DE3415316C2

DE3415316C2 - Sonnenkollektor

Info

Publication number: DE3415316C2
Application number: DE3415316A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.h.c. 3559 Battenberg Vießmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-25
Filing date: 1984-04-25
Publication date: 1987-03-26
Also published as: ZA853092B; BR8501944A; IT8547992A1; IN164054B; GR850972B; PT80345B; PT80345A; IL74990A0; FR2563614B3; FR2563614A1; ATA117685A; ES286340Y; ES286340U; AU4135085A; AT390671B; IT1182034B; EG16792A; DE3415316A1; IT8547992A0

Abstract

Der Einkreis-Sonnenkollektor besteht aus einem in einem Gehäuse angeordneten Absorber, der aus mehreren vertikal oder in bezug auf die Vertikale geneigt durchströmbaren, mit geringem Abstand zueinander angeordneten, zu- und ablaufseitig miteinander in Verbindung stehenden und im Querschnitt kreisförmigen Parallelrohren gebildet ist. Die Parallelrohre (1) sind mit ihren offenen Enden (2) an zwei mit Anschlußstutzen (3) versehenen Querrohren (4) an deren Anschlußstutzen (3) flüssigkeitsdicht angeschlossen. Die Querrohre (4) sind mit einem größeren Durchmesser als die Parallelrohre und jeweils an mindestens einem ihrer Endverschlüsse (5) mit je einem Wärmeträgermediumsanschlußstutzen (6) versehen. Jedes Querrohr (4) ist aus einem die Anschlußstutzen (3) aufweisenden, zu einem Rohr gefalteten und/oder gerundeten Blechzuschnitt gebildet, der mit einer Längsnaht verschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
Ein Sonnenkollektor dieser Art ist nach der FR 8 01 627 bekannt. Sofern bei diesem Kollektor die Parallelrohre an ihren Anschlußenden zu den im Querschnitt kreisförmigen Querrohren nicht reduziert sind, um diese bei etwa gleichem Querschnitt überhaupt anschließen zu können, was vorgesehen ist, sind die Querrohre mit entsprechend großen, zwangsläufig elliptischen Ausschnitten versehen und die Parallelrohre müssen eine dazu passende Anschlußkontur aufweisen, wenn nicht bei gerade abgeschnittenen Rohrenden etwa der halbe Querschnitt der Querrohre blockiert sein soll. Diese Herstellungsproblematik besteht bei Sonnenkollektoren nach der US 22 74 492 und der GB 20 97 114 nicht, da in beiden Fällen die Parallelrohre in bezug auf die Querrohre einen wesentlich kleineren Durchmesser haben, abgesehen davon, daß es sich bei den Parallelrohren nach der britischen Patentschrift um nichtmetallische Rohre aus Kunststoff handelt und besondere Abdichtungsmaßnahmen für die Anschlüsse zwischen Kunststoff und Metall (Querrohre aus Cu) verlangen. Würde man bei diesen Kollektoren (US- und GB-Patentschriften) den Querschnitt der Querrohre etwa entsprechend querschnittsgroße Parallelrohre zuordnen wollen, ergäben sich die gleichen Probleme wie beim Kollektor nach der FR 8 01 627.
Querschnittskleine Parallelrohre bilden insofern eine Störungsquelle an solchen Kollektoren, als diese bei ungünstigen Wassereigenschaften relativ schnell " zuwachsen" können, was dann Anlaß zu relativ häufigem Reinigungserfordernis ist. Daß trotzdem solche durchmesserkleinen Überströmrohre benutzt werden, dürfte seinen Grund darin haben, daß es relativ schwierig bzw. zumindest aufwendig ist, für querschnittsgroße Überströmkanäle zu sorgen, was bspw. dann problemlos wäre, wenn man derartige Absorber in bekannter Weise als Kästen ausbildet, da dort zwecks Ausbildung von großen Überströmöffnungen die inneren Strömungsleitbleche nur entsprechend kurz bemessen werden müssen, um auf diese Weise große Überströmöffnungen von einem Rohr bzw. einem Durchströmkanal zu einem anderen zu erhalten. Wollte man solche Kastenabsorber als druckbelastbare Einkreis-Absorber betreiben, d. h. also auch gegen Leitungswasserdruck belastbar machen, müssen entsprechend dicke Wandstärken vorgesehen werden, abgesehen davon, daß die Herstellung von Kästen mit eingebauten Leitblechen beträchtlich aufwendig ist.
Relativ problemlos ist es auch, querschnittsgroße Parallelrohre an ihren Endbereichen mit seitlichen, ausreichend querschnittsgroßen Überströmkanälen gemäß der DE-OS 33 07 440 zu verbinden bzw. zu versehen. Problematischer wird das Ganze aber dann, wenn man den druckbelastbar sein sollenden Absorber aus relativ durchmesserkleinen Rohren (ca. 80-90 mm ∅) und damit aber möglicher, relativ dünner Wandstärke bilden und diese zu- und abströmseitig mit entsprechend großen Überströmöffnungen verbinden wollte, denn bei durchmesserkleineren Rohren müßten seitliche Aushalsungen für den Seitenanschluß der Parallelrohre unverhältnismäßig lang herausgebördelt werden, wenn die Überströmöffnungen groß sein sollen, was einerseits schwierig, wenn überhaupt machbar ist, und dem andererseits die möglichst dünn zu haltende Wandstärke der Parallelrohre entgegensteht, für die in der Regel hochwertiges und damit teures Cu-Blech verwendet wird. Derartig große Aushalsungen an entsprechend großen Querrohren vornehmen zu wollen, ist praktisch ebenfalls nicht machbar, so daß nur wiederum Ausbildungen im Sinne der vorerwähnten FR- und GB-Patentschriften (hier Ansatz von Anschlußstutzen) zurückgegriffen werden müßte.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß dieser bezüglich seiner Absorberausbildung folgende Forderung erfüllt:
Die Überströmquerschnitte der Parallelrohre zu den Querrohren sollen keine Querschnittsreduktion in bezug auf die Parallelrohrquerschnitte aufweisen, für die einfache Rohrlängenabschnitte verwendbar sein sollen, die hinsichtlich ihrer Anschlußquerschnitte keinerlei sonstiger Anpaßbearbeitung bedürfen und für die in bezug auf die Querrohre etwa querschnittsgleiche, dünnwandige, aber dennoch für übliche Wasserleitungsdrücke druckstabile Rohre benutzt werden sollen und wobei ferner die etwa querschnittsgleichen Querrohre selbst aber auch bezüglich ihrer Anschlüsse für die Parallelrohre einfach herstellbar sein sollen.
Diese Aufgabe ist mit einem Sonnenkollektor der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
Mit einem derart ausgebildeten Kollektor sind die gestellten Forderungen erfüllt. Die relativ durchmesserkleinen Rohre (ca. 80-90 mm) führen zwar zu einem geringeren Speichervolumen des Absorbers selbst, es steht aber nichts entgegen entweder die Anzahl der Parallelrohre zu erhöhen oder dem Kollektor im Sinne der US 22 74 492 einen wärmeisolierten Speicherbehälter nachzuschalten.
Die Parallel- und Querrohre sind zwar dünnwandig, aber durch die reduzierten Durchmesser druckstabiler, andererseits hat die Dünnwandigkeit eine gewisse stärkere Elastizität der Wandungen zur Folge, wodurch vorteilhaft damit gerechnet werden kann, daß sich bei Druckschwankungen oder Druckstößen (Wasserentnahme) evtl. Inkrustierungen an den Wänden lösen und mit herausgespült werden.
Insbesondere wird aber durch die spezielle Ausbildung der Querrohre eine denkbar einfache Herstellbarkeit und Fertigung erreicht, da die Anschlüsse für die Parallelrohre problemlos aus einem ebenen Blechzuschnitt durch Preßverformung ausgebildet bzw. ausgehalst werden können, wonach der Blechzuschnitt zu einem Rohr geschlossen wird.
Das Ganze stellt also gewissermaßen einen Kompromiß dar zwischen reduziertem Speichervolumen bzw. reduzierten Durchmessern bei dadurch möglicher Wandstärkenreduzierung und günstiger Anschlußmöglichkeit zu den Querrohren, ohne diese überdimensionieren zu müssen, wodurch die Ausbildung der Querrohre eine direkte seitliche, bei den gegebenen Durchmesserverhältnissen nicht ohne weiteres zu verwirklichende Verbindung zu den Parallelrohren im Sinne der DE-OS 33 07 440 umgangen ist.
Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt schematisch
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Kollektor bzw. dessen Absorber;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Absorber längs Linie II/II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III/III in Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt längs Linie IV/IV in Fig. 3 und
Fig. 5 die Nutzungsstellung des Kollektors.
Der in Fig. 1 dargestellte Absorber besteht im wesentlichen aus mit relativ engem Abstand zueinander angeordneten Parallelrohren 1, die in entsprechende Anschlußstutzen 3 zweier Querrohre 4eingesteckt und mit diesen flüssigkeitsdicht verbunden sind, was noch näher beschrieben wird. Das untere Querrohr 4 weist an der tiefsten Stelle einen Zulaufanschluß 6&min; auf. Bei entsprechend breiten Absorbern, wie im vorliegend dargestellten Fall, bei dem also insgesamt sieben Parallelrohre 1 vorgesehen sind, ist jedoch auch am anderen Ende des unteren Querrohres ein Zulaufanschluß 6&min; vorgesehen. Gleiches gilt für das obere Querrohr 4, das entsprechende Ablaufanschlüsse 6 aufweist. Die Endverschlüsse 5 sind dabei in Form aufsteckbarer und ebenfalls flüssigkeitsdicht verlötbarer Kappen ausgebildet.
Wie aus den Fig. 2, 3 erkennbar, handelt es sich bei den Parallelrohren um einfache Längsrohrabschnitte von bspw. ca. 1,5-2,0 m Länge, die einfach mit ihren Enden 2 in die Anschlußstutzen 3 der Querrohre eingeschoben und mit diesem hart verlötet sind. Die Anschlußstutzen 3 sind dabei mit nach außen gerichteten Bördelrändern 9 versehen, die das Einstecken der Enden 2 der Rohre erleichtern und ebenso das Verlöten.
Da das Anbringen der Anschlußstutzen 3 in Form von Aushalsungen an entsprechend großen Querrohren zwar möglich, aber schwierig ist, werden die Aushalsungen an einem zunächst ebenen Blechzuschnitt vorgenommen, der dann (Fig. 3) gerundet und mit einer Längsnaht 7 verschlossen wird. Dabei hat man es ohne weiteres in der Hand, den Querschnitt der Querrohre 4 an den Querschnitt der Parallelrohre 1 entsprechend anzupassen und gleich groß oder kleiner in bezug auf die Parallelrohre 1 anzulegen. Wesentlich ist dabei und wie ohne weiteres erkennbar, daß innerhalb des Absorbers keinerlei verengte Überströmöffnungen vorliegen, wie das bei dem Absorber der eingangs genannten Art der Fall ist. Soweit an den Querrohren, die ja ebenfalls druckbelastbar sein müssen, ebenflächige Begrenzungswände vorliegen, können diese ohne weiteres bei ihrem Herstellungsvorgang mit entsprechenden Wandprägungen 10 zur Versteifung versehen werden, was auch für die Verschlußkappen gilt. Zur Halterung des Absorbers innerhalb des Kollektorgehäuses 11 sind einfach an den Parallelrohren, wie in Fig. 3 angedeutet, geeignete Halter 12 angesetzt.
Bei zur vertikalen geneigten Aufstellung des ganzen Kollektors gemäß Fig. 5 wird der Absorber bei Wasserentnahme und gleichzeitiger Zuströmung von Druckwasser im Sinne der Strömungspfeile durchströmt.
Bei einem Durchmesser von ca. 90 mm der Parallelrohre und einer Länge von ca. 2000 mm hat dieser Absorber einen Wasserinhalt von ca. 90 l und ist trotz geringer Wandstärke von nur 1 mm bei üblichen Wasserleitungsdrücken absolut druckstabil, reagiert aber auf Druckschwankungen und Druckstöße aufgrund seiner geringen Wandstärken bis zu einem gewissen Grade elastisch, wodurch, wie beobachtet werden konnte, Inkrustierungen ohne weiteres zum Ablösen gebracht werden können.
Das Ganze stellt also gewissermaßen einen Kompromiß dar zwischen reduziertem Speichervolumen bzw. reduzierten Durchmessern bei dadurch möglicher Wandstärkenreduzierung und günstiger Anschlußmöglichkeit zu den Querrohren, ohne diese überdimensionieren zu müssen, wobei durch die Querrohre eine direkte seitliche, bei den gegebenen Durchmesserverhältnissen nicht ohne weiteres zu verwirklichende Verbindung der Parallelrohre umgangen ist.

Claims

1. Sonnenkollektor, bestehend aus einem in einem Gehäuse angeordneten Absorber, der aus mehreren vertikal oder in bezug auf die Vertikale geneigt durchströmbaren, mit geringem Abstand zueinander angeordneten zu- und ablaufseitig miteinander durch mit Zu- und Abströmanschlüssen versehene Querrohre in Verbindung stehenden und im Querschnitt kreisförmigen Parallelrohren gebildet ist, deren Querschnitt etwa dem der Querrohre entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelrohre (1) mit ihren offenen im Querschnitt kreisförmigen nicht reduzierten Enden (2) an den zwei mit Anschlußstutzen (3) versehenen Querrohren (4) an deren Anschlußstutzen (3) flüssigkeitsdicht angeschlossen sind, wobei jedes Querrohr (4) aus einem zu einem Rohr gebogenen Blechzuschnitt gebildet, dieses mit einer Längsnaht (7) verschlossen ist und die Querrohre (4) anschlußseitig zu den Parallelrohren (1) mit einer ebenen, die ausgehalsten Anschlußstutzen (3) aufweisenden Fläche (8) versehen sind.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen (3) an ihren Endrändern mit einem nach außen gerichteten Bördelrand (9) versehen sind.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrohre (4 ) an ihren Enden mit auf- oder einsteckbaren, mit den Zu- und Ablaufanschlüssen (6, 6&min;) versehenen Böden als Endverschlüsse (5) flüssigkeitsdicht verschlossen sind.

4. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Querrohre (4) mindestens im Bereich der Flächen (8) durch Wandprägungen (10) versteift ausgebildet sind.