DE3110492A1 - Solar collector - Google Patents
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Abstract
Description
SolarkollektorSolar collector
Als Solarkollektor arbeitende, Warmwasser liefernde Heizvorrichtung für Häuser, Industrieanlagen udgl., deren jeweiliger, durch eine transparente Scheibe abgedeckter Wärmeträger - bzw. Tauscherelemente aufweisender, geschwärzter Absorber innerhalb eines, eine Baueinheit bildenden. Räniens angeordnet ist.Heating device that works as a solar collector and delivers hot water for houses, industrial plants, etc., their respective, through a transparent pane covered heat transfer medium - or exchanger elements exhibiting, blackened absorber within one, forming a structural unit. Räniens is arranged.
Die Vorrichtung dient dazu, die direkte und diffuse Strahlung der Sonne einzufangen und die Wärme umzuwandeln, ilUlicherweise in Warm- bzw. Brauchwasser. Diese Wärmeenergie bzw. das Warmwasser wird fast überall, z.B. in Krankenhäusern, im Haushalt, in Bädern, Schwimmbädern, Ferien- und Wohnhäusern, auch für Aussenbäder, benötigt.The device serves to direct and diffuse radiation of the Capturing the sun and converting the heat, usually into hot or service water. This thermal energy or hot water is used almost everywhere, e.g. in hospitals, in the household, in bathrooms, swimming pools, holiday homes and apartment buildings, also for outdoor pools, needed.
Bekannt sind Sonnenkollektoren, die als einzelne Baueinheiten an Dächern oder in Gärten aufgestellt sind, wobei der ihren Absorber durchfließende Wärmeträger über Anschlußleitungen einem, einige tausend Liter großen Wasserkessel, auch Solarboiler genannt, indirekt derart zugeführt wird daß das kalte, bzw. auf niedriger Temperatur befindliche Kesselwasser auf entsprechend hohe Temperatur erwärmt wird. Vom Kessel gehen Verbindungsleitungen zu den einzelnen Verbrauchern ab, z.B. zu den Warmwasserhähnen im Haushalt udgl. Es ist auch bekannt, den Wärmeträgerkreislauf durch einen Regler zu steuern, den Kessel mit einem Ausdehnungsgefäß zu versehen, in den Wasserleitungen Regelelemente wie Drosseln oder Ventile, bzw. bei Schwimmbädern Filteranlagen vorzusehen.Solar panels are known, which are installed as individual structural units on roofs or are set up in gardens, with the heat transfer medium flowing through their absorber Via connection lines a water boiler of several thousand liters, also a solar boiler called, is supplied indirectly in such a way that the cold or at a low temperature the boiler water located is heated to a correspondingly high temperature. From the boiler there are connecting lines to the individual consumers, e.g. to the hot water taps in the household, etc. It is also known to run the heat carrier circuit a Regulator to control, to provide the boiler with an expansion tank, in the water pipes Provide control elements such as throttles or valves or, in the case of swimming pools, filter systems.
Elektrische Regler sind in diesem Zusammenhang einzeln für sich bekannt.Electric regulators are known individually in this context.
Bei einem Solarkollektor besteht die Absorbereinheit aus einem Kunststoffteil mit von einem.Rahmen umfaßten einstückigen Röhrchen zur Aufnahme und zum Transport des Wärmeträgers, vergleichbas in etwa mit gewissen Kraftfahrzeug-Kühlaggregaten. Wenn auch hier ein Gußglas mit erhöhter Transmission verwendet wird, können folgende Schwierigkeiten,bzw. die Absorbtionsisistung des Absorbers verringernde, die Transmission der Glasscheibe ebenfalls verringerne Probleme auftreten. Die Glasaußenfläche ist jeder Witterung ausgesetzt und zwar materialmäßig widerstandsfähig, andererseits voll zugänglich den stets in der Luft vorhandenen Schmutzpartikelchen, die üblicherweise aus mit chemischen Zusätzen versetsten Staubteilchen bestehen. Insbesondere bei regenarmen Tagen kann ier durch manuelle Reinigung Abhilfc geschaffen und die Oberfläche gereinigt werden. Dagegen ist die Glasinnenfläche einer Kollektoreinheit praktisch nicht zugänglich und sollte auch Nichtfachleuten nicht zugänglich sein, um Kollektorteile nicht zu beschädigen. Aber gerade an der Scheibenunterfläche setzen sich diese Schmutzpartikelchen an und sind nicht durch Regen odgl. abwaschbar.In a solar collector, the absorber unit consists of a plastic part with one-piece tubes encompassed by a frame for receiving and transporting of the heat transfer medium, roughly comparable to certain motor vehicle cooling units. If a cast glass with increased transmission is also used here, the following can be used Difficulties or reducing the absorption performance of the absorber, the transmission the glass pane also reduces problems. The outer surface of the glass is exposed to any weather and materially resistant, on the other hand fully accessible to the dirt particles that are always present in the air, which are usually consist of dust particles mixed with chemical additives. Especially with During poor rainy days, remedial action can be taken by manually cleaning the surface getting cleaned. In contrast, the inner glass surface of a collector unit is practical not accessible and should not be accessible to collector parts, not even to non-experts not to damage. But it is precisely on the underside of the pane that these dirt particles settle and are not caused by rain or the like. washable.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß dadurch bei einer noch so hochwertigen und einen hohen Transmissionskoeffizienten aufweisender Schc'ibe durch diesen Effekt nach einiger Betriebszeit die Lichtdurchlässigkeit herabgesetzt und/oder das noch durchlässige Licht in diffuses Licht umgesetzt wird und daß dieser Nachteil sich mit jedem Betriebsmonat vergrößert ; auch ist die Scheibe stark lichtdurchlässig, für das vom Absorber ausgehende Ultrarot.Experience has shown that this means that no matter how high a quality and disk having a high transmission coefficient by this effect light transmission after a certain period of operation degraded and / or the still permeable light is converted into diffuse light and that this Disadvantage increases with each month of operation; the pane is also very translucent, for the ultrared emitted by the absorber.
Bei einem bekannten Sonnenkollektor wird auch nicht das Problem angesprochen, eine an sich für die Erhöhung der Reflektion bekannte Aluminium-(Alu)-Folie optimal in Bezug auf den Absorber auszubilden und/oder anzuordnen. Auch sind die Dichtprobleme bisher nicht für die Praxis hinreichend gelöst, die Lagerung des Absorbers ist nicht problemlos genug, andererseits ist das Problem nicht hinreichend gelöst, den Kollektor mit einem Rahmen zu versehen, der einmal im Hinblick auf die Mechanik ( Transportbefestigung), der Optik (Verbindung von Glas-und nicht Glasteilen) und der Witterung ( Angriff von Regen, Schnee, nl) kombinationsweise optimale Eigenschaften aufweisen würde. Bei dem anlagemäßig mit dem Solarkollektor in Verbindung stehenden Heizkessel tritt andererseits im Eintrittsbereich des Wärmeträgers das Problem auf, die auf Polarisation zurückgehende Korrosion am Eingangsstutzen bzw. Leiterteilen zu vermeiden.In the case of a known solar collector, the problem is also not addressed an aluminum (aluminum) film known per se for increasing the reflection is optimal to train and / or arrange in relation to the absorber. Also are the sealing problems So far not sufficiently solved for practice, the storage of the absorber is not problem-free enough, on the other hand the problem is not sufficiently solved, the collector to be provided with a frame that, once with regard to the mechanics (transport fastening), the optics (connection of glass and not glass parts) and the weather (attack of rain, snow, nl) would have optimal properties in combination. In the case of the boiler, which is systematically connected to the solar collector, occurs on the other hand, in the entry area of the heat carrier, the problem on polarization to avoid declining corrosion at the inlet connection or ladder parts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden, insbesondere den Koeffizienten der effektiven Lichtdurchlässigkeit auch nach längerer Betriebszeit beizubehalten, somit seinen Wirkungsgrad und die Leistung des Solarkollektors bei optimierten mechanischen Eigenschaften wesentlich zu erhöhen und die Wärmeverluste des Absorbers stark zu verringern.The invention is based on the above disadvantages avoid, in particular, the coefficient of effective light transmission to maintain its efficiency and the The performance of the solar collector with optimized mechanical properties is essential to increase and to greatly reduce the heat losses of the absorber.
Nach einer Variante der Erfindung wird hier vorgeschlagen, daß zwischen der abdeckenden Scheibe und dem Absorber eine Folie oder ein Film aus Polyvinylfluorid oder Polyvinylidenfluqrid angeordnet ist. Dieser vereinigt in sich die Fähigkeit an seinen Rändern eine Versiegelung der Scheibenunterseite zu ermöglichen mit sehr hoher Lichtdurchlässigkeit5 aber auch Ultrarotreflektion wesentlich zu erhöhen.According to a variant of the invention, it is proposed here that between the covering pane and the absorber a foil or a film made of polyvinyl fluoride or polyvinylidene fluoride is arranged. This unites the ability to allow the underside of the pane to be sealed at its edges with very high light transmission5 but also to significantly increase ultrared reflection.
Vorzugsweise wird diese Folie bzw. Film mit einer Ausbildung nach einem Schaubild gem. Figur2verwendet, welche die optische Spektralverteilung für sichtbares sowie UV- bzw. UR-Licht eindeutig aufzeigt. Es wird somit ein Optimum dieses Filmes/Folie ausgenutzt.This foil or film is preferably provided with a training a diagram according to Figure 2 is used, which shows the optical spectral distribution for clearly shows visible as well as UV or UR light. It will therefore be an optimum exploited this film / foil.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß die Wände und/oder der Boden des den Absorber einbettenden Aufnahme mit einer relativ dünnen nur o,4 - o,1 mm,insbesondere o,1 mm starken Alufolie- bzw.Another improvement is that the walls and / or the Bottom of the receptacle embedding the absorber with a relatively thin only 0.4 - 0.1 mm, in particular 0.1 mm thick aluminum foil or
Filn mindestens teilweise ausgekleidet wird. Hier wird einmal die technische Erkenntnis ausgenutzt, daß diese dünnere Alufolie optimal Wenig Wärme- speichert, deshalb schon aus diesem rTrunde die Wärmeverluste zum Absorber hin verringert.Filn is at least partially lined. Here is once the technical knowledge exploited that this thinner aluminum foil is optimal. stores, therefore already from this round the heat losses to the absorber are reduced.
Die gestellte Aufgabe wird optimal dadurch gelöst, daß zwischen PVF bzw. PVDF-Film/Folie und Unterseite der Scheibe ein umlaufen-Dies, strangförmiges Dichtprofil vorhanden ist. Vorteilhaft ist dieses auC der Werkstoffbasis Silikongummi- bzw. Kautschuk aufgebaut Die Ausführung ist vorteilhaft so getroffen, daß der PVF-Film odgl. zwischen Scheibe und Rahmenstirnfläche mindestens teilweise das Dichtprofil umspannt, bzw. unterfaßt und/oder auf diese Weise mit einer zusätzlichen Flachdichtung in Verbindung steht. Hierdurch wird die Abdichtung optimiert, Schmutzpartikelchen von der Scheibenunterseite auch nach Jahren ferngehalten und eine Art hochreiner Luftkammer zwischen Scheibe und Absorber je Sonnenkollektor vorteilhaft geschaffen, auch durch die gegenpolige Aufladung an der Folie diese Partikelchen abzustoßen statt anzuziehen.The problem posed is optimally achieved in that between PVF or PVDF film / foil and the underside of the disc a circular die, strand-shaped Sealing profile is present. This is advantageous based on the silicone rubber material or rubber built up The design is advantageously made so that the PVF film or the like. at least partially spans the sealing profile between the pane and the frame face, or undergoes and / or in this way with an additional flat seal in Connection. This optimizes the seal, removing dirt particles the underside of the pane kept away even after years and a kind of high-purity air chamber between disk and absorber each solar collector advantageously created, also by the opposite polarity on the film repel these particles instead of attracting them.
Nac.h einer Variante der Erfindung wird der Absorber durch eine, 1 ein Bodenteil bildende Schaumstoffschicht nach unten, aber auch seitlich durch Schaumstoffteile bzw. Bereiche umfaßt und elastisch abgestützt. Die Lagerung, Transportsicherheit, die Anschlußfestigkeit zur äußeren Anschlußleitung udgl. werden erhöht. Ferner gestatten die seitlichen Schaumteile besonders zwecksmäßig die Aufgabe zu lösen, wie das Dichtprofil für vorstehende Reinluftkainmer mit langjähriger Betriebssicherheit anzuordnen ist, da letzteres nunmehr an diesem Schaumteil zusätzlich abgestützt, bzw. verbunden werden kann. Es wird ferner die Wärmeisolation des Absorbers besonders erhöht.According to a variant of the invention, the absorber is provided with a, 1 Foam layer forming a bottom part downwards, but also laterally through foam parts or areas includes and elastically supported. The storage, transport security, the connection strength to the external connection line and the like. are increased. Also allow the side foam parts especially in order to solve the task, like the sealing profile is to be arranged for the above clean air chamber with long-term operational reliability, since the latter is now additionally supported or connected to this foam part can be. The thermal insulation of the absorber is also particularly increased.
Die erfindungsgemäß neue Raumform des Rahmens ist ein besonderer Alurahmen, also ein Doppelprofil in dessen Hohlraum/Räumen ein oder mehrere entweder massive oder sonst steife, stab- oder klotzartige Aluteile eingesetzt sind. Die VerwindunZssteifheit wird erhöht. Die versteifenden Bauteile sind vorzugsweise nur in den Ecken des Rahmens im Hohlprofil angeordnet.The new three-dimensional shape of the frame according to the invention is a special aluminum frame, So a double profile in its cavity / spaces one or more either massive or other rigid, rod-like or block-like aluminum parts are used. The torsional stiffness will be raised. The stiffening components are preferably only in the corners of the frame arranged in the hollow profile.
Diese und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.These and other embodiments of the invention are set forth in US Pat drawing and are explained in more detail below.
Es zeigen: Fig. 1 die in einem Hausdach integrierten Sonnenkollektoren, Fi.2qBdas Schaubild für eine bevorzugte Ausführungsform des PVF-Films für die Reinluftkammer, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Sonnenkollektor mit Absorber, Schaumstoffbereichen, Rahmenhohlprofil, Befestigungswinkeln, Abdeckscheibe und der ReinluStkammer, wobei die rechte Seite abgebrochen ist, Fig. 4, einen Schnitt ähnlich der Fig. 3 unterschiedlicher Ausführungsvarianten des Sonnenkollektors, wobei die rechte Seite jeweils abgebrochen ist, Fig. 5 die Seitenansicht des Brauchwasserkessels mit abgebrochenem unteren Bereich und Einzelheiten im Eintritts-Bereich des Warmwasserträgers in dem Kessel.They show: FIG. 1 the solar collectors integrated in a house roof, Fi.2qB the diagram for a preferred embodiment of the PVF film for the clean air chamber, 3 shows a vertical section through the solar collector with absorber, foam areas, Frame hollow profile, mounting brackets, cover plate and the clean air chamber, whereby the right side is broken off, Fig. 4, a section similar to Fig. 3 different Design variants of the solar collector, with the right side broken off in each case Fig. 5 is a side view of the domestic water boiler with the lower one broken away Area and details in the entry area of the hot water carrier in the boiler.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung aus einer Mehrzahl von Solarkollektoren lo, integriert im Dach eines Hauses, wobei die transparente Acheibe 11 und der umlaufende Rahmen 12 erkennbar sind. Die Scheibe hat -vorteilhaft eine Neigung von 3o bis 500, vorzugsweise 450 Neigung nach Süden, wodurch die Wattleistung pro qm Kollektorfläche sprunghaft vergrößert wird; gemessen bei etwa senkrechtem Sonnenstand: 760 Watt/h Heizleistung bei 500 K Temperaturunterschied, mittlere Kollektor T und Lufttemperatur.Fig. 1 shows an arrangement of a plurality of solar collectors lo, integrated in the roof of a house, the transparent disc 11 and the surrounding Frame 12 can be seen. The disc advantageously has a slope of 3o to 500, preferably 450 slope to the south, whereby the wattage per square meter of collector surface is enlarged by leaps and bounds; measured with the sun in an approximately vertical position: 760 watts / h Heating capacity at 500 K temperature difference, mean collector T and air temperature.
Fig. 2 zeigt das Schaubild für die PVF - bzw. PVDF-Folie 13. Es ist erkennbar, daß bei der erfindungsgemäßen Folie unter dem vorgegebenen möglichen Bereich eine solche ausgewählt ist, bei dem der Amplitudenanstieg im nahen UV aber auch für das sichtbare Licht steil ansteigen, aber für das UR-Licht des Absorbers gilt, daß Ultrarot kräftig reflektiert wird. (ab 2,7.- 3,75 mm) Weitere Vorteile ergeben sich insbesondere aus Figuren 3-5. Der aus hitzeresistentem Werkstoff, insbesondere RRypropylen,bestehende Absorber 14 weist Röhrchenianäle odgl. 15 zur Aufnahme eines Wärmeträger und Wärmetauschmittels, z.B. Glykol, auf. Zur Lösung einer wichtigen, anmeldungsgemäßen Aufgabe, den Absorber gegen Wärmeverluste zu isolieren, dient seine Einbettung in eine erste Kunststoffschaumschicht 16 zum Boden hin, sowie seine seitliche Umfassung durch -Profile oder Bauteile 17 aus Kunststoffschaum.Fig. 2 shows the diagram for the PVF or PVDF film 13. It is recognizable that in the film according to the invention below the specified possible A range is selected in which the amplitude increase in the near UV, however also rise steeply for the visible light, but for the UR light of the absorber applies that ultrared is strongly reflected. (from 2.7 - 3.75 mm) Further advantages result in particular from FIGS. 3-5. The one made of heat-resistant material, in particular RRypropylene, existing absorber 14 has tubular canals or the like. 15 to accommodate a Heat transfer medium and heat exchange medium, e.g. glycol. To solve an important, application according to the task of isolating the absorber against heat loss, is used his embedding in a first plastic foam layer 16 towards the floor, as well as his lateral enclosure by profiles or components 17 made of plastic foam.
Gerade durch die Bauteile 16,17 kann seitlich und nach unten außerdem in vorteilhafter Weise ein Verlauf für die Wände des den Absorber 44 aufnehmenden Raumes geschaffen werden. Dies ist notwendig zur Aufnahme und Lagerung einer Alufolie bzw. eines Alufilms 18.The components 16, 17 can also be used laterally and downwards in an advantageous manner a course for the walls of the absorber 44 receiving Space to be created. This is necessary to take up and store an aluminum foil or an aluminum film 18.
Dieser umfaßt von unten und seitlich den Absorber und besorgt die Rückstrahlung des vom Absorber nach außen abgestrahlten und sonst zu verlierenden Wärmeleistung, indem er diese gemäß Gesetzen der Strahlungsreflektion zum Absorber zurückwirft. Die Folie,bzw. Film 18 bewirkt somit eine Strahlungsisolation. Die Aufwärmung der Folie 18 wird andererseits durch die Schaumstoffprofile 16, 17 dahingehend berücksichtigt, daß die Wärme der Folie 18 als Kontaktwärme nur verschwindend geringfügig abfließen kann da die Wärmekapazität durch geringe Masse gering ist.This covers the absorber from below and to the side and takes care of the Reflection of what is radiated outwards by the absorber and otherwise lost Heat output by sending it to the absorber in accordance with the laws of radiation reflection throws back. The slide, or. Film 18 thus provides radiation isolation. the On the other hand, the foil 18 is heated by the foam profiles 16, 17 to this effect takes into account that the heat of the film 18 as contact heat is only negligibly insignificant can flow away because the heat capacity is low due to the low mass.
Die PVF, bzw. PVDF-Folie 13 schließt vorteilhaft zunächst den Aufnahmeraum des Absorbers 14 nach oben ab. Hierdurch wird vor allem der Wärmeverlust am Absorber durch Konvektion vermieden, weil der Absorber weitgehend auf kleinstem Raum versiegelt ist. Ein weiterer Vorteil der Folie 13, vgl. Schaubild nach Fig. 2, besteht darin, - und rot daß die Folie zwar Ultraviolett#und sichtbares Licht hochgradig, ferne dasvultrarote(ab ca, 2,7 mm)Licht, bzw. Strahlung schlecht durchläßt. Die Folge ist, daß die Folie die Wärmestrahlung des UR-Bereiches, der auf den Absorber zurückgeht, weitgehend und zwar in kleinstem Abstand zum Absorber 15 zu diesem reflektiert undseine Strahlungsisolation weiter erhöht. Durch die zwei Komponenten-Bauweise, einmal Scheibe 11 aus Glas oder Acryl und zweitens durch transparente Folie 13 läßt sich die gewünschte Verteilung des einstrahlenden und des zu reflektierenden Lichtes besser beeinflussen als bei Verwendung nur der Scheibe 11. Die Zweikomponenten-Bauweise optimiert durch die Art und Anordnung der Folie 13, daß möglichst wenig Wärmeenergie am Absorber 14 verloren gehen kann.The PVF or PVDF film 13 advantageously initially closes the receiving space of Absorber 14 upwards. This mainly reduces the heat loss at the absorber Avoided by convection because the absorber largely seals in the smallest of spaces is. Another advantage of the film 13, see the diagram according to FIG. 2, is that - and red that the film is far removed from ultraviolet # and visible light to a high degree the ultra-red (from approx. 2.7 mm) light or radiation is poorly transmitted. The consequence is that the film absorbs the heat radiation of the UR area, which goes back to the absorber, largely and reflected in the smallest distance from the absorber 15 to this and his Radiation isolation further increased. Due to the two component construction, one washer 11 made of glass or acrylic and secondly through transparent film 13 can be the desired Better influence the distribution of the incoming light and the light to be reflected than when using only the disk 11. The two-component design is optimized by the type and arrangement of the film 13 that as little heat energy as possible on the absorber 14 can be lost.
Die Folie 13 erstreckt sich im Solarkollektor vollständig über den Absorber und seitlich zum Rahmen 12. Hier erfolgt ihre Versiegelt lung durch ein umlaufendes Profil aus Silikongummi oder Kautschuk.The film 13 extends completely over the solar collector Absorber and to the side of the frame 12. Here it is sealed by a all-round profile made of silicone rubber or rubber.
Das Profil 19 wird vorteilhaft von der Folie 13 von unten umfaßt uiid @iogt mit anderer Stirnseite an der Scheibe 11 an und ist über Klebeschichten mit Bauteilen 13 und 11 luftdicht aber auch elastisch verbunden. Durch diese Maßnahme wird auch die Reinluftkammer 20 zwischen Scheibe 11 und Folie 13 geschaffen.The profile 19 is advantageously surrounded by the film 13 from below @iogt with the other face on the disk 11 and is with adhesive layers Components 13 and 11 are airtight but also connected elastically. By this measure the clean air chamber 20 is also created between pane 11 and film 13.
Es ist vorteilhaft, das Ende 21 der Folie 13 zu einer Doppelversiegelung der Reinluftkammern 20 auszubauen, indem das Ende zwischen der Stirnseite des Rahmens 20 mit einer Flachdichtung 22 und letztere mit Kraft- und/oder Formschluß mit der Unterseite der Scheibe 11 verbunden wird. Die Flachdichtung 22 kann aus Kunststoff, Faserstoff oder einem Kautschukmaterial bestehen.It is advantageous to double seal the end 21 of the film 13 expand the clean air chambers 20 by placing the end between the end face of the frame 20 with a flat seal 22 and the latter with a force fit and / or form fit with the Underside of the disc 11 is connected. The flat seal 22 can be made of plastic, Fiber or a rubber material.
Die Verwindungssteifigkeit des olarkollektorrahmens wird einmal durch das Hohlprofil als Rahmen 12, Fig. 3, gewährleistet, wobei in vorteilhafter Weise insbesondere im Eckbereich aus Metall, insbesondere Aluminium bestehende Profile, Stäbe oder Klötze 23 in den Hohlraum eingesetzt sind. Die Bauteile 23 können aber auch in sich steife Hohlprofile sein, wie in Fig. 3, links unten, angedeutet, vgl. Bauteil 23a. Dieser Rahmen ist auch wetterfest, kann sich nicht verfarben oder eine Schicht abspalten und die llohlbauweise vergrößert wesentlich die Wärmeisolation zur Seite hin. Auch ist die Handhabung der Kollektoreinheit und das Anbringen der stets erforderlichen Hilfoffnungen z.B. von Löchern 24 für zur Befestigung von Winkelprofilen 26 dienenden Schrauben, Nieten odgl.The torsional stiffness of the solar collector frame is once through the hollow profile as a frame 12, Fig. 3, ensured, in an advantageous manner Especially in the corner area made of metal, especially aluminum profiles, Rods or blocks 23 are inserted into the cavity. The components 23 can, however also be inherently rigid hollow profiles, as indicated in Fig. 3, bottom left, cf. Component 23a. This frame is also weatherproof, cannot discolour or become a Split off the layer and the llohlbauweise significantly increases the thermal insulation to the side. Also the handling of the collector unit and the attachment of the always necessary auxiliary openings e.g. of holes 24 for the attachment of angle profiles 26 serving screws, rivets or the like.
25 leichter und billiger, da Alu sich leicht bohren und fräsen läßt.25 lighter and cheaper because aluminum is easy to drill and mill.
Die seitliche Halterung der abdeckenden Scheibe 11 aus Acrylglas odgl. je nach Einzelfall, erfolgt durch eine Metallklammer 3o, vorzugsweise aus Aluminium, die ein L-Profil mit einer Nase 31 und einem Haltefinger 32 ist. Gem. Fig. 3,links, greift der Haltefinger @2 in ein Loch 33 eines am Rahmen befestigten Winkelprofils' 26 ein, wobei zwischen den Wänden der Bauteile 33, 32 Kraft- und/ ode Formschluß ausgenutzt wird. Eine weitere Befestigung der Scheibe 11, wenn überhaupt noch notwendig, erfolgt neben dem Scheibeneigengewicht durch Klebeverbindung der Flachdichtung 22 mit der Unterseite der Scheibe 11.The lateral bracket of the covering disc 11 made of acrylic glass or the like. depending on the individual case, carried out by a metal clip 3o, preferably made of aluminum, which is an L-profile with a nose 31 and a holding finger 32. According to Fig. 3, left, the holding finger @ 2 engages in a hole 33 of an angle profile attached to the frame ' 26th a, whereby between the walls of the components 33, 32 non-positive and / or positive locking utilized will. A further fastening of the disk 11, if at all still necessary, takes place in addition to the pane's own weight by adhesive bonding of the flat seal 22 to the Underside of the disc 11.
Im übrigen bewirken die Dichtungen 19 und/oder 22 Versiegelung gegen Regen, Feuchtigkeit und andere Wettereinflüsse.In addition, the seals 19 and / or 22 cause sealing against Rain, moisture and other weather influences.
Dadurch, daß Scheibe 11 am unteren Rand überlappend vgl. Fig. 1 angeordnet ist, werden in diesem Bereich alle Feuchtigkeitsecken vermieden und das Wasser kann frei abfließen. Eine Undichtigkeit ist auch hier ausgeschlossen (Kollektor steht 30 bis 50° schräg)..The fact that disk 11 is arranged overlapping at the lower edge, see FIG all moisture corners are avoided in this area and the water can flow freely. A leak is also excluded here (collector is stationary 30 to 50 ° inclined) ..
Figuren 4 bzw. 5 veranschaulichen schematisch den seitlichen Anschluß von Rahmen zu Rahmen, bzw. ein Detail des Wasserabflusses.Figures 4 and 5 respectively illustrate schematically the side connection from frame to frame, or a detail of the water drainage.
Hier ist der Bereich des Rahmens oben gezeigt ( bei Fig. 3 aber unten). Hier verbindet eine Dachdeckerfolie 35 zur Seite hin bzw. horizontal Trennfugen zwischen Rahmenprofilen 20 in absolut wasserdichter Weise. Hier ist außerdem eine obere Flachdichtung 22a zweckmäßig anzubringen, die aus Silikonkautschuk besteht und ein-oder mehrteilig ist. Durch ein Anschlußblech 36 wird ein Bauteil nacli Art einer schrägen Rinne 37 für vorteilhaften Wasserabfluß geschaffen.Here the area of the frame is shown above (but below in Fig. 3). Here, a roofing film 35 connects parting lines to the side or horizontally between frame profiles 20 in an absolutely watertight manner. Here is one too It is advisable to attach the upper flat seal 22a, which consists of silicone rubber and is one or more parts. A component according to Art an inclined channel 37 created for advantageous water drainage.
Beim Warmwasserkessel 14, vgl. Fig. 6, können zwischen den Metallen des das Wärmemittel herantransportierenden an eines der Elemente 15 des Absorbers 14 anzuschließenden Verbindungsrohres 41 und des Kesselwerkstoffes Polarisationsspannungen auftretenr die zur Korrosion führen. Dies wird vorteilhaft durch Einsetzen einer Büchse 42 aus Durmetall (Hartmetall) zwischen Werkstoff des Kessels und dem Werkstoff der Leitung 41 vermieden. Es kann in einem-Verbindungsflansch 43 oder unmittelbar am Eingangsstutzen des Kessels 4o vorgesehen werden. Dadurch werden Kriechströme und Ent-Warmwasser ladungen vermieden. DietHeizspirale ist ist mit 44 dargestellt. Anschlußleitungen aus dem Kessel zum Verbraucher sind nicht gezeichJ net, da in diesem Zusammenhang nicht erfindungserheblich. Die Temperatur des Kessels kann bei ca. 80° liegen. Wird eine Wärmepumpe eingesetzt, kann der Kessel konstant auf ca. 440C gehalten werden. Er dient bei Großanlagen als Vorwärmkessel. In diesem Fall kann das zum Verbrauch dienende Wasser in an sich bekannter Weise aufbereitet werden.In the case of the hot water boiler 14, see FIG. 6, between the metals of the one of the elements 15 transporting the heat medium of Absorber 14 to be connected connecting pipe 41 and the boiler material polarization voltages occur which lead to corrosion. This is done to advantage by employing a Sleeve 42 made of Durmetall (hard metal) between the material of the boiler and the material the line 41 avoided. It can be in a connecting flange 43 or directly be provided on the inlet connection of the boiler 4o. This creates leakage currents and hot water discharges avoided. DietHeizspirale is shown at 44. Connection lines from the boiler to the consumer are not shown because in this context is not relevant to the invention. The temperature of the boiler can be about 80 °. If a heat pump is used, the boiler can be kept constant at approx. 440C. It serves as a preheating boiler in large systems. In this case the water used for consumption can be treated in a manner known per se.
Durch eine elektrische Schaltung wird verhindert, daß dann, wenn die Temperatur im Kessel z.B. 850C überschreitet Nachteile durch Siedewasser bzw. die Dampfphase auftreten. Dies kann durch ein Dreiwege-Mischventil gesteuert werden, welches eine Abkühlspirale an einer vorbestimmten Stelle der Verbindungsleitung einschaltet und die Temperatur herabsetzt. Die Regelung kann auch dafür Sorge tragen, daß --- wenn die Wärme des Absorbers nach z.B. mehreren kontinuierlichen sonnenfreien Tagen abgesunken ist --- der Zulauf des abgek;lhlten Kälteträgers zum Warinwasserkessel unterburl(len wird und erst bei vorbestimmter Temperatur Wärme zufuhr wieder normal erfolgt. Als Kessel 40 wird ein Metallkessel mit Kunststoffinnenim Kollektor und um den Kessel beschichtung verwendet. Die Schaumstoffart,# Bauteile 16,17, ist so srorge,sehen, daß dieser hochhitzebeständig ist. Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß das Dichtprofil 19 Hohlräume und damit erhöhte Elastizität aufweist.An electrical circuit prevents that when the The temperature in the boiler, e.g. 850C, exceeds the disadvantages caused by boiling water or the Vapor phase occur. This can be controlled by a three-way mixing valve, which is a cooling spiral at a predetermined point on the connecting line switches on and reduces the temperature. The regulation can also ensure that that --- if the heat of the absorber after e.g. several continuous sun-free Days has sunk --- the supply of the cooled coolant to the Warin water boiler Underburl (len becomes normal again and only at a predetermined temperature heat supply he follows. A metal kettle with plastic inside in the collector and around the kettle is used as the kettle 40 coating used. The foam type, # components 16,17, is so srorge, see that this is highly heat-resistant. A variant of the invention provides that the Sealing profile 19 has cavities and thus increased elasticity.
Der erfindungsgemäße Solarkollektor in der optischen Zweikomponen7 tenweise sind mit dem Doppel- bzw. Hohlprofilrahmen aus Aluminium iii 1011 besonderen D-ichlelerllnnten und wärmeisolierenden Schaumstoffprofilen ( auch als auf Ort und Stelle aufgeschäumte Masse profillos verspritzt) erhöht auch, in Kombination, die optische, mechanische und wärmeisolierende Effezienz der Solarkollektoreinheit als solcher als auch der Integration vieler dieser Einheiten in einem Gesamtgefüge wie im Dach oder auch im Freien.The solar collector according to the invention in the optical two-component 7 ten by the double or hollow profile frame made of aluminum iii 1011 are special D-lined and heat-insulating foam profiles (also available as on-site and Place foamed mass sprayed without profile) also increases, in combination, the optical, mechanical and heat-insulating efficiency of the solar collector unit as such as the integration of many of these units in an overall structure such as in the roof or outdoors.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung, vgl. Fig. 3 wird gleichzeitig oder nebeneinander ein weiterer Vorteil des Absorbers ausgenutzt. Befindet sich der Sonnenkollektor -in einem Bereich wo :eer- oder Brakwasser d.h. untrinkbares Wasser, leicht anfällt, wird dieses mit Hilfe des Absorbers erhitzt. Die nunmehr stattfindende Verdunstung oder Verdampfung führt in einer geeigneten Vorrichtung zur Kondensation und es kann Trinkwasser bzw.In an advantageous variant of the invention, see FIG. 3, at the same time or exploited another advantage of the absorber next to one another. Is located the solar collector -in an area where: eer- or brak water i.e. undrinkable Water, which is easily obtained, is heated with the help of the absorber. The now evaporation or evaporation taking place results in a suitable device for condensation and drinking water or
destilliertes Wasser gewonnen werden. Dies ist schematisch in Film. 3 dargestellt. Hier ist ein Eingangsstuzen 15a der Wärmet3uscherelemente 15 des Absorbers 14 mit einer Meer- oder Brakwasser enthaltenden Zuführleitung 15c über eine Anschlußarmatur 15d, die aus Flanschen bestehen kann, und/oder eine Regelarmatur 15e, die nur als Einheit gezeichnet ist, in Verbindung stehen.distilled water can be obtained. This is shown schematically in the film. 3 shown. Here is an inlet support 15a of the heat exchanger elements 15 of the Absorber 14 with a sea or brak water containing supply line 15c via a connection fitting 15d, which can consist of flanges, and / or a Control valve 15e, which is only drawn as a unit, are connected.
Andererseits ist ein Ausgangsstuzen 15b der Wärmetauscherelemente 15 des Absorbers 14 über eine entsprechende Leitung bzw. eine@ Schlauch an eine Anschlußarmatur einer Kondensations @ammer 15f angeschlossen. In dieser Kammer, welche durch das ankommende Wasser gekühlt wird und dieses vorheizt, findet die Kondensation des unsauberen Wassers an einzel an sich bekannten Kondensationsflächen statt. Das abfließende Kondensationswasser wird über Rinnen gesammelt und fließt in eine nicht dargestellte Trinkwasserkammer zwecks weiterer Verwendung. Die Kondensationskammer nimmt sowohl die verdunstende Flüssigkeit bzw. ihren Dampf auX, je nach Erwärmungsgrad des Absorbers 14.On the other hand, an output stub 15b is the heat exchanger elements 15 of the absorber 14 via a corresponding line or a hose to a Connection fitting of a condensation chamber 15f connected. In this chamber which is cooled by the incoming water and preheats it, finds the Condensation of unclean water on individually known condensation surfaces instead of. The draining condensation water is collected via gutters and flows into a drinking water chamber, not shown, for further use. The condensation chamber absorbs both the evaporating liquid or its vapor, depending on the degree of warming of the absorber 14.
Weiter ist es vorteilhaft, vgl. Fig. 6, den Wärmespeicherkessel 40 mit einem bis zum Kesselboden sich erstreckenden Temperaturfühler 40a zu versehen.It is also advantageous, see FIG. 6, the heat storage boiler 40 to be provided with a temperature sensor 40a extending to the bottom of the boiler.
Die Wärmeisolierung des Heißwasserspeichers ergibt sich durch eine Beton- oder ähnliche Ummantelung in ca. 200 mm Abstand vom Speicher. Der Betonmantel wird mit Glasvlies mit aufgeklebter Alufolie ausgekleidet, 80 mm, und der Rest mit einem spezial Zweikomponenten-Schaum restlos zugeschäumt. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Isolierung und der Wärmeverlust wird fast restlos vermieden.The thermal insulation of the hot water storage tank results from a Concrete or similar sheathing at a distance of approx. 200 mm from the storage tank. The concrete shell is lined with glass fleece with glued aluminum foil, 80 mm, and the rest with completely foamed with a special two-component foam. This results in a very good insulation and heat loss is almost completely avoided.
Vorteilhafte Varianten sind folgende: Bei großen Spei@herkessel@ wird 1/3 bis 1/2 des Inhalts mit Vollglaskugeln oder Glas@erten oder emaillierten Metallkugeln ausgefüllt um erstens eine längere Speicherung mit langsamerer Wärmeabgabe zu erhalten und zweitens um die Wärmeträgerflüssigkeit zu mindern, da diese teuer und aufwendig ist. Vorzugsweise arbeitet das Universal-Solar-System möglichst direkt ohne Wärmeaustauscher' mit ein und derselben Flüssigkeit. Nur der Warmwasserteil 44 Fig. 6 wird mit einem Durchlauferhitzer aufgeheizt. Hierdurch wird die umgewälzte Würmetragerflüssigkeit begrenzt.Advantageous variants are as follows: With large Spei @ herkessel @ becomes 1/3 to 1/2 of the content with full glass balls or glass or enamelled metal balls filled in by first one longer storage with slower To obtain heat release and secondly to reduce the heat transfer fluid, there this is expensive and time-consuming. The universal solar system works preferably as directly as possible without a heat exchanger 'with one and the same liquid. Only the Hot water part 44 Fig. 6 is heated with a flow heater. Through this the circulated worm transfer fluid is limited.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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1981
- 1981-03-18 DE DE19813110492 patent/DE3110492A1/en not_active Withdrawn
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