DE3322165A1

DE3322165A1 - Solar collector

Info

Publication number: DE3322165A1
Application number: DE19833322165
Authority: DE
Inventors: Bernd 5090 Leverkusen Reisgies
Original assignee: REISGIES WILHELM KG
Current assignee: REISGIES WILHELM KG
Priority date: 1983-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1985-01-03

Abstract

A sandwich-type solar collector is disclosed, the surface of which is formed as a black plate and at the same time as a support for the layer arranged below the surface and is to have a heat carrier medium flowing through it, and for a heat insulating layer on the rear side. This sandwich plate type of solar collector is closed on its rear side with a coating which covers the surface and is impermeable to liquid, so that no liquid can penetrate into the solar collector from the atmosphere. This solar collector can be mounted either directly at a place exposed to solar radiation or else in a frame under a plate which covers it and is transparent to light and heat.

Description

SolarkollektorSolar collector

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor, der eine plattenförmige Oberfläche, eine unter dieser liegende, von einem Wärmeträgermedium zu durchströmende Schicht und eine rückseitige Wärmeisolierung aufweist.The invention relates to a solar collector which has a plate-shaped Surface, one lying below this, through which a heat transfer medium has to flow Has layer and a rear thermal insulation.

Bekannte Solarkollektoren oder Sonnenwärmekollektoren haben in einem kastenförmigen Rahmen als Oberseite eine für Licht- und Wärmestrahlen durchlässige Platte, beispielsweise aus Kunststoff oder Glas, hinter der sich eine XBärmepufferschicht befindet, die meistens aus Luft besteht. Unter dieser Wänmepufferschicht liegt eine weitere Platte, die Rohrleitungen für den Durchstrom des Wärmeträgermediums, meistens Wasser, enthält. Die Rückseite dieser Platte ist mit einer Wärmeisolierung versehen. Derartige Sonnenkollektoren sind kostspielig und haben ein verhältnismäßig hohes Gewicht von beispielsweise etwa 80 kg/m2. Neben ihres hohen Anschaffungspreises sind sie daher schwer zu handhaben und erfordern für die Montage entsprechend kräftige Stützelemente.Well-known solar collectors or solar heat collectors have in one box-shaped frame as the top one permeable to light and heat rays Plate, for example made of plastic or glass, behind which there is a thermal buffer layer which mostly consists of air. Under this heat buffer layer lies a another plate, the pipelines for the flow of the heat transfer medium, mostly Contains water. The back of this plate is provided with thermal insulation. Such solar panels are expensive and relatively high Weight of about 80 kg / m2, for example. In addition to their high purchase price they are therefore difficult to handle and require correspondingly strong ones for assembly Support elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfacher aufgebauten und preiswerteren Sonnenkollektor zu schaffen, dessen Wirkungsgrad jedenfalls nicht schlechter als der bekannter Sonnenkollektoren ist.The invention is based on the object of a more simply constructed and to create cheaper solar collectors, but certainly not its efficiency is worse than the known solar panels.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Solarkollektors als schwarze Platte und als Träger für die beiden anderen Schichten, d.h. die vom Wärmeträgermedium zu durchströmende Schicht und die Isolierschicht ausgebildet ist. Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor hat also die Form einer Sandwichplatte, bei der die von der Sonne zu bestrahlende Oberfläche zugleich als Träger für alle Teile des Kollektors ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention in that the surface of the solar collector as a black plate and as a carrier for the other two layers, i.e. the layer through which the heat transfer medium flows and the insulating layer is trained. The solar collector according to the invention thus has the shape of a sandwich panel, where the surface to be irradiated by the sun acts as a support for everyone Parts of the collector is formed.

Eine derartige Sandwichplatte ist preiswerter herzustellen und wesentlich leichter als die vorbekannten mehrlagigen Sonnenkollektoren und hat beispielsweise ein Gewicht von nur ca. 20 kg/m2. Dementsprechend lassen sich beispielsweise 1 m2 große Sonnenkollektorplatten dieser Art ohne weiteres von einem Mann handhaben und auch an verhältnismäßig schwachen Stützen montieren.Such a sandwich panel is cheaper to manufacture and essential lighter than the previously known multi-layer solar collectors and has for example a weight of only approx. 20 kg / m2. Accordingly, for example 1 m2 large solar panels of this type can easily be handled by one man also mount on relatively weak supports.

Vorzugsweise besteht die die Oberfläche und zugleich den Träger des Solarkollektors bildende schwarze Platte aus Kunststoff und insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff. Es hat sich gezeigt, daß dieses Material, das entweder an seiner Oberfläche mit schwarzer Farbe versehen wird oder durch und durch schwarz gefärbt ist, einen ausreichenden Wärmeübergang gewährleistet, um das unter der schwarzen Platte umlaufende Wärmeträgermedium wie Wasser in der gewünschten Weise zu erwärmen.Preferably there is the surface and at the same time the carrier of the Solar collector forming black plate made of plastic and in particular glass fiber reinforced Plastic. It has been shown that this material, either on its surface is provided with black paint or is colored black through and through, a Sufficient heat transfer is guaranteed to the surrounding area under the black plate To heat the heat transfer medium such as water in the desired manner.

Dabei ist die schwarze Platte zweckmäßig wannenförmig ausgebildet1 und ihre am Rand befindlichen Seite.nwände stehen über die Rückseite der Platte vor, so daß zwischen ihnen die beiden anderen Schichten, nämlich die vom Wärmeträgermedium zu durchströmende Schicht und die Isolierschicht, untergebracht werden können. Die schwarze Platte bildet dementsprechend auch einen Rahmen für den Sonnenkollektor, der sowohl die vom Wärmeträgermedium zu durchströmende Schicht als auch die Isolierschicht umschließt und an den Kanten gegen Beschädigungen schützt.The black plate is expediently trough-shaped1 and their side walls located on the edge protrude over the back of the plate before, so that between them the other two layers, namely those of the heat transfer medium Layer to be flowed through and the insulating layer can be accommodated. the black plate accordingly also forms a frame for the solar collector, both the layer through which the heat transfer medium flows and the insulating layer encloses and protects against damage at the edges.

Innerhalb der nach rückwärts stehenden Seitenwände der schwarzen Platte können außerdem die Anschlüsse für die Zufuhr und Abfuhr des Wärmeträgermediums und für die Montage des Sonnenkollektors vorgesehene Halter untergebracht werden.Inside the backward facing side walls of the black plate can also connect the connections for the supply and discharge of the heat transfer medium and holders provided for mounting the solar collector are accommodated.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die vom Wärmeträgermedium zu durchströmende Schicht ein Abstandsgewebe, d.h. sie ist in sich sandwichartig aufgebaut und hat im Abstand voneinander liegende äußere, flüssigkeitsundurchlässige Deckschichten, zwischen denen sich als Abstandhalter Garne, Fäden oder sonstige Teile eines auch in die Deckschichten eingebetteten Gewebes befinden, Die vom Wärmeträgermedium zu durchströmende Schicht kann aber auch eine Sandwichplatte mit anderem Aufbau sein, beispielsweise im Zentralbereich aus offenporigem Schaumstoff bestehen.According to a further feature of the invention contains the heat transfer medium Layer to be flown through is a spacer fabric, i.e. it is sandwich-like built up and has spaced outer, liquid-impermeable Cover layers between which yarns, threads or other spacers act as spacers Parts of a tissue also embedded in the cover layers are located by the heat transfer medium However, the layer to be flowed through can also be a sandwich panel with a different structure be, for example consist of open-cell foam in the central area.

tie Wärmaisolierung besteht zweckmäßig aus einer Schaumstoffschicht, welche die Solarkollektorplatte nach hinten abschließt. Diese Schaumstoffschicht kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an der Rückseite mit einer oberflächendeckenden geschlossenen Beschichtung versehen sein, so daß in den Sonnenkollektor und insbesondere die Schaumstoffschicht keine atmosphärische Feuchtigkeit eindringen kann.tie heat insulation expediently consists of a foam layer, which closes the solar collector plate to the rear. This foam layer can after a Another feature of the invention on the back be provided with a surface-covering closed coating so that in the solar collector and especially the foam layer no atmospheric Moisture can penetrate.

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor läßt sich in einer Folge in einer Form herstellen, indem man zunächst die wannenförmige schwarze Platte formt, in diese die vom Wärmeträgermedium zu durchströmende Platte einlegt, soweit erforderlich Abschlüsse und Halter an diese Platte anbringt und schließlich die von der schwarzen Platte gebildete Wanne mit einer Schaumstoffschicht als Isolierung ausfüllt. Zum Abschluß wird die die Rückseite verschließende Beschichtung aufgetragen, beispblsweise eine zunächst fließfähige, mit der Zeit jedoch aushärtende Kunststoffmasse aufgegossen bzw. aufgerakelt. Dann kann die so fertiggestellte Solarkollektorplatte aus der Form herausgenommen werden und ist, nachdem die rückseitige Beschichtung ausreichend ausgehärtet ist, einsatzbereit.The solar collector according to the invention can be in a sequence in one Create a shape by first shaping the tub-shaped black plate, in this inserts the plate through which the heat transfer medium is to flow, if necessary Attaches finishes and brackets to this plate and finally those of the black one Plate formed trough filled with a foam layer as insulation. To the Finally, the coating that closes the back is applied, for example an initially flowable, but over time hardening plastic mass is poured on or doctored. Then the finished solar collector plate from the Form can be taken out and is sufficient after the back coating is cured, ready for use.

Obwohl die erfindungsgemäßen sandwichartigen Solarkollektoren für sich allein brauchbar sind und dementsprechend nicht in irgendwelchen Hüllen untergebracht werden müssen, kann man dieselben auch in Verbindung mit bekannten Solarkollektoren verwenden, d.h. als Rückseite in einen-Rahmen einsetzen, der als Oberseite oder Vorderseite eine für Licht- und Wärmestrahlen durchlässige Platte enthält, die im Abstand von der die Rückwand bildenden erfindungsgemäßen Solarkollektorplatte liegt, so daß sich zwischen beiden im Rahmen eine Luftschicht als Wärmepuffer befindet.Although the sandwich solar collectors according to the invention for are usable on their own and are therefore not housed in any kind of case the same can also be used in connection with known solar collectors use, i.e. insert it as the back in a frame that can be used as the top or The front side contains a plate that is permeable to light and heat rays The distance from the solar collector plate according to the invention that forms the rear wall is, so that yourself between the two in the frame an air layer as a heat buffer is located.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarkollektors in einem Teilschnitt schematisch dargestellt, Der in der Zeichnung gezeigte Solarkollektor 1 hat einen wannenartigen Rahmen 3 der eine die Oberfläche des Solarkollektors bildende Platte 3 und etwa senkrecht von dieser an deren Außenkanten umlaufend hochstehende Seitenwände 4 aufweist. Platte 3 und Seitenwände 4 sind in einem Stück aus glasfaserverstärktem Kunststoff geformt.In the drawing is an embodiment of an inventive Solar collector shown schematically in a partial section, in the drawing The solar collector 1 shown has a trough-like frame 3 of the surface of the solar collector forming plate 3 and approximately perpendicular to this at its outer edges Has circumferential upstanding side walls 4. Plate 3 and side walls 4 are in molded from one piece of fiberglass-reinforced plastic.

Die Außenseite wenigstens der Platte 3 und vorzugsweise auch der Seitenwände 4 ist geschwärzt, beispielsweise mit schwarzer Farbe beschichtet. Alternativ ist es auch möglich, den Kunststoff durch und durch schwarz zu färben.The outside of at least the plate 3 and preferably also the side walls 4 is blackened, for example coated with black paint. Alternatively is it is also possible to color the plastic black through and through.

An der Innenseite der Platte 3 ist zwischen den hochstehenden Seitenwänden 4 eine aus einem Abs tands gewebe gebildete Platte 5 angeordnet, die aus zwei im Abstand voneinander befindlichen, flüssigkeitsundurchlässigen Deckschichten 6 und 7 gebildet ist, zwischen denen sich ein von Flüssigkeit zu durchströmendes, als Abstandhalter dienendes Gewebe 8 befindet. An den Außenkanten 9 der Platte 5 sind die Schichten 6 und 7 unmittel-.On the inside of the plate 3 is between the upstanding side walls 4 a plate 5 formed from a Abs tands fabric is arranged, which consists of two in Spaced, liquid-impermeable cover layers 6 and 7 is formed, between which there is a liquid to be flowed through, as Spacer serving tissue 8 is located. At the outer edges 9 of the plate 5 are layers 6 and 7 immediately.

bar miteinander verbundene so daß hier ein flüssigkeitsdichter Abschluß gebildet ist.bar connected to each other so that here a liquid-tight seal is formed.

An zwei voneinander entfernten Stellen, beispielsweise Ecken,der Platte 5 ist jeweils ein Stutzen 10 für die Zufuhrbzw. Abfuhr des durch die Platte 5 hindurchzuführenden Wärmeträgermediums befestigt. Die eine Deckschicht 7 der Platte 5 enthält hier eine Öffnung 11, über der ein Montageblöckchen 12 mit entsprechender. Öffnung 13 befestigt ist. Beispielsweise wird das Montageblöckchen 12 auf die Platte 5 aufgeklebt. Das Montageblöckchen 12 dient zum Anbringen des Stutzens 10, der in der Zeichnung nur aufgesetzt dargestellt ist, jedoch in der Praxis vielfach in das Montageblöckchen 12 bzw. dessen entsprechend groß ausgebildete Durchgangsöffnung 13 eingeschraubt wird.At two points on the plate that are at a distance from one another, for example corners 5 is in each case a nozzle 10 for the supply or. Discharge of that to be passed through the plate 5 Heat transfer medium attached. The one cover layer 7 of the plate 5 contains one here Opening 11, above which a mounting block 12 with a corresponding. Opening 13 attached is. For example, the assembly block 12 is glued onto the plate 5. That Mounting block 12 is used to attach the nozzle 10, which is only shown in the drawing is shown attached, but in practice often in the mounting block 12 or its correspondingly large through opening 13 is screwed in will.

Der hinter bzw. unter der Platte 5 zwischen den hochstehenden Seitenwänden 4 befindliche Raum ist mit einer Wäimeisolierschicht 14, die beispielsweise aus Schaumstoff bestehen kann, weitgehend ausgefüllt. Den rückseitigen Abschluß des Solarkollektors 1 bildet eine oberflächendeckende, wasserundurchlässige Beschichtung 15, welche ein Eindringen von Flüssigkeit aus der Umgebung wie der Atmosphäre in den Sonnenkollektor unterbindet.The one behind or under the plate 5 between the upstanding side walls 4 located space is with a Wäimeisolierschicht 14, for example from Foam can exist, largely filled. The rear end of the Solar collector 1 forms a surface-covering, water-impermeable coating 15, which prevents ingress of liquid from the environment such as the atmosphere in prevents the solar collector.

Claims

Claims: b ISolar collector, with plate-shaped surface, a layer below this, through which a heat transfer medium flows and heat insulation on the back, d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that the surface (2) as a black plate (3) and as a support (4) for the two other layers (5; 14, 15) is formed.

2. Solar collector according to claim 1, characterized in that the black plate (3, 4) made of glass fiber reinforced plastic.

3. Solar collector according to claim 1 or 2, characterized in that that the black plate (3, 4) is trough-shaped and between their after rearwardly standing side walls (4), the other two layers (58 14, 15) are arranged are.

4. Solar collector according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the layer (5) through which the heat transfer medium is to flow is a spacer fabric (8) contain

5. Solar collector according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the thermal insulation consists of a foam layer (14).

6. Solar collector according to claim 5, characterized in that the Foam layer (14) on the back with - a closed surface covering liquid-impermeable coating (15) is provided.