DE4409882C2

DE4409882C2 - Pyramid shaped solar panel

Info

Publication number: DE4409882C2
Application number: DE4409882A
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Ouranos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2014-03-19
Also published as: DE4409882A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor in Pyramidenform nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1The invention relates to a solar collector in the form of a pyramid Preamble of claim 1

Ein derartiger Sonnenkollektor ist durch das US Patent 41 49 525 bekanntgeworden. Dieser Sonnenkollektor hat den Nachteil, daß die Sonnenstrahlen bei bestimmten Sonnenständen an der Verglasung totalreflektiert und daher nicht genutzt werden können.Such a solar collector is known from US Pat. No. 4,149,525 known. This solar collector has the disadvantage that the Sun rays at certain positions of the sun on the glazing totally reflected and therefore cannot be used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pyramidenförmigen Sonnenkollektor mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen.The invention is therefore based on the object of a pyramid-shaped To create solar panels with high efficiency.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by the features of patent claim 1. The subclaims contain advantageous configurations of the Invention.

Als äußere Kollektorform wurde die Form der Pyramide gewählt, da durch sie gewährleistet ist, daß im Laufe des Tages und innerhalb der Jahreszeiten jeweils mindestens eine Seite der Pyramide direkt von den Strahlen der Sonne erfaßt wird und die anderen Seiten diffuse Strahlung aufnehmen können.The shape of the pyramid was chosen as the outer collector shape, because it ensures that during the day and within the Seasons each have at least one side of the pyramid directly from the Rays of the sun is detected and the other sides diffuse radiation be able to record.

Eine Optimierung der Ausnutzung der direkten und diffusen Strahlen wurde dadurch erreicht, daß zusätzlich die äußere Verglasung durch ein Profilglas vorgenommen wurde, das pyramidenartige Erhebungen besitzt, die auch durch die schräg auftreffenden Strahlen der Sonne erfaßt werden. Dabei wurden verschiedene Formen der kleinen Stufen- Pyramiden in ihrer Anordnung reihenweise so gegeneinander versetzt, daß möglichst keine einzelne Profilglaserhebung ihren Schatten auf die nächste wirft, also das Sonnenlicht möglichst effektiv ausgenutzt wird. Die Stufenpyramiden haben erfindungsgemäß polygonale bis nahezu kreisförmige Grundfläche, wobei kleine nicht durchgehende Rillenvertiefungen außen sowohl auf dem vertikalen Teil wie auch auf dem horizontalen Teil der Stufen der kleinen Stufenpyramiden des Glas- oder Kunststoff-Profils angebracht sind.Optimizing the use of direct and diffuse rays was achieved in that the outer glazing by a Profiled glass was made, which has pyramid-like elevations, which is also captured by the oblique rays of the sun will. Different forms of small step The pyramids are arranged in rows in such a way that that if possible no single profiled glass elevation casts its shadow on the next casts, so the sunlight is used as effectively as possible. According to the invention, the step pyramids have polygonal to almost circular base, with small non-continuous Groove recesses on the outside both on the vertical part and on the horizontal part of the steps of the small step pyramids of glass or plastic profile are attached.

Alle Wärme, die durch den Absorber gesammelt wurde, sollte möglichst verlustlos gespeichert werden. Daher wurde der Speicher in das Innere des eigentlichen Kollektors gelegt.All heat that was collected by the absorber should be as possible can be saved without loss. Therefore, the store was inside the actual collector.

Da bei der Abnahme des heißen Wassers aus dem Wasserspeicher sich das wärmere Wasser im Speicher stark mit kälterem Wasser aus unteren Schichten des Speichers durchmischt, dabei nicht die volle Erwärmungsleistung des Absorbers ausgenutzt werden kann und dem Verbraucher zugute kommt, wurde der Wasserspeicher in einen oberen Teil, der das heißeste Wasser enthält, und einen unteren (größeren) Teil getrennt, in den das Heißwasser aus dem oberen Behälter über ein Rücklaufverhinderungsventil nur dann läuft, wenn der Druck in dem oberen Behälter zu groß wird. Die Wasserabnahme durch den Verbraucher erfolgt gleichzeitig an zwei Stellen des Speichers, an der untersten Stelle des oberen Wasserspeichers und an der nahezu obersten Stelle des unteren Wasserspeichers, so daß gewährleistet ist, daß die Versorgung des Abnehmers mit dem Warmwasser erfolgt, das jeweils am wärmsten ist.Because when the hot water is removed from the water reservoir itself the warmer water in the storage tank heavily with colder water from the bottom Layers of the memory mixed, but not the full one Heating performance of the absorber can be used and that Benefiting consumers, the water storage was turned into an upper one Part that contains the hottest water and a lower (larger) part separately into which the hot water from the top tank is about one Backflow prevention valve only runs when the pressure in the upper container becomes too large. Water consumption by the consumer takes place simultaneously at two points in the memory, at the lowest Location of the upper water reservoir and at the almost top location of the lower water reservoir, so that it is guaranteed that the supply of the customer with the hot water, which is the warmest is.

Die Isolierung des Absorbers ist gleichzeitig die Isolierung des Wasserbehälters.The insulation of the absorber is also the insulation of the Water tank.

Die Wärme, die gesammelt wird auf der Absorberseite, die von der Sonne beschienen wird, erwärmt nicht nur diese Absorberseite, sondern den gesamten pyramidenförmigen Absorber, der eine große metallene Fläche darstellt, durch Wärmeleitung des Metalls.The heat that is collected on the absorber side is that of the sun is illuminated, not only heats this absorber side, but the entire pyramid-shaped absorber, which has a large metallic surface represents by heat conduction of the metal.

Weil sich die Wärme allmählich wie in einem geschlossenen Raum nach unten ausbreitet, hat die Absorberpyramide unten, nahe dem Boden des Kollektors, ringsherum kleine Löcher.Because the heat gradually disappears like in a closed room spreads out below, the absorber pyramid has below, near the bottom of the Collector, small holes all around.

Die Isolierungsschicht, die aus einem gepreßten Teil in Form einer Pyramide ohne Boden besteht, hat entsprechend unten ringsherum entsprechende Öffnungen, durch die die Warmluft aus den Löchern der Absorberpyramide direkt zu dem unteren Wasserbehälter geführt wird. Außerdem besitzt die Isolierpyramide angrenzend an den Wasserbehälter, auf ihrer inneren Seite, eingepreßte Hohlräume, die die Luft, die sich zwischen Verglasung und Absorber und am Absorber erwärmt hat, um den Warmwasserbehälter herum aufsteigen läßt, so daß die warme Luft ihre Wärme an den Wasserbehälter auch direkt abgeben kann, und zwar zunächst an der Stelle am unteren Teil des Wasserspeichers, wo dieser am kältesten ist. Es wird die Wärmeleitfähigkeit des Metalls des Wasserspeichers ausgenutzt zur weiteren Erwärmung des Wassers.The insulation layer, which consists of a pressed part in the form of a There is a bottomless pyramid around it corresponding openings through which the warm air from the holes of the Absorber pyramid is led directly to the lower water tank. In addition, the isolation pyramid is adjacent to the Water tanks, on their inner side, pressed-in cavities that the Air that is between the glazing and the absorber and on the absorber has warmed to rise around the hot water tank, so that the warm air also transfers its heat directly to the water tank can deliver, first at the point at the bottom of the Water storage where it is coldest. It will be the Thermal conductivity of the metal used in the water storage further heating the water.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Aufbau und Funktion des Sonnenkollektors werden anhand der Zeichnungen erläutert.The invention is shown in one embodiment. The structure and function of the solar collector are based on the Drawings explained.

Fig. 1 zeigt den Kollektor, der die Gestalt einer quadratischen Pyramide hat, in Draufsicht. Fig. 1 shows the collector, which has the shape of a square pyramid, in plan view.

Die vier Gläser (1) der Verglasung (11) des Kollektors haben die Form eines Dreiecks. Von außen wird der Kollektor von dem unteren Rahmen (2) aus Aluminium und den vier hochstehenden tragenden Rahmen (3) zusammengehalten. Die vier hochstehenden tragenden Rahmen (3) haben zwei schienenartige Aussparungen von unten nach oben an ihren Längsseiten, in die die dreieckigen Gläser (1), wie bei einer Schublade, von unten hineingeschoben werden. Die Gläser (1) sind ringsherum von einer Gummidichtung eingerahmt. Oben werden die Rahmen (3) der Kollektor-Pyramide durch einen gepreßten Hut (4) aus Aluminium in Form einer quadratischen Pyramide zusammengehalten und befestigt. Der Hut (4) besitzt oben an seiner Spitze eine Öffnung (5).The four glasses ( 1 ) of the glazing ( 11 ) of the collector have the shape of a triangle. From the outside, the collector is held together by the lower frame ( 2 ) made of aluminum and the four upstanding supporting frames ( 3 ). The four upstanding supporting frames ( 3 ) have two rail-like recesses from bottom to top on their long sides, into which the triangular glasses ( 1 ) are pushed in from below, like a drawer. The glasses ( 1 ) are framed all around by a rubber seal. Above, the frame ( 3 ) of the collector pyramid is held together and fastened by a pressed aluminum hat ( 4 ) in the form of a square pyramid. The hat ( 4 ) has an opening ( 5 ) at the top.

Die gesamte Oberfläche der äußeren Verglasung (11) hat nach außen ein Profil von pyramidenartigen Erhebungen, um die Strahlen in das Innere des Kollektors zu lenken, gleich in weicher Richtung und Höhe die Sonne steht. Das Profil von kleinen Stufenpyramiden mit oktogonalen Grundflächen (6) der Fig. 1, hier stark vergrößert abgebildet, ist eines der möglichen Profilmuster der pyramidenartigen Erhebungen auf der äußeren Verglasung, deren Material aus Polycarbonat oder Plexiglas oder einem anderen geeigneten lichtdurchlässigen und hitze- und wetterbeständigen Kunststoff besteht.The entire surface of the outer glazing ( 11 ) has a profile of pyramid-like elevations to direct the rays into the interior of the collector, the sun is in a soft direction and height. The profile of small step pyramids with octagonal bases ( 6 ) of Fig. 1, shown here greatly enlarged, is one of the possible profile patterns of the pyramid-like elevations on the outer glazing, their material made of polycarbonate or plexiglass or another suitable translucent and heat and weather resistant Plastic is made.

Diese pyramidenartigen nach außen gerichteten Erhebungen, die die Verglasung gleichmäßig bedecken, sind innen hohl, so daß die Verglasung an allen Stellen die gleiche Dicke hat.These pyramid-like outward elevations that the Cover glazing evenly, are hollow inside, so that the glazing has the same thickness at all points.

Das Profil der Stufenpyramide kann runde Grundfläche (49), quadratische Grundfläche (50) oder polygonale Grundfläche (51) besitzen.The profile of the step pyramid can have a round base ( 49 ), a square base ( 50 ) or a polygonal base ( 51 ).

Fig. 2 zeigt in Draufsicht das Innenblech des Kollektors, den Absorber. Dieser Absorber besteht aus vier dreieckförmigen, selektiv beschichteten Kupferblechen (8), die zusammengeschweißt eine quadratische Pyramide bilden. Das Absorberblech besitzt an seinem Boden ringsherum kleine Löcher, die durch die Isolierschicht hindurch zum Wasserbehälter führen. Fig. 2 shows a top view of the inner plate of the collector, the absorber. This absorber consists of four triangular, selectively coated copper sheets ( 8 ) which, when welded together, form a square pyramid. The bottom of the absorber sheet has small holes around it that lead through the insulating layer to the water tank.

Ein Spiralrohr (9) aus Kupfer, das auf das Blech der Pyramide aufgeschweißt ist, reicht in zahlreichen Windungen um die Pyramide vom Boden bis zur Spitze des Absorbers. An der Spitze (10) der Absorber-Pyramide gelangt das Spiralrohr (9) in das innere des Kollektors und mündet in einen kleinen konischen Druck-Wasserbehälter.A spiral tube ( 9 ) made of copper, which is welded onto the sheet of the pyramid, extends in numerous turns around the pyramid from the bottom to the top of the absorber. At the top ( 10 ) of the absorber pyramid, the spiral tube ( 9 ) reaches the interior of the collector and opens into a small conical pressure water container.

Fig. 3 zeigt den Gesamtaufbau des Kollektor im Querschnitt in Seitenansicht. Fig. 3 shows the overall structure of the collector in cross section in side view.

Der Kollektor hat eine doppelte Verglasung (11), dabei ist das Innenglas flach, die Außenverglasung besitzt nach außen ein Profil aus pyramidenartigen Erhebungen. Das Profil ist stark vergrößert dargestellt.The collector has double glazing ( 11 ), the inner glass is flat, the outer glazing has a profile made of pyramid-like elevations. The profile is shown greatly enlarged.

Die Profile des Glases haben die Gestalt von Stufenpyramiden, siehe auch Fig. 6, dort das Profil in starker Vergrößerung. Die Stufen der Pyramide sind mit kleinen Vertiefungen in Form von in kurzen Abständen unterbrochenen Rillen versehen, die an den vertikalen und horizontalen Flächen der Stufen angebracht sind, siehe Fig. 7. Der Zweck dieser Rillen ist es, daß seitliche Strahlung in diese Vertiefungen eindringt, die sonst an flachen Glasflächen diffundieren würde.The profiles of the glass have the shape of step pyramids, see also Fig. 6, there the profile in high magnification. The steps of the pyramid are provided with small depressions in the form of grooves which are interrupted at short intervals and which are provided on the vertical and horizontal surfaces of the steps, see FIG. 7. The purpose of these grooves is that lateral radiation penetrates into these depressions, that would otherwise diffuse on flat glass surfaces.

Unter der Verglasung (11) liegt der pyramidenförmige Absorber mit dem Kupferspiralrohr (9), das das Arbeitsmedium des Kollektors trägt oder direkt, wie am Beispiel der Fig. 3 erläutert, das von dem Kollektor zu erwärmende Wasser (Thermosiphon-Verfahren).Under the glazing ( 11 ) is the pyramid-shaped absorber with the copper spiral tube ( 9 ), which carries the working medium of the collector or, as explained using the example in FIG. 3, the water to be heated by the collector (thermosiphon method).

Unter dem Absorberblech liegt die Isolierschicht (13), die aus einem einzigen Stück in Form einer Pyramide ohne Boden gepreßt ist. Die Isolierung hat an ihrer Grenzschicht zum Wasserbehälter eingepreßte Hohlräume, die die warme Luft um den Warmwasserbehälter herum - zirkulieren läßt, so daß die warme Luft ihre Wärme an den Wasserbehälter auch direkt abgeben kann.Under the absorber sheet is the insulating layer ( 13 ), which is pressed from a single piece in the form of a pyramid without a bottom. The insulation has cavities pressed in at its boundary layer with the water tank, which allows the warm air to circulate around the hot water tank, so that the warm air can also give off its heat directly to the water tank.

Der Kollektor kann in einer vorgefertigten Pyramidenform montiert werden, die die gleiche Gestalt wie der Kollektor hat, aber mit ihrer Spitze nach unten steht. In dieser Montageform kann der ganze Kollektor, umgekehrt liegend, zusammengebaut werden, wobei seine Pyramiden- Spitze auf dem Kopf steht.The collector can be assembled in a prefabricated pyramid shape that has the same shape as the collector, but with her Point down. In this form of assembly, the entire collector, reversed, can be assembled, with its pyramid Tip on the head.

Zuerst wird der gepreßte Hut (4), der mit einer Gummi- oder Plastikunterlage versehen ist, die etwas länger als der Hut ist, in die Spitze der umgedrehten Kollektorform gelegt.First, the pressed hat ( 4 ), which is provided with a rubber or plastic pad that is slightly longer than the hat, is placed in the tip of the inverted collector shape.

Dann werden die vier hochstehenden Rahmen (3) des Kollektors in den Hut (4) hinein und an jeder Kante der Pyramiden-Montageform angelegt. Der Hut (4) hat die Aufgabe, die vier Rahmen zusammenzuhalten. Dann schiebt man die vier dreieckigen Gläser (1), die jedes einzeln von einer Gummidichtung umrahmt sind, in die schienenartigen Aussparungen der Rahmen. Damit ist die Außenhaut des Kollektors schon aufgebaut. Der Aufbau der beiden Wasserbehälter geht folgendermaßen vonstatten: Der untere Behälter (15) hat die Form eines Kreiskegelstumpfes, der oben an der Schnittfläche durch ein Blech verschlossen ist. Der darüber liegende Wasserdruckbehälter (14) hat die Gestalt des ergänzenden Kreiskegels, der die Kreiskegelstumpfform des unteren Behälters (15) zu einem Gesamtkonus vervollständigt. Ein pyramidenförmiger Kollektor kann auch nur einen einzigen Wasserbehälter in der Form eines Konus haben.Then the four upstanding frames ( 3 ) of the collector are placed in the hat ( 4 ) and on each edge of the pyramid assembly mold. The hat ( 4 ) has the task of holding the four frames together. Then you push the four triangular glasses ( 1 ), each individually framed by a rubber seal, into the rail-like recesses of the frames. The outer skin of the collector is already set up. The two water tanks are constructed as follows: The lower tank ( 15 ) has the shape of a circular truncated cone, which is closed at the top by a sheet metal. The water pressure container ( 14 ) above has the shape of the additional circular cone, which completes the circular truncated cone shape of the lower container ( 15 ) to form an overall cone. A pyramid-shaped collector can also have only a single water container in the shape of a cone.

Das obere Verschlußblech des unteren Behälters (15) hat in der Mitte ein Loch, in das eine lange rostfreie Stahlschraube (33) von unten eingeführt und von unterhalb und oberhalb des Bleches angeschweißt wird. Die Schraube (33) wird an der Spitze des oberen Druckbehälters (14), der oben ein Loch zur Führung der Schraube (33) besitzt, von außen verschweißt.The upper closure plate of the lower container ( 15 ) has a hole in the middle into which a long stainless steel screw ( 33 ) is inserted from below and welded from below and above the plate. The screw ( 33 ) is welded from the outside to the tip of the upper pressure vessel ( 14 ), which has a hole at the top for guiding the screw ( 33 ).

Der Boden des kleinen Wasserdruckbehälters (14) ist nun durch die Schraube (33) gesichert, so daß der Boden bei Druck des heißen Wassers nicht nachgibt. Der obere Behälter (14) ist deswegen so klein gebaut, daß das Wasser in diesem Behälter immer sehr heiß bleibt, und daß bei Erhitzung des Wassers und den dadurch höheren Druck das heiße Wasser sofort an den unteren Behälter (15) abgegeben werden kann. The bottom of the small water pressure container ( 14 ) is now secured by the screw ( 33 ), so that the bottom does not give in under pressure of the hot water. The upper container ( 14 ) is therefore so small that the water in this container always remains very hot, and that when the water is heated and the resulting higher pressure, the hot water can be immediately released to the lower container ( 15 ).

Der kleine Druckbehälter (14) wird ringsherum an der Unterkante seines Mantels an den Rand des oberen Verschlußbleches des unteren Behälters (15) angeschweißt. Der untere Behälter (15) besitzt noch keinen Boden.The small pressure container ( 14 ) is welded all around on the lower edge of its jacket to the edge of the upper sealing plate of the lower container ( 15 ). The lower container ( 15 ) has no bottom yet.

Zuvor sind die Warmwasser-Abflüsse (30) und (31) von innen nach außen zu der Leitung (29) und in dem inneren der Wasserbehälter (15) und (14) eingeschweißt worden. Zwischen den Abflüssen (30) und (31) liegt in der Leitung (29) das Rückschlagventil (32).The hot water drains ( 30 ) and ( 31 ) have previously been welded from the inside out to the line ( 29 ) and in the interior of the water tanks ( 15 ) and ( 14 ). The check valve ( 32 ) is located in the line ( 29 ) between the outflows ( 30 ) and ( 31 ).

Außerdem wird an dem oberen Teil des Behälters (14) der Zufluß der Wasserleitung (16) eingeschweißt oder durch Schraubverbindung verbunden. Die Leitung (16) ist die Verlängerung der Spirale (9) und führt durch das Isoliermaterial in den kleinen Behälter (14).In addition, the inflow of the water pipe ( 16 ) is welded to the upper part of the container ( 14 ) or connected by screw connection. The line ( 16 ) is the extension of the spiral ( 9 ) and leads through the insulating material into the small container ( 14 ).

An der Spitze der zwei zusammengebauten Wasserbehälter befindet sich die lange Schraube (33). Auf sie wird die Isolierpyramide (13) gestülpt, die an ihrer Spitze ein Loch besitzt, durch das die Schraube (33) geführt wird. Über die Schraube wird ein kurzes Rohr, das die Länge der Isolierplatte hat, in das Loch der Isolierpyramide hineinversenkt. Es verhindert, daß beim Festziehen der Rohrmutter die Spitze der Isolierpyramide zusammengedrückt wird, und dient der Stabilität. Dann wird der Absorber mit der Wasserspirale daraufgelegt, der auch oben an seiner Spitze eine Öffnung in der Größe der Schraube hat. Es wird eine passende Rosette auf die Schraube aufgelegt und eine lange Rohrmutter aufgeschraubt. Diese Rohrmutter legt mit ihrer Länge den Abstand zwischen Absorber und Verglasung fest. Auf die Schraube (33) wird eine Rosette aufgelegt, die die gleiche Pyramidenform hat wie das innere des oberen Teils des Rahmengerüstes (3). Der Hut (4) hält von außen das Gerüst der hochstehenden Rahmen (3) des Kollektors fest, wohingegen die pyramidenförmige Rosette das Rahmengerüst von innen hält. Die lange Schraube (33) überragt die Rohrmutter, so daß sie, wenn die vormontierten Teile in die umgekippte Montageform, in der sich schon das Rahmengerüst mit Gläsern und Hut befinden, eingebracht sind, von außen durch eine Öffnung an der Spitze der Montageform durch die Hutmutter (34) mit Öse gesichert werden kann. Das Loch in der Montageform ist nur so groß, daß der Hut (4) fest in der Montageform liegt, aber Schraube (33) mit Hutmutter (34) mit dem zusammengebauten Kollektor später aus der Form herausgehoben werden können.The long screw ( 33 ) is located at the top of the two assembled water tanks. The insulating pyramid ( 13 ) is placed on it, which has a hole at its tip through which the screw ( 33 ) is guided. A short tube, which has the length of the insulation plate, is sunk into the hole of the insulation pyramid via the screw. It prevents the tip of the insulation pyramid from being compressed when the tube nut is tightened, and serves for stability. Then the absorber with the water spiral is placed on top, which also has an opening the size of the screw at the top. A suitable rosette is placed on the screw and a long pipe nut is screwed on. The length of this tube nut defines the distance between the absorber and the glazing. A rosette is placed on the screw ( 33 ), which has the same pyramid shape as the inside of the upper part of the frame structure ( 3 ). The hat ( 4 ) holds the frame of the upstanding frame ( 3 ) of the collector from the outside, whereas the pyramid-shaped rosette holds the frame frame from the inside. The long screw ( 33 ) protrudes over the pipe nut, so that when the pre-assembled parts are inserted into the upturned mounting mold, in which the frame structure with glasses and hat are already, from the outside through an opening at the top of the mounting mold through the Cap nut ( 34 ) can be secured with an eyelet. The hole in the mounting mold is only so large that the hat ( 4 ) lies firmly in the mounting mold, but the screw ( 33 ) with the cap nut ( 34 ) with the assembled collector can later be lifted out of the mold.

Das Spiralrohr (9) wird mit dem Wasser der Leitung (21) gespeist. An der Einmündungsstelle des Spiralrohrs (9) Istin die Leitung (21) ein Rückschlagventil (17) eingebaut. Das Rückschlagventil (17) verhindert, daß das erwärmte Wasser aus dem Spiralrohr (9) zurück zu dem Speicher (19) abfließen kann. Die Leitung (21) wird von außen von einem höher als der Kollektor stehenden Wasserspeicher (19) gespeist, (in dem Fall des Thermosiphon-Verfahrens). Der Wasserspeicher (19) wird über die Hauptwasserleitung (18) gespeist. The spiral tube ( 9 ) is fed with the water of the line ( 21 ). A check valve ( 17 ) is installed in the line ( 21 ) at the junction of the spiral tube ( 9 ). The check valve ( 17 ) prevents the heated water from the spiral pipe ( 9 ) from flowing back to the reservoir ( 19 ). The line ( 21 ) is fed from the outside by a water reservoir ( 19 ) higher than the collector (in the case of the thermosiphon method). The water reservoir ( 19 ) is fed via the main water line ( 18 ).

Der Speicher (19) wird durch einen Schwimmer (20) in seiner Wasseraufnahme begrenzt und besitzt an seinem Boden eine Vorrichtung, das Wasser abzulassen (38). Die Leitung (21) wird weitergeführt in der Leitung (23), der Verlängerung von Ventil (17) bis zum Einlauf in den großen Behälter (15) und endet nahezu an der Spitze innen im Behälter (15). Zwischen die Leitung (21) und die Leitung (23) ist ein Zuflußverhinderungsventil (22) zu dem Zweck eingebaut, daß das kalte Wasser aus Leitung (21) nicht zu dem Behälter (15) fließen kann, aber, wenn der Druck des heißen Wassers in dem Behälter (15) zunimmt, es hinausgespritzt wird in die Leitung (21) und durch den Eingang (24) oder (25) in den Speicher (19) eingeleitet wird.The reservoir ( 19 ) is limited in its water absorption by a float ( 20 ) and has a device on its bottom for draining the water ( 38 ). The line ( 21 ) is continued in the line ( 23 ), the extension of the valve ( 17 ) to the inlet into the large container ( 15 ) and ends almost at the top inside the container ( 15 ). An anti-inflow valve ( 22 ) is installed between the line ( 21 ) and the line ( 23 ) for the purpose that the cold water from the line ( 21 ) cannot flow to the tank ( 15 ), but when the pressure of the hot water in the container ( 15 ) increases, it is sprayed out into the line ( 21 ) and introduced through the inlet ( 24 ) or ( 25 ) into the memory ( 19 ).

Der Hahn (26) dient dazu, das Wasser zu dem Kollektor zu lassen bzw. das Wasser zu sperren beim Füllen oder Entleeren des Kollektors. Hahn (27) ist der Hahn der Hauptleitung (18), der Wasserversorgung der Anlage. Der Hahn (28) sperrt oder öffnet die Warmwasserleitung (29), die vom Kollektor zum Verbraucher wegführt.The tap ( 26 ) serves to let the water to the collector or to shut off the water when filling or emptying the collector. Tap ( 27 ) is the tap of the main line ( 18 ), the water supply to the system. The tap ( 28 ) blocks or opens the hot water pipe ( 29 ), which leads away from the collector to the consumer.

Die Leitung (29) ist so gebaut, daß, wenn das Heißwasser in dem kleinen Behälter (14) überhitzt und der Hahn (28) der Warmwasserleitung geschlossen ist, also keine Warmwasserabnahme erfolgt, das Wasser durch die Leitung (31) durch das Ventil (32) hinuntergelassen wird in den Behälter (15). Das Rückschlagventil (32) verhindert, daß das Wasser aus dem unteren Behälter (15) in den oberen Behälter (14) gelangt. Wenn der Druck in dem großen Behälter (15) zu groß wird, werden Heißwasser oder Luft durch die Leitung (23) durch das Ventil (22) abgelassen und über die Leitung (21) in den Speicher (19) durch den Eingang (25) geführt. Der Boden des Behälter (15) ist innen nach oben gewölbt und besitzt eine Ablaßvorrichtung für das Wasser (37). Der Boden wird nach Einschweißen der Zuleitungen und Montage der Leitungen an den Außenrand des Behältermantels angeschweißt. Das Isoliermaterial am Boden des Behälters (15) paßt sich der gewölbten Form des Bodens an. An dem Rand des Bodens ringsherum sind Schrauben eingeschweißt, die das Isoliermaterial und die untere Bodenplatte durchdringen. Ein Teil dieser Schrauben wird unter der Bodenplatte des Kollektors festgezogen, so daß Behälter und Bodenplatte fest zusammengefügt sind. Ein anderer Teil der Schrauben dient dazu, den Kollektor an zwei Schienen oder einer Schienenkonstruktion zu befestigen, die dafür konzipiert sind, den Kollektor auf dem Dach oder der Terrasse eines Hauses anzubringen. Nach Einlegen der vormontierten Kollektorteile in die Montageform wird die Isolierplatte des Bodens hereingelegt. Diese Isolierbodenplatte regelt gleichzeitig den Abstand ringsherum zwischen Verglasung und Absorberpyramide.The line ( 29 ) is constructed so that when the hot water in the small container ( 14 ) overheats and the tap ( 28 ) of the hot water line is closed, i.e. there is no hot water withdrawal, the water through the line ( 31 ) through the valve ( 32 ) is lowered into the container ( 15 ). The check valve ( 32 ) prevents the water from the lower container ( 15 ) from entering the upper container ( 14 ). If the pressure in the large container ( 15 ) becomes too high, hot water or air is discharged through line ( 23 ) through valve ( 22 ) and via line ( 21 ) into the reservoir ( 19 ) through inlet ( 25 ) guided. The bottom of the container ( 15 ) is curved upwards and has a drainage device for the water ( 37 ). The bottom is welded to the outer edge of the container shell after the supply lines have been welded in and the lines have been installed. The insulating material on the bottom of the container ( 15 ) adapts to the curved shape of the bottom. Screws are welded around the edge of the floor, which penetrate the insulating material and the lower base plate. Some of these screws are tightened under the bottom plate of the collector so that the container and the bottom plate are firmly connected. Another part of the screws is used to attach the collector to two rails or a rail construction that are designed to mount the collector on the roof or terrace of a house. After inserting the pre-assembled collector parts into the mounting mold, the insulating plate of the floor is put in. This insulating base plate also regulates the distance all around between the glazing and the absorber pyramid.

Dann werden eine Holzplatte in den Maßen des Kollektorbodens und die Aluminiumbodenplatte aufgelegt. Danach werden die unteren Aluminium-Rahmen (2) einzeln in die Unterkante des dreieckigen Glases eingepaßt. Die unteren Rahmen besitzen eine Aussparung zur Einpassung des Glases.Then a wooden plate in the dimensions of the collector floor and the aluminum floor plate are placed. Then the lower aluminum frames ( 2 ) are individually fitted into the lower edge of the triangular glass. The lower frames have a recess for fitting the glass.

Die unteren Rahmen (2) sind so geformt, daß das Glas in den oberen Teil hineinpaßt und die untere 45-Grad-Ecke Isolierung, Holzplatte und Aluminiumbodenplatte faßt, und werden später mit Holzplatte und Aluminium-Bodenplatte verschraubt.The lower frames ( 2 ) are shaped so that the glass fits into the upper part and the lower 45-degree corner fits insulation, wooden plate and aluminum base plate, and are later screwed to the wooden plate and aluminum base plate.

Alle Ecken müssen an den unteren Enden der hochstehenden Rahmen (3) und den unteren Rahmen (2) durch die Beschläge (7) gesichert und verschraubt werden. In Fig. 1 ist der Beschlag (7) in starker Vergrößerung - Beschlag (7b) - herausgezeichnet.All corners must be secured and screwed to the lower ends of the upstanding frame ( 3 ) and the lower frame ( 2 ) using the fittings ( 7 ). In Fig. 1 the fitting ( 7 ) is drawn out in large enlargement - fitting ( 7 b).

Dazu haben die unteren Rahmen an ihren im Winkel von 45 Grad, im Gehrungsschnitt, geschnittenen Kanten eine runde Umbiegung nach außen in der ganzen Länge des Stoßes mit dem hochstehenden Rahmen. Wenn alle unteren Rahmen hinein in die Gläser eingepaßt sind, werden alle Ecken mit dem hakenartigen Beschlag (7), siehe dazu Fig. 1, versehen. Dieser Beschlag (7) hat von jeder Seite eine runde Umbiegung nach innen und eine Gummi-Unterlage innen und wird von unten hinein in die hakenartige Biegung des Stoßes des unteren Rahmens nach oben geschoben, so daß der hochstehende Rahmen mit zwei unteren Rahmen sich zusammenziehen und aneinanderfügen. Danach werden die Beschläge (7) von oben und unten mit Schrauben befestigt.For this purpose, the lower frames have a 45 degree, miter cut edges that have a round bend outwards along the entire length of the joint with the upstanding frame. When all the lower frames are fitted into the glasses, all corners are provided with the hook-like fitting ( 7 ), see Fig. 1. This fitting ( 7 ) has a round bend inwards from each side and a rubber pad inside and is pushed from below into the hook-like bend of the joint of the lower frame upwards, so that the upright frame with two lower frames contracts and join together. Then the fittings ( 7 ) are attached from above and below with screws.

Danach kann der Rahmen (2) ringsherum mit Bodenholzplatte und Aluminium-Bodenplatte verschraubt werden.Then the frame ( 2 ) can be screwed all the way around with a wooden floor board and aluminum floor board.

Fig. 4 zeigt einen Pyramidenkollektor mit oktogonaler Grundfläche in Draufsicht mit dessen unterem Rahmen (39), den hochstehenden Trägern (40) mit Schienen für die Führung und Befestigung der Verglasung (41). Die Verglasung besitzt ein Profil von stufenpyramidenartigen Erhebungen (42) mit polygonaler Grundfläche, die die Gesamtfläche des Glases regelmäßig bedecken. Der Hut (4) an der Spitze und die runde Öffnung (5) zur Führung der Schraube (33) dienen in der Endmontage dem Zusammenfügen und der Befestigung des Kollektors. Fig. 4 shows a pyramid collector with an octagonal base in plan view with its lower frame ( 39 ), the upstanding supports ( 40 ) with rails for guiding and fastening the glazing ( 41 ). The glazing has a profile of step-pyramid-like elevations ( 42 ) with a polygonal base, which regularly cover the entire surface of the glass. The hat ( 4 ) at the tip and the round opening ( 5 ) for guiding the screw ( 33 ) are used in the final assembly for assembling and fastening the collector.

Fig. 5 zeigt einen Pyramidenkollektor mit polygonaler Grundfläche als Vakuum-Kollektor. Der Kollektor kann zweifache oder einfache Verglasung (43) haben. Die gesamte Außen-Verglasung ist aus einem Stück aus Plexiglas oder Polycarbonat oder einem anderen geeigneten Kunststoff gegossen. Die Innenverglasung aus dem gleichen Material kann nachträglich eingebaut werden. Zwischen Verglasung (43) und Absorber (47) sind senkrechte Stege (46) angebracht, die verhindern, daß beim Leerpumpen des Innenraumes des Kollektors die Kunststoffverglasung sich nach innen verformt. Beim Vakuum-Kollektor dient ein Stoßkanten- Rahmen (44) aus Aluminium mit Gummieinlage innen unten am Boden des Kollektors der Stoßsicherung. Die Isolierungsplatte (45a) innen und die Bodenverschlußplatte (45b) werden nach Einbringung der Wasserbehälter und Wasserleitungen luftdicht abgeschlossen. Aufbau und Montage der weiteren inneren Teile des Kollektors entsprechen den Erläuterungen bei Fig. 3. Fig. 5 shows a pyramid collector with a polygonal base as a vacuum collector. The collector can have double or single glazing ( 43 ). The entire exterior glazing is cast in one piece from plexiglass or polycarbonate or another suitable plastic. The inner glazing made of the same material can be retrofitted. Between the glazing ( 43 ) and the absorber ( 47 ) there are vertical webs ( 46 ) which prevent the plastic glazing from deforming inwards when the interior of the collector is pumped out. In the case of the vacuum collector, a bumper frame ( 44 ) made of aluminum with a rubber insert on the inside at the bottom of the collector serves as shock protection. The insulation plate ( 45 a) inside and the bottom closure plate ( 45 b) are sealed airtight after the water tank and water pipes have been introduced. Structure and assembly of the other inner parts of the collector correspond to the explanations in FIG. 3.

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt aus dem stufenartigen Profil der Außenverglasung (48). Das profilierte Glas hat eine Neigung von 45 Grad. Fig. 6 shows a section of the step-like profile of the outer glazing ( 48 ). The profiled glass has an inclination of 45 degrees.

Dieser Ausschnitt zeigt in stärker Vergrößerung, wie die Pyramide des Profils in kleine Stufen geschnitten ist.This section shows in greater magnification how the pyramid of the Profile is cut in small steps.

Fig. 7 zeigt, daß diese Stufen (53) mit kleinen unterbrochenen Rillenvertiefungen versehen sind, und zwar auf dem vertikalen wie auch dem horizontalen Teil der Stufen, so daß die Strahlen der Sonne bei unterschiedlichem Sonnenstand auf diese nach innen gerichteten Rillen auftreffen und von dem Kollektor absorbiert werden. Fig. 7 shows that these steps ( 53 ) are provided with small interrupted groove depressions, on both the vertical and the horizontal part of the steps, so that the rays of the sun impinge on these inwardly directed grooves at different positions of the sun and from that Collector are absorbed.

In Fig. 6 zeigen punkt-gestrichelte Linien den Einfall des Sonnenlichts bei Null Grad, die gerade durchgezogene Linie den Strahleneinfall bei 45 Grad und die gestrichelte Linie den Strahleneinfall bei 90 Grad, wenn die Sonne im Sommer im Zenith steht.In FIG. 6, dash-dotted lines show the incidence of sunlight at zero degrees, the straight line shows the radiation incident at 45 degrees and the dashed line shows the radiation incidence at 90 degrees when the sun is at its zenith in summer.

Fig. 8 und 9 zeigen Deckscheiben mit Stufenpyramiden-Profil für Flachkollektoren, die nach Süden ausgerichtet sind. In diesen Beispielen handelt es sich um das Profil in der Gestalt von Stufenpyramiden mit quadratischer oder oktogonaler Grundfläche. Ebenso können Stufenpyramiden mit polygonaler bis runder Grundfläche angewandt werden, siehe Fig. 1. Fig. 8 and 9 cover discs with stepped pyramids profile for flat panels, which are oriented to the south. In these examples the profile is in the form of step pyramids with a square or octagonal base. Step pyramids with a polygonal to round base can also be used, see FIG. 1.

Die Stufenpyramiden der Verglasung sind so versetzt, daß zwischen zwei Pyramiden die gegenüberstehende Pyramide von den Strahlen beschienen wird. Der Vorteil der versetzten Anordnung ist, daß eine Pyramidenerhebung die nächste nicht beschattet. Der Effekt ist, daß, obwohl der Flachkollektor nur in eine Richtung ausgerichtet ist, bei jedem Sonnenstand die Strahlen von dem Kollektor maximal erfaßt werden können, was bei Flachkollektoren mit Flachglas nicht der Fall ist.The step pyramids of the glazing are offset so that between two pyramids the opposite pyramid from the rays is illuminated. The advantage of the staggered arrangement is that a Pyramid survey the next unshaded. The effect is that although the flat collector is only oriented in one direction, at Every position of the sun the rays are captured by the collector to the maximum can be, which is not the case with flat plate collectors with flat glass is.

Der Kollektor kann auch mit geschlossenem Kreislauf betrieben werden. Die Techniken dafür sind bekannt. Er kann auch mit einem doppelten Kreis in Thermosiphon -Technik und mit geschlossenem System gebaut werden. Dazu sind zwei unabhängige Spiralen nebeneinander notwendig, wobei die eine nur Wasser enthält und die andere ein anderes Arbeitsmedium. Der geschlossene Kreis läuft durch beide Wasserbehälter (14) und (15), in denen auch die Wärmetauscher sind. Um im Sommer die Auslagen für die Pumpe und Steuerung zu sparen, kann dann nur der offene Kreis (Thermosiphon-Verfahren) benutzt werden.The collector can also be operated with a closed circuit. The techniques for this are known. It can also be built with a double circuit using thermosiphon technology and with a closed system. This requires two independent spirals next to each other, one containing only water and the other a different working medium. The closed circuit runs through both water tanks ( 14 ) and ( 15 ), in which the heat exchangers are also. In order to save the expenses for the pump and control in summer, only the open circuit (thermosiphon method) can be used.

Claims

1. pyramid-shaped solar collector with a polygonal, in particular square base, with a pyramid-shaped absorber and spiral tubes ( 9 ) lying thereon, and pyramid-shaped glazing ( 11 ), characterized in that the surface of the glazing ( 11 ) has a profile of step-pyramid-like elevations ( 6 ) having.

2. Solar collector according to claim 1, characterized in that the step-pyramid-like elevations ( 6 ) have polygonal bases and are offset from one another such that they do not shade each other when light falls from the side ( Fig. 8, 9).

3. Solar collector according to claim 1 or 2, characterized in that the steps ( 53 ) of the step pyramid-like elevations ( 6 ) are provided with small depressions in the form of interrupted grooves ( Fig. 7).

4. Solar collector according to one of the preceding claims, characterized in that the absorber consists of triangular, selectively coated and welded copper sheets and that an insulating layer ( 13 ) is attached under the absorber.

5. Solar collector according to claim 4, characterized in that a hot water tank is arranged under the insulating layer ( 13 ), which consists of two separate containers ( 14 , 15 ).

6. Solar collector according to claim 5, characterized in that the water heated in the spiral tubes ( 9 ) via a line ( 16 ) in the vicinity of the pyramid tip in the upper container ( 14 ) is passed.

7. Solar collector according to claim 5 or 6, characterized in that the containers ( 14 , 15 ) are conical and that the insulating layer and the absorber have holes near the bottom through which the heated air between the absorber and glazing ( 11 ) into the interior of the solar collector can flow for additional heating of the hot water tank.

8. Solar collector according to one of claims 5 to 7, characterized in that the upper container ( 14 ) via hot water drains ( 30 , 31 ) and via a check valve ( 32 ) is connected to the lower container ( 15 ).