DE4239286A1 - Sonnenkollektor zur Wassererwärmung - Google Patents

Sonnenkollektor zur Wassererwärmung

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor zur Wassererwärmung, insbesondere für eine Nutzung in Gartenanlagen, Wochenendgrundstücken und ähnlichen Anlagen.
Stand der Technik
Es sind die verschiedensten Sonnenkollektoren zur Nutzung der Sonnenenergie für Erwärmungszwecke bekannt. Es sind auch Sonnenkollektoren mit Speichereinheiten, die auf der Basis der Thermosiphonwirkung arbeiten, bekannt. Diesen bekannten Anlagen haftet der Nachteil an, daß sie keine kleine und kompakte Einheit darstellen, die sich leicht auch von einem Nichtfachmann an einen gewünschten Ort aufstellen läßt, um trotz der Kleinheit der Anlage eine ausreichende, erwärmte Wassermenge zur Verfügung zu haben.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor mit ausreichendem Speicher zu schaffen, der über eine gewisse Tageszeit die auftreffende solare Strahlung mittels des Thermosiphoneffektes zur Aufheizung von Wasser in einer kleinen, kompakten Einheit nutzt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Sonnenkollektor zur Brauchwassererwärmung folgenden Aufbau besitzt.
In einem Gehäuse aus vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyesterharz sind unter einer reflexionsarmen Solarglasscheibe mehrere parallele Absorberelemente angeordnet. Die Absorberelemente bestehen dabei vorzugsweise aus druckfestem Kupferrohr und beiderseits angefügten Absorberblechen. Durch eine Aufständerung in Form von einfachen Bügeln wird das Gehäuse in einem Neigungswinkel vom ca. 45° zur Horizontalen gehalten. Durch diese Neigung gibt es obere und untere Enden der Absorberelemente. Die Absorberelemente besitzen an ihren oberen Enden einfache Kugelrückschlagventile und anschließend eine Rohrverbindung zu einem querliegenden Sammelrohr. Das Sammelrohr besitzt einen wesentlich größeren Querschnitt als die Rohre der Absorberelemente. Das Sammelrohr ermöglicht die Parallelverbindung der Absorberelemente und besitzt Verbindungsrohre zu parallelliegenden, vorzugsweise rohrförmigen Speichern, die hinter den Absorberelementen liegen. Die Verbindungsrohre zwischen Sammelrohr und Speicher ragen in den oberen Teil der Speicher mit einer gewissen Länge hinein. Damit kann sich im obersten Teil des Speichers ein den Innendruck beeinflussendes Luftpolster bilden. Am höchsten Punkt des Sammelrohres ist ein Verbindungsrohr angeschlossen, welches die Verbindung direkt zum Verbraucheranschluß oder bei einer Variante der Erfindung über einen Wasserausgleichsbehälter herstellt. Dabei liegt der Wasserausgleichsbehälter parallel zu den Speicherbehältern. Der Verbraucheranschluß liegt vorzugsweise im oberen Bereich der Rückwandfläche des Gehäuses. Jeder Speicher besitzt jeweils an seinem unteren Teil ein Verbindungsrohr zu einem unteren Ende eines Absorberelementes und ein Verbindungsrohr zu einem querliegenden Verteilerrohr. Dieses Verteilerrohr besitzt eine Verbindung zum Kaltwasseranschluß, vorzugsweise im untersten Teil des Gehäuses an dessen Rückwand. Das Verteilerrohr ermöglicht die Verbindung der Speicher untereinander. Alle Hohlräume im Gehäuse des Sonnenkollektors sind mit einem wärmeisolierenden Material ausgefüllt. Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor arbeitet nach dem Prinzip eines Überlauf-Warmwasserbereiters und nutzt den Thermosiphoneffekt aus, wonach das warme, spezifisch leichtere Wasser nach oben steigt und damit einen automatischen Wasserumlauf erzeugt. Das Kugelrückschlagventil verhindert einen Rücklauf des warmen Wassers. Die rohrförmige Gestaltung aller Bauteile ermöglicht die Auslegung als Druckwasserspeicher. Nach dem Kaltwasseranschluß ist vorzugsweise im Gesamtsystem keine Absperrvorrichtung mehr vorgesehen.
Bei erfindungsgemäßer Ausführung werden folgende wesentlichen Vorteile erzielt. Der Installationsaufwand ist durch einfache Montage infolge der kompakten Einheit sehr gering und auch von einem Nichtfachmann durchführbar. Weiterhin ist der Platzbedarf des Sonnenkollektors einschließlich der Speichereinheit sehr gering. Durch eine Parallel- oder Reihenschaltung mehrerer erfindungsgemäßer Sonnenkollektoren läßt sich eine größere Wassermenge und/oder eine höhere Temperatur des Brauchwassers erzielen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht des Sonnenkollektors in Schnittdarstellung,
Fig. 2 Schnittdarstellung des Sonnenkollektors und
Fig. 3 Seitenansicht des Sonnenkollektors mit den Rohranschlüssen bei einer Nutzungsvariante des Sonnenkollektors zur Wassererwärmung für eine Gartendusche.
Das Gehäuse 1 des Sonnenkollektors besteht vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyesterharz mit einer Aufständerung 2 in Form einfacher Bügel. Durch die Aufständerung 2 wird das Gehäuse 1 in einem Neigungswinkel von ca. 45° zur Horizontalen gehalten. Die Vorderseite des Gehäuses 1 besitzt eine reflexionsarme Solarglasscheibe 3. Unter dieser Solarglasscheibe 3 befinden sich mehrere parallel angeordnete Absorberelemente 4, welche vorzugsweise aus druckfestem Kupferrohr und beiderseits angefügten Absorberblechen bestehen. Durch die Neigung des Gehäuses 1 besitzen die Absorberelemente 4 obere und untere Enden. Am oberen Ende der Absorberelemente 4 sind jeweils einfache Kugelrückschlagventile 5 angebracht. An den Kugelrückschlagventilen 5 sind Verbindungsrohre zu einem querliegenden Sammelrohr 6 befestigt. Das Sammelrohr 6 hat einen wesentlich größeren Querschnitt als die Absorberelemente 4 und ermöglicht die Parallelverbindung der Absorberelemente 4 untereinander und besitzt gleichzeitig noch Verbindungsrohre 7 zu parallelliegenden, vorzugsweise rohrförmigen Speichern 8, die hinter den Absorberelementen 4 liegen. Die Verbindungsrohre 7 zwischen Sammelrohr 6 und Speicher 8 ragen in den oberen Teil der Speicher 8 mit einer gewissen Länge hinein. Damit kann sich im obersten Teil des Speichers 8 ein druckbeeinflussendes Luftpolster 14 bilden. Am höchsten Punkt des Sammelrohres 6 ist ein Verbindungsrohr 9 angeschlossen, welches die Verbindung direkt zum Verbraucheranschluß 10 oder bei einer Variante der Erfindung über einen parallel zum Speicher 8 liegenden Wasserausgleichsbehälter 15 herstellt. Die Einbindung des Verbindungsrohres 9 an der höchsten Stelle des Sammelrohres 6 verhindert die Bildung eines Luftpolsters im Sammelrohr 6. Der Verbraucheranschluß 10 liegt vorzugsweise im oberen Bereich der Rückwand des Gehäuses 1. Jeder Speicher 8 besitzt jeweils an seinem unteren Teil ein Verbindungsrohr zu einem unteren Ende eines Absorberelementes 4 und ein Verbindungsrohr zu einem querliegenden Verteilerrohr 11. Dieses Verteilerrohr 11 besitzt eine Verbindung zum Kaltwasseranschluß 12. Der Kaltwasseranschluß 12 befindet sich vorzugsweise im unteren Teil des Gehäuses 1 an dessen Rückwand. Das Verteilerrohr 11 ermöglicht die Verbindung der Speicher 8 untereinander. Alle Hohlräume im Gehäuse 1 des Sonnenkollektors sind mit einem wärmeisolierenden Material 13 ausgefüllt.
Nach dem Kaltwasseranschluß 12 ist vorzugsweise im Gesamtsystem keine Absperrvorrichtung mehr vorgesehen. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, stellt in diesem Fall der Duschenauslauf 16 den höchsten Punkt der Gesamtanlage dar.

Claims (4)

1. Sonnenkollektor zur Wassererwärmung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - in einem Gehäuse (1) aus vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyesterharz mit einer Aufständerung (2), die das Gehäuse (1) in einem Neigungswinkel von vorzugsweise 45° zur Horizontalen hält, sind unter einer reflexionsarmen Solarglasscheibe (3) mehrere Absorberelemente (4), bestehend aus vorzugsweise druckfestem Kupferrohr und beiderseits angefügten Absorberblechen, angeordnet,
  • - die Absorberelemente (4) sind an ihren oberen Enden über ein Kugelrückschlagventil (5) durch ein kleines Verbindungsrohr mit einem querliegenden Sammelrohr (6) verbunden, welches einen größeren Querschnitt als die Absorberelemente (4) besitzt,
  • - das querliegende Sammelrohr (6) ermöglicht die Parallelverbindung der Absorberelemente (4) und besitzt jeweils ein Verbindungsrohr (7) zu parallelliegenden, vorzugsweise rohrförmigen Speichern (8), wobei das Verbindungsrohr (7) jeweils in den oberen Teil des Speichers (8) hineinragt,
  • - am höchsten Punkt des Sammelrohres (6) ist ein Verbindungsrohr (9) angeschlossen, welches die Verbindung zum Verbraucheranschluß (10) herstellt, wobei der Verbraucheranschluß (10) im oberen Teil der Rückwand des Gehäuses (1) liegt,
  • - der Speicher (8) besitzt jeweils an seinem unteren Teil ein Verbindungsrohr zu einem unteren Ende eines Absorberelementes (4) und ein Verbindungsrohr zu einem querliegenden Verteilerrohr (11), welches eine Verbindung zum Kaltwasseranschluß (12), vorzugsweise im unteren Teil des Gehäuses (1) angeordnet, besitzt und eine Verbindung der Speicher (8) untereinander ermöglicht,
  • - alle Hohlräume im Gehäuse (1) sind mit einem wärmeisolierenden Material (13) ausgefüllt.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (8) im Bereich des Eintritts des Verbindungsrohres (7) ein Luftpolster (14) besitzt.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Kaltwasseranschluß (10) ein Wasserausgleichsbehälter (15) angeordnet ist.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Kaltwasseranschluß (12) keine weiteren Absperreinrichtungen vorgesehen sind.
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