DE4322169A1 - Vakuum und Teilvakuum Sonnenkollektor mit großflächiger Wärmeübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, der Licht in Wärme umwandelt und diese für Heizzwecke und Warmwasserbereitung genutzt werden kann. Der vorgegebene Sonnenkollektor soll die Möglichkeit geben, Sonnenlicht und diffuses Licht optimal und preisgünstig in Wärmeenergie zu wandeln, dadurch die natürlichen Ressourcen zu verlängern, die Heizkosten zu senken, die Emissionen zu verringern und die Umwelt zu entlasten. Es ist bekannt, daß Flach- und Vakuumröhrenkollektoren am Markt angeboten werden, die Sonnenlicht und diffuses Licht absorbieren und in Wärme umwandeln, die dann für Heizzwecke genutzt wird. Bei den bisher bekannten Systemen, ob konventionell isoliert oder vakuum isoliert wird das Sonnenlicht großflächig absorbiert, die gewonnene Wärme wird jedoch nur auf einer kleinen Fläche dem Wärmeträgermedium zugeführt, was Energiestau zur Folge hat, da die Wärme immer zum kältesten Punkt abfließt. Dies ist dort wo das Wärmeträgermedium mit dem Absorberblech verbunden ist. Gleichzeitig muß durch die Verbindung Absorber- und Wärmeträgerkanal, egal ob eingewalzt oder eingelötet, eine Kältebrücke überwunden werden, die den Wirkungsgrad bekannter Systeme weiter absenkt. Die gewonnene Wärme wird über das Wärmeträgermedium durch Rohre zu einem Speicher gefördert oder direkt zum Verbraucher. Bei den auf dem Markt angebotenen Systemen bedarf es zusätzlich einer aufwendigen Fertigung und Montage, was zu hohen Endkosten führt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sonnenlicht und diffuses Licht ohne aufwendige Absorberkonstruktion und ohne weitere Wärmeübergänge großflächig zu absorbieren und großflächig die erzeugte Wärme an ein Wärmeträgermedium, bei preisgünstiger Fertigung, weiterzugeben.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die gekennzeichneten Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Sonnenlicht bzw. diffuses Licht wird durch ein beschichtetes Blech großflächig in Wärmeenergie umgewandelt. Ein Wärmeträgermedium umspült bzw. unterfließt die gesamte Blechfläche und nimmt die erzeugte Wärme großflächig auf und fördert die Wärme weiter zum Verbraucher. Der Wärmeübergang ist direkt vom Absorberblech auf kürzestem Weg zum Wärmeträger, da dieser auf der Rückseite des Bleches die Wärme großflächig aufnimmt. Gegen große Wärmeverluste ist der gesamte Kollektor hoch isoliert. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Wärme ohne aufwendige mehrfache Absorberbleche nebeneinander erzeugt werden kann, daß durch nur eine Wärmeweitergabe weitere Energieverluste vermieden werden, gleichzeitig auch höhere Drücke im Trägermedium gefahren werden können, daß im Verhältnis günstige Produktionskosten und damit geringere Endkosten der Sonnenenergie zu einer besseren Akzeptanz beim Kunden verhelfen, daß durch hohe Isolierungsmöglichkeiten sehr hohe Wirkungsgrade erzielt werden können. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt Fig. 1 den hochisolierten Flachsonnekollektor mit direkter, großflächiger Wärmeübertragung. Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnung nach dem Aufbau Fig. 1. Der Kollektor besteht aus zwei Modulen, dem Gehäuse, bestehend aus der Glasscheibe (1), dem Seitenprofil (2) und dem Bodenblech (3) und dem Kollektorkern, bestehend aus dem Absorberblech (8), dem Kernbodenblech (7) und dem Festigkeitsprofilen (9). Das Gehäuse ist durch ein Vakuum oder ein eingegebenes Isoliergas hochisoliert gegen Abstrahlungsverluste. Der Kollektorkern ist in dieses Gehäuse frei eingelegt und vom Gehäuse thermisch getrennt freibeweglich gelagert. Durch eine spezielle Führung des Wärmeträgermediums wird das Absorberblech (8) großflächig vom Medium unterspült und die erzeugte Wärme großflächig und auf kürzestem Weg ans Wärmeträgermedium weitergegeben, gleichzeitig wird der Kollektor entlüftet. Ein- und Auslaßstutzen (4/5) sind direkt nebeneinander angebracht mit dem Vorteil zur Minimierung von Spannungen und Leitungsmaterial. Ein- und Auslaß (4/5) sind aus Dichtigkeitsgründen mit dem Kernbodenblech und dem Gehäusebodenblech verschweißt bzw. dicht gefügt. Bei Vakuumisolierung werden Stützprofile (10, 6) eingelegt um Biegekräfte aufzunehmen. Es folgt die Erläuterung der Wirkungsweise der dargestellten Erfindung. Sonnenlicht und diffuses Licht gelangt durch die Glasscheibe (1) auf das Absorberblech (8). Das kurzwellige Licht wird in langwellige Wärmeenergie umgewandelt. Die Wärme fließt im Absorberblech (8) zum kältesten Punkt, nämlich der Rückseite des Absorberbleches (8). Das Wärmeträgermedium, das zwischen Kernbodenblech (7) und Absorberblech (8) fließt, unterspült die Rückseite des Absorberbleches (8) großflächig, nimmt die Wärme auf und fördert die Energie zum Verbraucher, durch Zwangsumlauf oder Schwerkraftbetrieb. Gegen Wärmeverluste ist der Gehäuseinnenraum luftevakuiert oder durch ein Isoliergas hoch isoliert.

Benennung der Einzelteile Fig. 1

 1 hochlichtdurchlässige Glasscheibe
 2 Seitenprofil
 3 Bodenblech
 4 Einlaßstutzen
 5 Auslaßstutzen
 6 Unteres Stützprofil
 7 Kollektorbodenblech
 8 Absorberblech
 9 Festigkeitsprofil
10 Oberes Stützprofil

Claims (2)

1. Sonnenkollektor zur kostengünstigen Erzeugung von Nutzwärme als Vakuumkollektor oder gasisolierter Kollektor zur Nutzung der erzeugten Wärme in privaten und öffentlichen Haushalten, Betrieben und anderen Einrichtungen. Unter anderem dadurch gekennzeichnet, daß der Sonnenkollektor eine große Absorberfläche hat und die im Absorber erzeugte Energie großflächig zur Rückseite des Absorberbleches an ein Wärmeträgermedium weitergeleitet wird und damit zum Verbraucher gefördert wird.

2.Vakuumflachsonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberblech aus beliebig gut leitendem Material gefertigt ist, daß der Gehäusehohlraum Vakuumgas oder mit Feststoffen isoliert ist, daß die Wärme großflächig an das Wärmeträgermedium weitergeleitet wird, daß die Festigkeitsbleche durch ihre Anordnung eine großflächige Unterspülung des Absorberbleches gewährleisten, den Kollektorkern entlüften und die auftretenden Kräfte mit entsprechender Sicherheit aufnehmen.