DE3611916A1 - Air collector for heating air by solar energy - Google Patents
Air collector for heating air by solar energyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Luftkollektor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to an air collector in the preamble of claim 1 defined genus.
Luftkollektoren dieser Gattung werden vor allem dort eingesetzt, wo es um die Trocknung mittels Warmluft geht. Aber auch andere Anwendungszwecke sind denkbar, z.B. die Warmwassergewinnung unter Zwischenschaltung eines Luft/Wasser-Wärmetauschers. In neuerer Zeit gewinnen die eingangs bezeichneten Luftkollektoren insbeson dere im landwirtschaftlichen Bereich an Bedeutung, wo sie beispiels weise zum Trocknen von Heu, Stroh, Getreide, Reis, Rosinen, Ta bak od. dgl. benötigt werden.Air collectors of this type are mainly used there where it is about drying with warm air. But others too Applications are conceivable, e.g. the hot water production under Interposition of an air / water heat exchanger. In newer ones The air collectors mentioned in the introduction save time of importance in the agricultural sector, where they, for example way to dry hay, straw, grain, rice, raisins, ta bak or the like. are required.
Die bisher bekannten Luftkollektoren weisen als Abdeckfolie eine sog. Luftbläschenfolie auf, deren glatte Seite nach außen gerich tet ist, so daß ihre Noppen gleichzeitig als Abstandhalter dienen (vgl. "top agrar extra Sonnenenenergie", das Magazin für moderne Landwirtschaft, 3. erw. Auflage, insbesondere S. 12 bis 16 und S. 24 bis 28). Derartige Luftbläschenfolien besitzen eine nur geringe UV-Stabilität und daher auch eine nur geringe Lebensdauer. Außerdem sind sie nicht klebbar und nur sehr schlecht, wenn über haupt, schweißbar, so daß es schwierig ist, sie zu langen und breiten Bahnen zusammenzufügen.The previously known air collectors have a so-called air bubble film, the smooth side of which is directed towards the outside, so that their knobs also serve as spacers (cf. "top agrar extra solar energy", the magazine for modern agriculture, 3rd adult. Edition, especially pp. 12 to 16 and pp. 24 to 28). Such air bubble films have only low UV stability and therefore only a short life. In addition, they are not adhesive and are very poor, if at all, weldable, making it difficult to join them into long and wide sheets.
Schließlich sind herkömmliche Luftbläschenfolien für den Wärme übergang Luft-Luft bzw. Sonnenenergie-Luft nicht optimal geeig net. Abgesehen davon erfordern die bekannten Luftkollektoren zwi schen der Absorptionsfolie und der Bläschenfolie noch zusätzliche Drainagerohre, durch welche die zu erwärmende Luft angesaugt wird, um sie auf ihrem Weg durch den Luftkollektor zu erwärmen, so daß insgesamt eine nicht für alle Anwendungszwecke befriedigende Ge samtanordnung entsteht.After all, conventional air bubble films are for warmth Air-air or solar energy-air transition is not optimal net. Apart from that, the known air collectors require two between the absorption film and the bubble film Drainage pipes through which the air to be heated is sucked in, to heat them on their way through the air collector so that overall a Ge not satisfactory for all purposes velvet arrangement arises.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Luftkollektor der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend zu verbessern, daß keine Luftbläschenfolie benötigt wird, ein guter Wärmeübergang erzielt wird und mit herkömmlichen, preisgünstigen Mitteln leistungsfä hige Luftkollektoren mit an sich beliebiger Länge und Breite her gestellt werden können.The invention is based, the air collector to improve the genus described in the introduction so that none Air bubble film is required, good heat transfer is achieved is and with conventional, inexpensive means performance air collectors of any length and width can be put.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.The characteristic features serve to solve this task of claim 1.
Erfindungsgemäß wird die Luftbläschenfolie durch eine separate, glatte Folie und einen separaten Abstandhalter in Form eines Ab standgitters aus Kunststoff ersetzt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß einerseits als Abdeckfolie normale, gut stabilisierte sowie preisgünstige, leicht ersetzbare Folien zum Einsatz kommen können, während andererseits als Abstandhalter ein separates Bau teil vorgesehen wird. Die Folien und Abstandgitter können in be liebigen Größen hergestellt und/oder auf einfache Weise miteinan der verbunden werden. Wird die Abdeckfolie aus irgendwelchen Grün den undicht oder unbrauchbar, kann sie auf einfache Weise repa riert oder ersetzt werden. Als Abstandgitter eignen sich beispiels weise Matten, in denen die Kunststoffdrähte oder -fäden in mehre ren Schichten übereinander angeordnet, miteinander verschlungen und an ihren Berührungspunkten zumindest teilweise miteinander verschweißt sind. Besonders bevorzugt wird ein Produkt, das un ter dem eingetragenen Warenzeichen "Enkamat" von der Fa. ENKA IN DUSTRIAL SYSTEMS, 56 Wuppertal 1, hergestellt und vertrieben wird und z.B. bei der Begrünung von Straßenböschungen od. dgl. als Stützmatte für das Erdreich dient.According to the invention, the air bubble film is separated by a smooth film and a separate spacer in the form of an ab plastic stand grille replaced. This results in the Advantage that normal, well stabilized as a cover film as well as inexpensive, easily replaceable films are used can, while on the other hand as a spacer a separate construction part is provided. The foils and spacers can be in sizes and / or in a simple way who are connected. The cover sheet is made of any green the leaking or unusable, it can easily repa be replaced or replaced. Suitable as spacer grids are, for example wise mats in which the plastic wires or threads in several layers arranged one above the other, intertwined and at least partially at their points of contact are welded. A product which is un ter the registered trademark "Enkamat" from ENKA IN DUSTRIAL SYSTEMS, 56 Wuppertal 1, is manufactured and distributed and e.g. when greening road embankments or the like as Support mat for the soil.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous features of the invention result from the Subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung und dem beiliegenden Muster an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The invention is hereinafter described in connection with the accompanying Drawing and the accompanying sample of an embodiment explained in more detail. Show it:
Fig. 1 die schematische und perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Luftkollektors; Figure 1 is a schematic and perspective view of an air collector according to the invention.
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie A-B der Fig. 1; und das beigefügte Muster ein Stück eines Abstandgitters des Luft kollektors nach Fig. 1. Fig. 2 is an enlarged partial section along the line AB of Fig. 1; and the attached pattern is a piece of a spacer grid of the air collector of FIG. 1st
Gemäß Fig. 1 und 2 weist der Luftkollektor 1 einen rechteckigen Querschnitt auf. Seine langen Seiten sind durch je eine untere Klemmleiste 2 und eine obere Klemmleiste 3 begrenzt. An der vor deren kurzen Seite sind die Klemmleisten 2 und 3 durch je eine untere und obere Abschlußleiste 4 überbrückt, die einen Spalt bilden, an den ein Ansaugstutzen 5 einer ein Gebläse aufweisen den Absaugeinheit 6 angeschlossen ist.According to Fig. 1 and 2 1, the air collector has a rectangular cross-section. Its long sides are each delimited by a lower terminal strip 2 and an upper terminal strip 3 . On the front of the short side, the terminal strips 2 and 3 are bridged by a lower and upper end strip 4 , which form a gap to which an intake manifold 5 and a blower have the suction unit 6 connected.
Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist der von den unteren Klemmlei sten 2 begrenzte Raum mit einer beispielsweise auf den Erdboden 7 aufgelegten Isolierschicht 8 ausgefüllt, bei der es sich um Stroh, eine Kokosmatte oder entsprechend den örtlichen Gegebenheiten um ein anderes Material handeln kann. Die Isolierschicht 8 dient als Wärmedämmung, um Wärmeverluste des Luftkollektors 1 an das Erdreich 7 zu vermeiden. Auf der Isolierschicht 8 ist eine schwar ze Absorptionsfolie 9 aus PVC od. dgl. angeordnet, deren seitli che Längsränder etwa bis zu den äußeren seitlichen Enden der Klemm leisten 2 erstreckt sind. Auf der Absorptionsfolie 9 ist ein Ab standhalter 10 in Form eines aus Kunststoffdrähten oder -fäden hergestellten, separaten, dreidimensionalen Abstandgitters ange ordnet, dessen Breite etwa dem Abstand der Klemmleisten 2 und 3 entspricht, so daß es zwischen diesen zu liegen kommt. Den obe ren Abschluß der Schichtenfolie bildet eine ebenfalls separate, transparente, glatte Abdeckfolie 11, die beispielsweise aus UV- stabilisiertem PVC besteht und deren seitliche Längsränder etwa bis zu den äußeren seitlichen Enden der Klemmleisten 2 erstreckt sind.As shown in FIG. 2 in particular, the space limited by the lower Klemmlei 2 is filled with, for example, an insulating layer 8 placed on the ground 7 , which can be straw, a coconut mat or, depending on the local conditions, a different material. The insulating layer 8 serves as thermal insulation in order to avoid heat losses from the air collector 1 to the ground 7 . On the insulating layer 8 , a black absorption film 9 made of PVC or the like is arranged, the lateral longitudinal edges of which extend approximately to the outer lateral ends of the clamping strips 2 . On the absorbent sheet 9 from a stand 10 is arranged in the form of a separate three-dimensional spacer grid made of plastic wires or threads, the width of which corresponds approximately to the distance between the terminal strips 2 and 3 , so that it comes to lie between them. The top of the layer film forms a separate, transparent, smooth cover film 11 , which consists, for example, of UV-stabilized PVC and whose lateral longitudinal edges extend approximately to the outer lateral ends of the terminal strips 2 .
Um den Luftkollektor 1 nach den Seiten abzudichten und die beiden Folien 9 und 11 in ihrer räumlichen Lage zu fixieren, werden die oberen Klemmleisten 3 so auf den unteren Klemmleisten 2 befestigt, daß sie die seitlichen Längsränder dieser Folien 9 und 11 zwischen sich einspannen. Bei den Klemmleisten 2, 3 kann es sich beispiels weise um einfache Dachlatten aus Holz handeln, die mittels Nä geln oder Schrauben 12 miteinander verbunden sind.In order to seal the air collector 1 to the sides and to fix the two foils 9 and 11 in their spatial position, the upper terminal strips 3 are fastened on the lower terminal strips 2 in such a way that they clamp the lateral longitudinal edges of these foils 9 and 11 between them. The terminal strips 2 , 3 can be, for example, simple wooden roof battens that are connected to one another by means of nails or screws 12 .
Durch die beschriebene Anordnung entsteht zwischen den Klemmlei sten 2 und 3 und den Folien 9 und 11 ein im wesentlichen durch den Abstandhalter 10 gefüllter Hohlraum, der an seinem hinteren Ende offen und an seinem Vorderende an die Absaugeinheit 6 ange schlossen ist. Beim Einschalten des Sauggebläses der Absaugein heit 6 wird somit kalte Außenluft in Richtung von Pfeilen v ange saugt, durch den Luftkollektor 1 transportiert und durch eine Blasöffnung in Richtung eines Pfeils w als Warmluft wieder abge geben. Die Erwärmung erfolgt unter dem Einfluß der Sonnenenergie, welche die glasklare Abdeckfolie 11 durchstrahlt und von der schwar zen Absorptionsfolie 9 absorbiert wird, die sich dadurch aufheizt und aufgrund des Wärmeaustausches mit der durchströmenden Luft Wärme an diese abgibt.The arrangement described creates between the Klemmlei most 2 and 3 and the films 9 and 11 a substantially filled by the spacer 10 cavity, which is open at its rear end and at its front end to the suction unit 6 is closed. When the suction fan of the suction unit 6 is switched on, cold outside air is sucked in the direction of arrows v , is transported through the air collector 1 and is given off again as warm air through a blowing opening in the direction of an arrow w . The heating takes place under the influence of solar energy, which radiates through the crystal-clear cover film 11 and is absorbed by the black absorption film 9 , which thereby heats up and emits heat to the air flowing through it due to the heat exchange.
Der Abstandhalter 10 besteht vorzugsweise aus einer Matte, in der Kunststoffdrähte oder -fäden 13 in mehreren Schichten übereinan der angeordnet, miteinander verschlungen und an ihren Berührungs punkten zumindest teilweise miteinander verschweißt sind, wie ins besondere das beigefügte Muster erkennen läßt. Abstandsgitter die ser Art eignen sich besonders gut, weil sie für ganz andere An wendungszwecke in großen Mengen und daher preisgünstig hergestellt werden und bei den während des Betriebs in Luftkollektoren herr schenden Unterdrucken ausreichend stabil sind, um ein Einfallen bzw. Zusammenkleben der Folien 9 und 11 zu vermeiden bzw. den Querschnitt des von der Luft durchströmten Hohlraums aufrechtzu erhalten. Außerdem stellen die vielen im Hohlraum angeordneten Draht- oder Fadenstücke Störstellen für die durchströmende Luft dar, so daß sich diese an einer Vielzahl von Stellen verwirbelt, was den Wärmetausch mit der Absorptionsfolie 9 stark begünstigt. Vorteilhaft ist ferner, daß derartige Abstandhalter 10 in der Regel roll- oder faltbar sind, was ihre Lagerung und ihren Ver trieb erleichtert.The spacer 10 is preferably made of a mat in which plastic wires or threads 13 are arranged one above the other in several layers, intertwined and at their contact points are at least partially welded to one another, as can be seen in particular from the attached pattern. Spacer grids of this type are particularly suitable because they are produced in large quantities for very different purposes and therefore inexpensively and are sufficiently stable at the negative pressure prevailing during operation in air collectors to prevent the films 9 and 11 from collapsing or sticking together to avoid or to maintain the cross section of the cavity through which the air flows. In addition, the many pieces of wire or thread arranged in the cavity represent disturbances for the air flowing through, so that it swirls in a large number of places, which greatly favors the heat exchange with the absorption film 9 . It is also advantageous that such spacers 10 are usually rollable or foldable, which facilitates their storage and their Ver operation.
Die Absorptionsfolie 9 ist auf ihrer Innenseite vorzugsweise mit einer Vielzahl von Noppen oder Vosprüngen 14 mit Konus-, Drei ecks-, Zylinderform od. dgl. versehen, die einerseits die wirk same Oberfläche der Absorptionsfolie 9 vergrößern und anderer seits die Luftverwirbelung in dem von der Luft durchströmten Hohl raum fördern, so daß der Wärmeaustausch weiter verbessert ist.The absorbent sheet 9 is preferably provided on its inside with a plurality of knobs or projections 14 with cone, triangular, cylindrical shape or the like, which on the one hand increase the effective surface of the absorbent sheet 9 and on the other hand the air swirl in the Promote air flowing through the cavity, so that the heat exchange is further improved.
Bei größerer Breite des Luftkollektors 1 kann der Absaugstutzen 5 mit Ablenkblechen od. dgl. versehen sein, um zu erreichen, daß auf der ganzen Breite des Luftkollektors 1 Luft abgesaugt wird.With a larger width of the air collector 1 , the suction nozzle 5 can be provided with baffles or the like, in order to ensure that air is sucked off over the entire width of the air collector 1 .
Die Länge, Breite und Höhe des Luftkollektors 1 können an sich beliebig gewählt werden. Sie hängen im wesentlichen von der benötig ten Menge an Warmluft und von der erwünschten Temperatur der Warm luft ab. Die Länge legt zusammen mit der Strömungsgeschwindigkeit insbesondere die Verweilzeit der Luft im Luftkollektor 1 fest.The length, width and height of the air collector 1 can be chosen as desired. They essentially depend on the amount of warm air required and the desired temperature of the warm air. The length, together with the flow velocity, determines in particular the dwell time of the air in the air collector 1 .
Wegen des sehr hohen Wirkungsgrades des beschriebenen Luftkollek tors 1 kann es vorkommen, daß ein Teil der in der Luft gespeicher ten Wärme als Strahlungswärme wieder verloren geht, bevor die Warmluft zur Absaugeinheit 6 gelangt. Da diese Strahlungswärme hauptsächlich durch die dünne Abdeckfolie 11 nach außen dringen wird, wird deren an die Absaugeinheit 6 grenzender Abschnitt zweck mäßig zusätzlich mit einer Luftbläschenfolie 15 abgedeckt. Dadurch wird zwar die Aufheizung der Absorptionsfolie 9 etwas reduziert, doch beeinträchtigt dies den Gesamtwirkungsgrad weniger als eine sonst mögliche Abkühlung der Warmluft in den der Abdeckfolie 11 nahen Zonen.Because of the very high efficiency of the air collector 1 described , it may happen that part of the heat stored in the air is lost as radiant heat again before the warm air reaches the suction unit 6 . Since this radiant heat will mainly penetrate through the thin cover sheet 11 to the outside, the section bordering the suction unit 6 is expediently additionally covered with an air bubble sheet 15 . Although the heating of the absorption film 9 is thereby somewhat reduced, this affects the overall efficiency less than an otherwise possible cooling of the warm air in the zones near the cover film 11 .
Anstelle des Abstandgitters gemäß beiliegendem Muster können ande re Abstandhalter mit gleicher Wirkung vorgesehen werden. Bevor zugt werden dabei Abstandhalter aus Kunststoff oder Stoffen mit ähnlichen Wärmeleitfähigkeiten verwendet, da vermieden werden muß, daß sich der Abstandhalter zu stark aufheizt und dadurch die Abdeckfolie 11 zerstört.Instead of the spacer grid according to the enclosed pattern, other spacers with the same effect can be provided. Spacers made of plastic or materials with similar thermal conductivities are used before, since it must be avoided that the spacer heats up too much and thereby destroys the cover film 11 .
Sollte die Abdeckfolie 11 aufgrund Sonneneinstrahlung oder auf grund Verwitterung nicht mehr brauchbar sein, kann sie nach Lö sen der Schrauben 12 leicht durch eine neue Folie ersetzt werden. Daher sind an das Material der Abdeckfolie 11 keine großen Forde rungen gestellt.If the cover film 11 is no longer usable due to sunlight or due to weathering, it can easily be replaced by a new film after loosening the screws 12 . Therefore, no great demands are made on the material of the cover sheet 11 .
Claims (8)
Priority Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3611916A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19500807A1 (en) * | 1995-01-13 | 1996-07-25 | Gerhard Dr Rer Nat Luther | Heat exchanger and solar absorber with forced convection |
| DE19820156A1 (en) * | 1998-05-06 | 1999-11-25 | Univ Karlsruhe | Solar energy collector for heating air has closed air circuit and has transparent front window, air space and perforated solar energy collector grid through which air can flow |
| DE102008037922B4 (en) * | 2008-08-14 | 2010-08-19 | Ulrich Kunz | Solar thermal tandem flat plate collector |
-
1986
- 1986-04-09 DE DE19863611916 patent/DE3611916A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |