, deren Wärmeinhalt, bevorzugt mittels Wärmepumpe, der Heiz- und Brauchwasserverwertung zugefAhrt wird, wobei die Absorberrohre bei relativ hoher Außentemperstur, insbesondere infolge von Sonneneinstrahlung, von der direkten Einwirkung der Außenluft abgeschirmt werden und bei sinkender Außentemperatur, insbesondere bei fehlender Sonnenstrahlung , der unmittelbsren Einwirkung durch die Außenluft ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung einer Vereisung der Absorberrohre 4 eine Abtauvorrichtung dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Dachoberfläche über die Absorberrohre (4) ein Aluminiumgestell aufgesetzt ist, welches mit Glas- und / oder Kunststoffschuppenplatten (9) so abgedeckt ist, daß diese im Abstand zu den auf der Dachhaut verlegten Absorberrohren (4) angeordnet sind, und daß die schuppensrtige Abdeckplatte (9) mittels Stellglieder (14) bei walten Wetter öffnet und bei warmen Wetter geschlossen wird, wobei über die schuppensrtigen Abdeckplatten (9) der Absorbervon rohre (4) ein gesteuertes Schneeabstreifelement (12) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumgestell aus einer mit Schaumstoff isolierten Schale (1) besteht in welcher die Absorberrohre angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneeabstreifelement (12) als Schneebesen ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das das Schneeabstreifelement (12) -Schneebesen wenigstens über eine Zugkordel antreibbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (14) als Thermostellglieder ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (14) für die Gestellabdeckplatten (14) von elektrischen Stellmotoren sntreibbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Glas- bzw. Kunststoffschuppenplatte (9) und den Absorberrohren (4) von dem Wärmespeicher erwärmbare Heizrohre (15) angeordnet sind, welche die Absorberrohre direkt vom Wärmepufferspeicher oder Bis-Latentspeicher aus zum Zwecke der Enteisung erwärmen.
9. Vorrichtung nach Inspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem inneren Boden (2) der Schale (1) eine Grafitfolie (5) aufliegt, welche durch Solarzellen (6) -Silizium oder Galliumarsenit- oder einen Windgenerator bzw. über einem direkten Anschluß an das Netz, heizbar ist.