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SOLARKOLLEKTOR
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Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor mit einem plattenförmigen
Körper, der eine Einrichtung für den Durchstrom eines Wärmeträgermediums enthält.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Kollektor, mit dem Sonnenenergie
aufgenommen und ein Wärmeträgermedium wie Wasser mittels der Sonnenenergie erwärmt
werden kann.
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Bekannte plattenförmige Solarkollektoren enthalten Rohrleitungen für
den Durchstrom des zu erwärmenden Wärmeträgermediums wie Brauchwasser und Heizwasser,
welche aus gut wärmeleitfähigem Material wie Metall und insbesondere Kupfer bestehen
können und von der Sonne bestrahlt werden. Das auf diese Weise erwärmte Wasser kann
unmittelbar als Brauchwasser benutzt werden, jedoch ist es auch möglich, es durch
einen Wärmetauscher wie beispielsweise einen Heizkörper zu leiten.
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Da die Rohrschlagen bzw. Rohrleitungen der bekannten Solarkollektoren,
selbst wenn sie dicht nebeneinander liegen, verhältnismäßig viel Platz benötigen,
ist das Flächenverhältnis zwischen der Grundfläche des plattenförmigen Solarkollektors
und der vom Wärmeträgermedium durchströmten Fläche verhältnismäßi g gering, so daß
die einstrahlende Sonnerenergie mit entsprechend gerinyem Wirkungsgrad genutzt werden
kann. Hinzu kommt, daß die bekannten Solarkollektoren mit Rohrschlangen oder Rohrleitungen
für das Wärmeträgermedium kostspielig und schwer sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen preiswerten Solarkollektor
zu schaffen, bei dem das Flächenverhältnis zwischen der Grundfläche des plattenförmigen
Kollektors und
der vom Wärmeträgermedium durchströmten Fläche gegenüber
bekannten Solarkollektoren deutlich verbessert ist.
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Diese Aufgahe wird erfindungsgemäß mit einem platten förmigen Solarkollektor
gelöst, dessen Körper sarldwichartig wenigstens eine der Wärmeeinstrahlseite zugekehrte
Lage für flächigen Durchstrom des Wärmeträgermediums in einem geschlossenen Kreis
lauf und eine mit dieser Lage in Flärhenkontakt. stehende Lage für den Durchstrom
von Rrauchwasser aufweist.
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Der erfindungsgemäße Solarkollektor enthält für den Durchstrom des
von der Sonnenenergie aufzuwärmenden Wärmeträgermediums also keine Rohrleitungen
oder Rohrschlangen, sondern Flächenelemente, die voll flächig vom Wärme trägermc'.dium
durchströmt werden. Vorzugsweise sind diese Flächenelemente als Abstandsgewebe ausgebildet
bzw. enthalten in einer undurchlässigen Hiille ein Abstandsgewebe für den Durchstrom
des Wärmeträgermediums. Dadurch wird das Flächenverhältnis zwischen der Grundfläche
des Solarkollektors und der vom Wärmeträgermedium durchströmten Fläche deutlich
vergrößert und praktisch eins zu eins. Dementsprechend kann auf einer vorgegebenen
Fläche eine yrößere Menge Wärmeträgermedium von der Sonnenenergie aufgeheizt werden.
Da für das Wärmeträgermedium keine Metallrohre vorgesehen sind, sondern Textilien
und Kunststoffe ausreichen, kann der Solarkollektor auch besonders leicht gebaut
werden.
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Damit der erfindungsgemäße Solarkollektor nicht von Verunreinigungen
des aufzuheizenden Brauchwassers verstopft werden kann, wird das Wärmeträgermedium
in einem geschlossenen Kreislauf geführt und gibt die von ihm aufgenommene Wärme
innerhalb des Solarkollektors an Brauchwasser ab, das durch eine zweite Lage oder
Schicht des Solarkollektors strömt, welche einen wesentlich größeren offenen Querschnitt
enthält und somit von Verunreinigungen wie Kalk und dergleichen nicht verstopft
werden kann.
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Der erfindungsgemäße Solarkollektor ist dementsprechend nicht nur
zum Auffangen von Sonnenenergie geeignet, sondern auch als Wärmetauscher ausgebildet,
so daß er eine verhältnismäßig hohe Lebensdauer ohne die N6wendiqkei t von Reinigung
oder sonst i IJen Wartungsarbeiten hat. Das ist ein wichtiger Gesichtspunkt für
die Betriebskosten des Solarkollektors.
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Vorzugsweise hat der erfindungsgemäße Solarkollektor zwei Flächenelemente
bzw. Lagen für flächigen Durchstrom des Wärmeträgermediums, die untereinander strömungsmäßig
in Verbindung stehen und sandwichartig die platten förmi g ausgebildete Lage für
das Brauchwasser einschließen. Das fiir den Durchstrom des Brauchwassers vorgeseiiene
Plattenelement steht dementsprechend sowohl mit der Vorderseite als auch mit der
Rückseite mit einem flächenmcißicJen Heizelement in Verbindung, das von dem von
der Sonnenenergie aufzuheizenden Wärmeträgermedium durchströmt wird. Dadurch ist
ein guter Wärmeübergang bzw. guter Wärmetausch gewährleistet. Die beiden Flächenelemente
für den Durchstrom des Wärmeträgermediums sind so untereinander verbunden, daß aufgrund
natürlicher Strömungsverhältnisse das an der Vorderseite des Solarkollektors von
den einfallenden Sonnenstrahlen aufgeheizte Wärmeträgermedium von einem Ende zum
anderen des flächenförmigen Heizelementes strömt, insbesondere ansteigt und von
dort durch eine überströmleitung in das andere, sonnenabgewandte Flächenelement
eintritt, wo es durch Wärmeabgabe abkühlt und dementsprechend in entgegengesetzter
Richtung zum erstgenannten Flächenelement zurücks trömt, insbesondere nach unten
strömt.
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Am entgegengesetzten Ende sind die beiden großflächig durchströmbaren
Heizplatten ebenfalls strömungsmäßig untereinander verbunden, so daß das Wärmeträgermedium
im Kreislauf fließen kann und dadurch das als Hohlplatte ausgebildete Wärmetauschelement
für das Brauchwasser auf beiden Seiten vom Wärmeträgermedium umströmt ist. Dadurch
erhält man einen ,guten Wärmetausch.
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Obwohl der Kreislauf des Wärmeträgermediums im allgemeinen allein
aufgrund der sich durch das ständige E Erwärmen tind Abkühlen des Wärmeträgermediums
einstellenden natürlichen Strömung gewährleistet ist, kann auch eine Pumpe in den
Kreislauf eingeschaltet werden, welche die natürliche Strömung verstärkt bzw. eine
Zwangsumwälzung bewirkt. Das Brauchwasser wird in jedem Falle von einer Pumpe dem
Solarkollektor zugeführt..
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Das für den Durchstrom des Brauchwassers vorgesehene Plattenelement
ist vorzugsweise eine Hohlplatte, deren einander gegenüberliegende Wände mi t einer
Mehrzahl von Stegen untereinander verbunden sind, die diese Wände im gewünschten.
Abs tatid paral lel zueinander halteri. Dies ist besonders dann wichtig, wenn das
Plattenelement aus Kunststoff geformt, beispielsweisc stranggepreßt ist, denti das
durchströmcndc Brauchwasser übt einen hohen Druck auf die Wände aus und könnte die
Wände auseinanderdrücken, wenn sie nicht mittels der Stege im gewünschten Abstand
voneinander gehalten werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen
plattenförmigen Solarkollektors in schaubildlicher Ansicht und senkrecht geschnitten
darges tel lt.
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Der plattenförmige Solarkollektor 1 hat zwei plattenförmige Heizelemente
2 und 3 und ein sanciwi charti 9 dazwischen angeordnetes Plattenelement 4. Die Vorderseite
5 ist der Sonneneinstrahlung auszusetzen, während die Rückseite mit einer wärmeisolierenden
Schicht 6 versehen ist.
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Die Plattenel emetite 2 und 3 enthalten jeweils ill einer flüssigkeits-
und luftdichten äußeren Hülle 7 ein Abstandsgewebe 8, das genügend freien Querschnitt
für den praktisch ungehinderten Durchstrom einer Wärmeträqerflüssigkeit enthält.
Die beiden Flächenelemente 2 und 3 sind am Irn te ren Ende durch einen Schlauch
9 und am oberen Ende durch einen Schlauch
10 strömungsmäßig miteinander
verbunden, so daß das in den Flächenelementen 2 und 3 befindliche Wärmeträgermedium
wie Wasser in einem geschlossenen Kreislauf strömen kann, der durch die Erwärmung
aufgrund der Sonneneinstrahlung ausgelöst wird und durch eine nicht dargestellte
Umwälzpumpe unterstützt werden kann.
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Die zwischen den Flächenelemente 2 und 3 befindliche Hohlplatte 4
ist im Quelschnitt kastenförmig ausgebildet und enth ä 1 t im Inneren eine Anzahl
von Stegen 11 , welche die plattenförmi geil äußeren Wände 12 und 13 im gegenseitigen
Abstand voneinanderhält und insbesondere ein Aufweiten aufgrund des Wasserdruckes
verhindern. Hingegen behindern die Stege 11 den Durchstrom des Brauchwassers nicht,
denn sie sind mit entsprechenden Öffnungen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind,
versehen.
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Das Brauchwasser wird durch einen Schlauch 14 und einen Anschlußstutzen
15 in den Solarkollektor 1 hineingepumpt und verläßt denselben durch einen Stutzen
16 und einen Schlauch 17, durch den es einem nicht dargestellten Verbraucher zugeführt
wird.
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Die Flächenelemente 2 und 3 und die Hohlplatte 4 sind an ihren Stirnenden
durch Abdeckungen 18 und 19 untereinander verbunden, so daß der Solarkollektor 1
die Form einer handlichen Platte hat. Alle Teile bestehen aus Kunststoff oder Textilien,
weshalb der Solarkollektor ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat.