DE4308960C2 - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Solarkollektor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, der durch Materialauswahl und Bauweise bei großer Langlebigkeit einen hohen Wirkungsgrad hat.

Es gibt auf dem Markt Kollektoren, die als Rahmenkonstruktion mit mehr oder weniger Dämmstoff aufgebaut sind. Alle diese Ausführungen haben den Nachteil, daß sie atmen; d. h. der eigentliche Absorber ist nicht dicht vom Außengehäuse umschlossen, und somit fängt die umgebende Luft bei zunehmender Erwärmung an, sich auszudehnen und tritt an den Ecken und Rohrdurchführungen aus. Bei Abkühlung wird nun Umgebungsluft feucht, kalt und mit Schadstoffen belastet, in den Kollektor gesaugt.

Bei den verwendeten Isolierstoffen ist in etlichen Fällen schon nach einigen Jahren durch die stark wechselnden Temperaturen und die immer wieder neu eintretenden Schadstoffe und Sauerstoff ein Beginn von Auflösungserscheinungen festzustellen.

Weiter gibt es auf dem Markt Vakuum-Flachkollektoren, die den Vorteil einer guten Isolierung durch Vakuum haben und dadurch keine Materialisolierung benötigen. Nachteilig wirken sich die vielen Tragestifte aus, die einseitig das Gehäuse und andererseits die Glasscheibe berühren, und so Wärme ableiten können. Dazu kommt, daß die Sammelrohre an 4 Stellen fest und vakuumdicht mit dem Gehäuse verbunden sind. Hier fließt ungewollt ein nicht unerheblicher Teil der eingesammelten Energie wieder ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor zu schaffen, der durch Materialauswahl und Bauweise bei großer Langlebigkeit einen hohen Wirkungsgrad hat.

Das Außengehäuse des Kollektors wird aus verspiegeltem, sehr langlebigen Edelstahl - W. Nr. 1.4301 - hergestellt. In diese Wanne wird ein Innengehäuse aus Aluminium, das innenseitig spiegelblank und außenseitig blank eloxiert, und je Seite um 10 mm schmaler und 10 mm weniger tief ist, eingelegt. In diesem Gehäuse ist der selektiv beschichtete Absorber nur an den 4 Endpunkten der Sammelrohre mit einem schlecht wärmeleitenden, elastischen Material - z. B. Kunststoff - an den unteren und oberen Seiten der mit Aushalsungen versehenen Gehäuse haltend durchgeführt.

Durch diese Kunststoffteile führen auf ihrer Innenseite tunnelförmige Durchbrechungen die es ermöglichen, daß bei Parallelschaltung mehrerer Kollektoren die Luft in einem Durchgang gegen ein schweres Gas ausgetauscht werden kann.

Jeder Kollektor hat 4 Anschlüsse, die rohrseitig mit einer Kupplung versehen sind. Da aber zusätzlich an den 4 Kollektoraustritten Faltenbeläge dichtend angebracht werden, ist das Kollektorfeld eine gasdichte Einheit.

Nach der Montage eines Kollektorfeldes wird dann durch Einlassen von Argongas, z. B. von unten links langsam die leichtere Luft nach oben rechts verdrängt und strömt so lange aus, bis schließlich nur noch Argongas austritt. Danach wird dieser Anschluß mit einem Ausdehnungssack versehen, der dann das temperaturbedingte, unterschiedliche Volumen immer ausgleicht.

Der Vorteil der Erfindung liegt also darin, daß eine 2-Kammer-Bauweise, die aus mit zur Innenseite verspiegelten Blechen hergestellt, die im Absorber durch Sonnenlicht erzeugte Wärme, die von diesem ohnehin nur mit 12% abstrahlt, reflektiert und wieder auf den Absorber bzw. von der Außenwanne auf die Innenwanne zurückstrahlt.

Weiter schützt das im Kollektorfeld einschließlich der Rohrleitungsübergänge befindliche Argongas alle Bauteile vor Korrosion und bewirkt durch seine schlechte Wärmeleitfähigkeit, (Wärmeleitzahl Argon = 0,016 W_{-1 K-1}, Luft = 0,027), daß erheblich weniger Wärme abfließt, als wenn Luft im Kollektor wäre.

Beschreibung zu Fig. 1

1 Außengehäuse Edelstahl
2 Innengehäuse Aluminium
3 selektiv beschichteter Absorber
4 Sicherheitsglas
5 U-Dichtungsprofil/Silikon
6 U-Halterahmen/Edelstahl

Beschreibung zu Fig. 2

1 Haltebuchse
2 Haltering (wird über die Haltebuchse geschoben)
3 Überwurfmutter
4 Bundbuchse
5 2 innenverspiegelte 4/4 Zylinder, die ineinander gesteckt werden
6 Haltering
7 Faltenbalg
8 Haltering
9 Bundbuchse
10 Überwurfgewinde

Claims (6)

1. Sonnenkollektor zur Gewinnung von thermischer Energie mit einem innen verspiegelten Außengehäuse und einem von diesem beabstandeten kleineren innen verspiegelten Innengehäuse, welches einen Absorber aufnimmt, wobei das Außengehäuse und das Innengehäuse über ein schlecht wärmeleitendes U-Profil mit einer Abdeckscheibe verbunden sind, wodurch die vom Absorber abstrahlende Wärme vom Innengehäuse und die von diesem evtl. abstrahlende Wärme vom Außengehäuse nach innen reflektiert wird.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber selektiv beschichtet ist und über vier aus schlecht wärmeleitenden und elastischem Material hergestellte Haltebuchsen, die mehrere tunnelförmige Durchbrechungen haben, im ausgehalsten Innen- und Außengehäuse an Sammelrohren gehalten wird.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenräume benachbarter Sonnenkollektoren über die Verbindungsrohrleitungen umgebende Faltenbälge gegenüber der Umgebung gasdicht verbindbar sind.

4. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor mit einem schlecht wärmeleitenden und vor Korrosion schützenden Gas gefüllt ist.

5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich temperaturbedingter Volumenschwankungen des Gases im Kollektor bzw. im Kollektorfeld ein elastischer Ausdehnungssack vorgesehen ist.

6. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse aus Aluminium und das Außengehäuse aus Edelstahl besteht.