DE4206480A1

DE4206480A1 - Winkelverstellbarer streifenabsorber

Info

Publication number: DE4206480A1
Application number: DE4206480A
Authority: DE
Inventors: Karlfried Cost
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1993-09-09

Description

Titel

Winkelverstellbarer Streifen-Absorber.

Gattung

Die Erfindung betrifft einen Absorber für Sonnenkollektoren mit Luft als Wärmeträger.

Angaben zur Gattung

Zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom Absorber an den vorbeiströmenden Wärmeträger (Luft) wird die Oberfläche des Absorbers vergrößert.

Stand der Technik

Es gibt viele Möglichkeiten zur Absorbervergrößerung. Allgemein bekannt ist die Vergrößerung durch Rippen.

Kritik des Standes der Technik

Bei der Oberflächenvergrößerung durch Rippen geht in erheblichem Maße Temperatur verloren durch die notwendige Wärmeleitung innerhalb der Rippen. Außerdem müssen die Rippen aus einem gut wärmeleitfähigen Werkstoff (Metall) gefertigt werden und sind deshalb sehr teuer.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und billigen Werkstoffen einen oberflächenvergrößerten Absorber zu schaffen, um so den Wärmeübergang vom Absorber an den Wärmeträger Luft zu verbessern.

Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß der Absorber aus mehreren Streifen aus absorbierendem Werkstoff besteht, die parallel nebeneinander liegen, und jeder ist um eine Achse winkelverstellbar (drehbar um mindestens ungefähr 180 Grad). Die Winkelstellung der Streifen wird im Tagesgang mittels einer Steuereinrichtung dem scheinbaren Tagesgang der Sonne nachgeführt derart, daß die Sonnenstrahlen nicht durch die Zwischenräume zwischen den Streifen hindurchtreten können, und gleichzeitig von der einen Seite jedes Streifens jeden Punkt der Oberfläche berühren. Die andere Seite des Streifens liegt im Schatten. Die Gesamtfläche der Streifen beträgt ein Vielfaches (zum Beispiel das Zehnfache) der Grundfläche.

Durch das Auftreffen auf den Absorber in einem flachen Winkel werden die Sonnenstrahlen praktisch verdünnt, bzw. es steht eine vielfach größere Wärmeübertragungsfläche zur Verfügung.

Der Wärmeübergang vom Absorber zum Wärmeträgermedium (Luft) wird dadurch erheblich erleichtert.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Die Winkelverstellung der Streifen kann mit einem Stellmotor als Antrieb und einem Gestänge oder Seilzug erfolgen, welches die einzelnen Streifen miteinander verbindet. Die Steuerung der Winkelverstellung kann mit Hilfe einer Zeituhr erfolgen. Oder mit Fotozellen. In den meisten Fällen ist es nicht erforderlich, die Winkelverstellung kontinuierlich und stetig durchzuführen, sondern es genügt, in Zeitsprüngen von zum Beispiel 10 Minuten eine Korrektur der Winkelstellung vorzunehmen. Der Bedarf an Hilfsenergie für die Winkelverstellung der Absorberstreifen ist extrem gering. Er kann ohne weiteres durch Solarzellen und einen kleinen Akku gedeckt werden. Oder durch Strom aus dem Stromnetz.

Erzielbare Vorteile

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Absorberoberfläche sehr groß ist, daß jeder Punkt der Vorderseite der Absorberfläche von den Sonnenstrahlen erreicht wird, so daß eine Wärmeleitung nur durch die Fläche hindurch (großer Querschnitt, geringe Dicke) erforderlich ist, daß der Wärmeübergang vom Absorber an das Wärmeträgermedium (Luft) sehr gut ist, und daß sehr billige Werkstoffe (dünne Pappe) für den Absorber verwendet werden können.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

1. Sonnenstrahlen, 2. winkelverstellbare Streifen, 3. Bewegungsrichtung des Wärmeträgers Luft.

Die winkelverstellbaren Streifen werden im Tagesverlauf ständig so verändert, daß sie stets in einem flachen Winkel zu den Sonnenstrahlen stehen, daß die Sonnenstrahlen immer in einem flachen Winkel auf die Streifen auftreffen, aber nicht durch den Zwischenraum zwischen den Streifen hindurchtreten können. Die Streifen haben insgesamt eine sehr große Oberfläche, die als Wärmeübertragungsfläche an den Wärmeträger Luft dient.

Die Streifen können um eine Achse, die parallel zu ihren Längsachsen ist, gedreht (gekippt, winkelverstellt) werden. Die Streifen sind untereinander durch Gestänge oder Schnüre verbunden, so daß die Bewegungen für alle Streifen gleich sind.

Claims

1. Winkelverstellbarer Streifen-Absorber, dadurch gekennzeichnet,
daß der Absorber aus mehreren Streifen aus absorbierendem Werkstoff besteht, die parallel nebeneinander liegen,
und daß jeder Streifen um eine Achse winkelverstellbar (drehbar um mindestens ungefähr 180 Grad) ist,
und daß die Winkelstellung der Streifen im Tagesgang mittels einer Steuereinrichtung dem scheinbaren Tagesgang der Sonne nachgeführt wird derart, daß die Sonnenstrahlen nicht durch die Zwischenräume zwischen den Streifen hindurchtreten können, und gleichzeitig von der einen Seite jedes Streifens jeden Punkt der Oberfläche berühren, daß also die Sonnenstrahlen zu jedem Zeitpunkt in einem flachen Winkel auf die Streifen auftreffen,
und daß die Gesamtfläche der Streifen ein Vielfaches (zum Beispiel das Zehnfache) der Grundfläche beträgt,
und daß der Absorber von dem gasförmigen Wärmeträger umströmt wird.

2. Winkelverstellbarer Streifen-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorberwerkstoff aus Pappe ist.

3. Winkelverstellbarer Streifen-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen mit Seilzug oder Gestänge miteinander verbunden sind, so daß die Steuerungsbewegungen auf alle Streifen übertragen werden können.

4. Winkelverstellbarer Streifen-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverstellung von einer Zeituhr gesteuert wird.

5. Winkelverstellbarer Streifen-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverstellung mit Hilfe von lichtempfindlichen Bauteilen gesteuert wird.

6. Winkelverstellbarer Streifen-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewisser Anteil der Sonnenstrahlen durch die Streifenschicht hindurchtreten kann und auf einen darunterliegenden zusätzlichen Absorber oder zusätzlichen Sonnenkollektor fällt. In diesem unteren zusätzlichen Sonnenkollektor können höhere Temperaturen erreicht werden, wenn der Wärmeträger Luft zuerst durch den oberen Kollektor und dann durch den unteren Kollektor geleitet wird. Denn der obere Kollektor wirkt zugleich als Vorwärmung des Wärmeträgers und als Wärmeschutz für den unteren Kollektor.