DE3802125A1 - Ueberhitzungsschutz fuer sonnenkollektoren - Google Patents

Description

Sonnenkollektoren mit hochselektiver Beschichtung können Temperaturen bis ca. 240°C erreichen, wenn keine Wärme entnommen wird. Dieser Fall kann eintreten, wenn die Kapazität der Warmwasserspeicher ausgeschöpft ist oder, wenn die Wasser­ pumpe ausfällt.

Hohe Temperaturen führen zu einer starken Belastung des Konstruktionsmaterials (z. B. Kunststoffe). Wasserdampfdrücke bis 33 bar können auftreten. Es müssen daher großvolumige Behälter unter dem Dach aufgestellt werden, die den gesamten Wasser­ inhalt der Kollektoranlage aufnehmen müssen.

Ein sehr wirkungsvoller Schutz vor Überhitzung ist bei dem Sonnenkollektor möglich, den das deutsche Patent DE 27 39 797 C2 beschreibt. Dieser Kollektor besitzt einen konvex gewölbten Absorberboden, über den eine schwarz-selektiv beschichtete Metall­ folie gespannt ist. Die Wölbung des Bodens sorgt für de für den thermischen Kontakt erforderlichen Anpreßdruck zwischen der Folie und dem Absorberboden.

Erfindungsgemäß wird die Folie mittels eines Spannmechanismus über den Absorber­ boden gespannt, der so ausgebildet ist, daß er die Folie oberhalb einer wählbaren Temperatur von dem konvex gewölbten Absorberboden abhebt. Als thermisch gesteu­ erter Antrieb kommen Dehnstoffregler, Bimetalle u. a. in Frage.

Die Erfindung ist in der Abb. 1 erläutert.

Nach Abb. 1 besteht der Sonnenkollektor in bekannter Weise aus einem rechteckigen Kasten 1, der von einem umlaufenden Rahmen 2 und dem Boden 3 gebildet wird. Der Kasten 1 ist mit einer hochtransparenten Abdeckung 4 abgedeckt, die aus glas oder Kunststoff bestehen kann. In dem Kasten 1 liegt der von Wasser durchströmte, konvex gewölbte Absorberboden 5, der oben und unten je einen Wasserzulauf bzw. einen Wasserablauf 6 besitzt. Über den Absorberboden 5 ist eine schwarz-selektiv beschichtete Folie 7 gespannt, die im allgemeinen aus Metall besteht. Der Spannmechanismus besteht in einem ausgeführten Beispiel aus einem Spannbügel 8, der drehbar an einer Achse 9 befestigt ist. Die Länge der Achse 9 entspricht der Breite des Kastens 1. Am Ende der Spannbügel 8 ist ein Rohr 10 befestigt, das die­ selbe Länge hat wie die Achse 9. Auf dem Rohr 10 sitzen mehrere Rohrstücke 11, auf denen die Folie 7 aufgewickelt ist. Zwischen dem Rohr 10 und den Rohrstücken 11 sind Torsionsfedern eingesetzt, die die Folie 7 immer gespannt halten, auch dann, wenn die Folie 7 sich beim Arbeiten des Spannmechanismus verkürzt. Am Rahmen 2 ist ein Dehnstoffelement 12 befestigt. Dieses ist über ein Metallstück 13 an den Absorberboden 5 thermisch gekoppelt. Bei einer wählbaren Temperatur, dem sog. Arbeitsbeginn, beginnt der aus dem Dehnstoffelement 12 ragende Stift 14 den Spannbügel 8 anzuheben. Dieser Vorgang verläuft kontinuierlich bis zu einer Stellung 15 des Spannbügels 8, in der die Folie 7 keinen thermischen Kontakt zum Boden mehr besitzt.

Wegen der größeren Temperaturdifferenz zur transparenten Abdeckung 4 werden über 50% der absorbierten Sonnenenergie nach außen abgestrahlt. Da beide Seiten der Folie 7 Wärme an die im Kasten 1 befindliche Luft übertragen, sorgt eine heftige Konvektion für eine erhöhte Wärmeabgabe an die Abdeckung 4 und damit an die Umgebung. Eine hohe thermische Belastung des Absorberbodens 5 ist damit beseitigt. Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel an der kurzen Seite eines rechteckigen Sonnen­ kollektors. Es ist prinzipiell möglich, mit einem temperaturgesteuerten Spannmecha­ nismus auszukommen. Wirksamer ist es jedoch, an beiden Seiten eines Sonnenkollek­ tors diesen Mechanismus vorzusehen.

Claims (1)

1. Sonnenkollektor, bestehend aus einem flachen Kasten 1 mit einem Rahmen 2, einem Boden 3 und einer transparenten Abdeckung 4, dessen konvex gewölbter Absorber­ boden 5 mit einer schwarz-selektiv beschichteten Folie 7 überspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie 7 mittels eines Spannmechanismus über den Absorberboden 5 gespannt ist, der mit einem thermisch gesteuerten Regler 12 die Folie 7 temperaturabhängig von dem Absorberboden 5 abhebt.