DE3217365A1 - Vacuum-insulated solar heat storage tank with supplementary electrical heating - Google Patents
Vacuum-insulated solar heat storage tank with supplementary electrical heatingInfo
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- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Abstract
Description
Ηξγ.ε H i η t ε γ δ ' Kf* · « * ··· - '--" " " 44ο7 Emsdetten , den 4.5.6Ηξγ.ε H i η t ε γ δ 'Kf * · «* ··· -' -" "" 44ο7 Emsdetten, 4.5.6
'· up s tern tr. 2ί- ι '· Up s tern tr. 2ί- ι
Anmelder: Hars Hinterding Ing. Münstertsr. 44α7 EmsdettenApplicant: Hars Hinterding Ing.Münstertsr. 44α7 Emsdetten
Erfinder: Hans Hinterding Ing. Mürsterstr. EmsdettenInventor: Hans Hinterding Ing.Mürsterstr. Emsdetten
11 vakuumisolierter, elektrisch zusatzbeheizter Sülar - Wärmespeicher „ 11 vacuum-insulated, electrically additionally heated Sülar heat accumulator "
SonnenkDllektaren sind allgemein bekannt. Diese bestehen aus Flächen oder Röhren, uelche an der Rückwand isoliert und nach vorne durch Glas- oder Hurststoffscheiben isoliert sind.Solar lectars are well known. These consist of surfaces or tubes, uelche at the The rear wall is insulated and insulated towards the front by glass or plastic panes.
Diese durch Sonneneinwirkung aufgeheizten Röhren oder Flächen sind mit Wasser gefüllt. Das aufgewärmte Wässer wird in entfernt gelagerte Wärmespeicher gepumpt. Oftmals geschieht cas über Bs-QenströmEr. These tubes or surfaces, which are heated up by the action of the sun, are filled with water. The warmed up Water is pumped into remotely located heat accumulators. Often this happens via Bs-QenströmEr.
321736c321736c
Der Wirkungsgrad solcher SonnEnkollektoren ist sehr gering, da dauernde Abstrahlungsverluste den Energieertrag schmälern. Hinzu kämmt, daß diese Kollektoren sehr aufwendig sind, da sie durch teure Isolierstoffe und Glasabdeckungen in eigens dafür gearbeitete Rahmen gelagert werden müssen. Sehr hohe TranspDrtschäcen sind ebenfalls ein großer Nachteil uie auch die kostspielige Verlegung der Rohre die Amortisation schmälert.The efficiency of such solar collectors is very low because of permanent radiation losses reduce the energy yield. In addition, these collectors are very expensive because they are stored in specially designed frames using expensive insulating materials and glass covers Need to become. There are very high levels of transport also a big disadvantage uie also the costly laying of the pipes the amortization diminishes.
Ein großer Nachteil ist auch, daß diese Kollektoren wegen Ihres geringen üJasserinhaltEs sehr hohe Temperaturen erfahren und so der Dampfkesselverordnung unterliegen. Außerdem ist eine Auskühlung während der Nacht- oder Schattenzeiten nicht zu vermeiden.Another major disadvantage is that these collectors, because of their low water content, are very experience high temperatures and are therefore subject to the steam boiler ordinance. Also is a Cooling down during the night or in the shade can not be avoided.
Diese Kollektoren mußten, bedingt durch ihre großen Flächen, so verankert werden, daß sie gegen ülindböen geschützt waren. Bei auftretendem Sturm wurden diese Flächen jedoch weit weg getragen und die Dächer wurden beschädigt.Due to their large surfaces, these collectors had to be anchored in such a way that they were protected against gusts of wind. When a storm occurred, however, these areas became far away worn and the roofs were damaged.
Die Erfindung schlägt nun einen Sonnenkollektor vor, welcher diese Nachteile aufhebt. Ee uird ein mit Wasser gefüllter Behälter in einen weiteren Zylinder gestellt, welcher vakuurriscliert ist. Der Zylinder ist halbseitig mit transpsientern Glas oder Kunstglas, wie z.B. Makrulan oder Plexiglas, in eine iiEitere halbseitige Stahlschale eingeklemmt. Die abdichtende Fläche ist ebenfalls transparent. Der Wasserspeicher erhält einen zweiten Behälter, welcher als Mulde in dem Wärmespeicher eingelagert ist. Der so angeordnete zylindrische Behälter uirti in die Dachhaut eingearbeitet, und zwar so, daß der transparente Teil der Sonne zuge-Wüjandt ist. Die rückwärtige Seite, welche aus Stahl besteht, wird so in die Dachhaut eingearbeitet,daß ein eingelagertes Blech, in jeden Wirkel verstellbar, in die Dachhaut eingearbeitet werden kann. Der transparente Behälter wirkt dann so wie ein Dachfenster.The invention now proposes a solar collector which overcomes these disadvantages. Ee uird a container filled with water is placed in another cylinder, which vacuurriscliert is. One side of the cylinder is transpsient Glass or synthetic glass, such as Makrulan or Plexiglas, in a second half-sided steel bowl trapped. The sealing surface is also transparent. The water tank receives a second one Container, which is stored as a trough in the heat accumulator. The so arranged cylindrical Container uirti incorporated into the roof membrane, and in such a way that the transparent part faces the sun is. The rear side, which is made of steel, is worked into the roof cladding in such a way that an embedded sheet metal, adjustable in each frame, can be worked into the roof cladding. The transparent container then acts like a skylight.
Alle Anschlüsse sind so gelagert, daß sie vorn innenliegendem Teil des Wohnhauses zu erreichen sind. Ein ε j π π r; b a u t ε r elektrischer Heizstab ist auf eine Tempr. . ν r von rn. 6Π C Rinqestellt unc' cewährleistet :■-. n, arj;· j :·τ - γί :. βιγγρβ Lasser, welches üb = ι einer Gcrrnströr. r r>n t: j-:,rr r uird, zu cen Zap*"ELellen gelanc t. JedFr t'onrar sti ah 1 der den WärmespeicherAll connections are stored in such a way that they can be reached at the front of the inner part of the house. A ε j π π r; builds ε r electric heating element is on a tempr. . ν r of rn. 6Π C ring set unc 'c ensures: ■ -. n, arj; j: τ - γί:. βιγγρβ Lasser, which over = ι a Gcrrrnströr. r r> nt: j - :, rr r uird, zu cen Zap * "ELellen launched. JedFr t'onrar sti ah 1 of the heat storage
ORIGINALORIGINAL
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erreicht, wird so eingefangen und an das Medium Wasser weitergeleitet.reached, is captured and passed on to the medium water.
Der Wasserbehälter ist tiefschwarz und die Rückstrahlung gering. Der eingelagerte zweite Behälter verringert das Wasservolumen und dient gleichzeitig, da er im Vakuum liegt und im tiefschwarzen Zustand einen Schatten darstellt, als Energiefalle, in welcher der eingefangene Wärmestrahl seine Energie zwangsläufig an das Medium Wasser abgibt.The water tank is jet black and the reflection small amount. The stored second container reduces the water volume and at the same time serves because it lies in a vacuum and in the deep black state represents a shadow, as an energy trap, in which the captured heat ray inevitably transfers its energy to the medium water gives away.
Gegen Überdruck ist ein Ausdehnungsgefäß einge baut. Das Ausdehnungsgefäß erhält einen gewichtsbelasteten Stopfen, welcher den Behälter gegen eindringenden Sauerstoff schützt.An expansion vessel is built in to counter excess pressure. The expansion tank receives a weight-loaded Stopper that protects the container against the ingress of oxygen.
Anhand einer schematischen Darstellung soll die Erfindung im Einzelnen näher beschrieben werden.The invention is to be described in more detail using a schematic representation.
Figur 1 zeigt diE Ansicht von oben mit einemFigure 1 shows the view from above with a
halbschaligen Stahlzylinder souie einer halbschaligen transparenten Scheibe auf einer Bodenplatte montiert. Beide Schalen zusammengefügt ergeben'den Zylinder.half-shell steel cylinder souie one half-shell transparent disc mounted on a base plate. Both shells put together yield Cylinder.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den "vakuumisolierten elektrisch zusatzbeheizten Solar - Wärmespeicher,, wobei der üJSrmespeicher in den Zylinder eingebracht und mit einer transparenten Scheibe oder Kuppel abgedeckt ist.Figure 2 shows a section through the "vacuum-insulated electrically additionally heated solar heat storage, whereby the üJSrmespeicher placed in the cylinder and covered with a transparent disk or dome.
Auf einer Bodenkonsole IMr. 1 ist eine zylinderförmige Halbachale IMr.2 verschueiBt. An dieser zylinderförmigen Halbschale IMr.2 ist im unteren Bereich ein Flacheisen IMr.7 mit der Bodenkonaole IMr.1 versehweißt. Ein weiteres Flacheisen Nr.6 ist ebenfaiis im gleichen Radius mit der Halbschale IMr.2 verschweißt. Im oberen Bereich ist ein Winkelprofil [\ir.5 als Kranz in die- Halbschale IMr. 2 ver schweißt. Das so angeordnete Gebilds erhält nunOn a floor console IMr. 1 is a cylindrical one Halbachale IMr.2 shifted. On this cylindrical Half-shell IMr.2 is welded in the lower area with a flat iron IMr.7 with the floor cone IMr.1. Another flat iron # 6 is also available in the same radius with the half-shell IMr.2 welded. In the upper area there is an angle profile [\ ir.5 as a ring in the half-shell IMr. 2 welded. The structure so arranged now receives
einen eingelagerten Behälter IVr.8. Dieser Behälter IMr.θ hat spitze Füße IMr. 9 um möglichst gsringe Berührungsflächen mit der Bodenkonsole IMr. zu bekommen.a stored container IVr.8. This container IMr.θ has pointed feet IMr. 9 to ring as possible Contact surfaces with the floor console IMr. to get.
Der .Behälter Nr.8 ist ausgerüstet mit einem Gegenströmer Nr.11 und einem innenliegenden zylindrischen Behälter Nr.1o, tuelcher zum einen zur Wasserverdrängung und zum anderen als Energiefalle dient. Im unteren Bereich ist eine Muffe Nr.15 so angeordnet, daß sie den Außenzylinder Nr.2 durchdringt und mit diesem verschweißt oder vsrschraubt uiird. In dieser Muffe Nr.15 ist ein Füll- und Entleerungshahn angeordnet.The .Bank Nr.8 is equipped with a counterflow No.11 and an internal cylindrical container No.1o, tuelcher on the one hand to displace water and on the other hand it serves as an energy trap. A socket 15 is arranged in the lower area in such a way that that it penetrates the outer cylinder No. 2 and is welded or screwed to it. In this socket 15 there is a fill and drain valve arranged.
Im oberen Bereich erhält der Behälter IMr.8 einen dünnen Rohrstutzen Nr. 13. Auf diesem Rohrstutzen Nr.13 ist ein Ausdehnungsgefäß Nr.13 a so angeordnet, daß dieses AuBdehnungsgeäß einen gewichtsbelasteten Stopfen Nr.13 b erhält.In the upper area, the IMr.8 container is given a thin pipe socket no.13. On this pipe socket no.13 an expansion vessel no.13 a is arranged so that that this expansion vessel receives a weight-loaded stopper no.13 b.
Nachdem der so angeordnete Behälter Nr.θ in das zylindrische Gebilde Nr.2 eingebracht ist, wird eine VDrgeformte transparente Scheibe IMr.4 aus Keramik oder Kunststopf in die klammerförmigen Gebilde Nri3, welche an den schalenförmigen Zylindern IMr.2 angeschweißt oder angcftlzt .sind, eingeklemmt.After the thus arranged container No. cylindrical structure no.2 is introduced, is a VDrformed transparent disc IMr.4 Ceramic or plastic pot in the clamp-shaped Form Nri3, which on the bowl-shaped cylinders IMr.2 are welded or bracketed, trapped.
Anschließend wird eine transparente Scheibe IMr. 16
als Deckel ader Kuppel aufgelegt. Dar.it ein einwandfreies
Abdichten gegen Vakuum.gewährleistet ist, wird auf den Winkelndauerelstisches Hiebemittel
als Dichtungsmasse aufgetragen.Then a transparent disk IMr. 16 placed as a cover on the dome. To ensure perfect sealing against vacuum, the angular permanent table is used as a means of cutting
Applied as a sealant.
Das gleiche Dichtungsmittel wird auch auf die
Flacheisen IMr.6 und IMr.7 aufgetragen. In den Kehlen,
welche die keramischen Teile mit der Bodenplatte, dem Deckel und dem halbschaligen Zylinder
verbinden, wird ebenfalls dauerelastisches Bindemittel zum Abdichten aufgetragen.The same sealant is also applied to the
Flat iron IMr.6 and IMr.7 applied. In the grooves that connect the ceramic parts with the base plate, the lid and the half-shell cylinder, permanently elastic binding agent is also applied to seal.
Zum Abschluß erhält der Behälter Nr.8 in die Muffe
Nr.15 einen thermostatisch geregelten Heizstab IMr. 12. Nachdem der so angeordnete Behälter in die
Dachhaut eingebracht ist, ist zur Vereinfachung
der·jeweiligen Dachneigung ein rechteckiges Blech
Nr. 17·, welches an der Bodenplatte Nr. 1 gelagert
ist, auf die jeweilige Dachneigung zu führen um
somit ein einwandfreies Abdecken ermöglichen.Finally, container no.8 is fitted with a thermostatically controlled immersion heater IMr in socket no.15. 12. After the container arranged in this way has been introduced into the roof cladding, this is for the sake of simplicity
Depending on the roof pitch, a rectangular sheet metal No. 17, which is mounted on the base plate No. 1
is to lead to the respective roof pitch
thus enable perfect covering.
Der Behälter wird durch die Muffe Nr.15 mit Wasser
aufgefüllt und zwar so lange, bis Wasser aus dem
Ausdehnungsgefäß Nr.13 a austritt. Danach wird
durch die Muffe Nr.14 Vakuum in dem Zylinder Nr.2
erzeugt, wobei der Deckel Nr.16 gegen die Winkeleisen
gesaugt wird, und die plastische Masse ein
E; p::: ir^:,-. ^n Luft an den Berührungspunkten «εγ-The container is filled with water through the socket 15 until water comes out of the
Expansion vessel no.13 a emerges. After that, will
A vacuum is created in the cylinder no.2 through the sleeve no.14, the lid no.16 being sucked against the angle iron, and the plastic mass in
E; p ::: ir ^:, -. ^ n Lu f t at the contact points "εγ-
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
sr-···sr- ···
U-U-
Das LüinkGleisen IMr. 5 und die Flacheisen Nr.G und .\-r.7 verhindern gleichzeitig ein Durchsacken, Deiches durch Ua.kuum erzeugt uird. Das durch das V/akuum leicht nach innen durchgeuölbte Glas oder der Kunststoff wirken wie eine Linse. Damit der Deckel IMr. 16 nicht einsackt sind ebenfalls abstützungen IMr. 18 eingearbeitet.The LüinkGleisen IMr. 5 and the flat iron nos. G and . \ - r.7 prevent sagging at the same time, Dike created by Ua.kuum. The glass, slightly curved inwards by the vacuum, or the plastic act like a lens. So that the Lid IMr. 16 not sagging are also supports IMr. 18 incorporated.
Der elektrische Thermostat sorgt nun für eine Mindesttemperatur. Sobald jedoch der Sonnenstrahl auf irgendeinen Punkt des schwärzen Behälters auftrifft, uird dieser voll absorbiert und nach Erreichen einer bestimmten Temperatur wird der Thermostat außer Betrieb gesetzt oder er beheizt nur einen geringen Temperaturunterschied.The electric thermostat now ensures a minimum temperature. However, as soon as the sunbeam hits any point of the black container, This is fully absorbed and after reaching a at a certain temperature, the thermostat is deactivated set or it only heats a small amount Temperature difference.
Gegen Überschreiten einer bestimmten Temperatur kann der Behälter auch mit Hilfe einer thermischen Ablaufsicherung Θγ.15 a über den Gegenströmer aus-•gekühlt uerden..Against exceeding a certain temperature, the container can also with the help of a thermal Drainage safety device Θγ.15 a via the countercurrent • cooled uerden ..
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Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3217365A DE3217365A1 (en) | 1982-05-08 | 1982-05-08 | Vacuum-insulated solar heat storage tank with supplementary electrical heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3217365A DE3217365A1 (en) | 1982-05-08 | 1982-05-08 | Vacuum-insulated solar heat storage tank with supplementary electrical heating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3217365A1 true DE3217365A1 (en) | 1983-11-10 |
Family
ID=6163096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3217365A Ceased DE3217365A1 (en) | 1982-05-08 | 1982-05-08 | Vacuum-insulated solar heat storage tank with supplementary electrical heating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3217365A1 (en) |
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- 1982-05-08 DE DE3217365A patent/DE3217365A1/en not_active Ceased
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8131 | Rejection |