DE4444733A1 - Sonnenkollektor - Google Patents
SonnenkollektorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor, bestehend
aus mehreren, die eingestrahlte Energie aufnehmenden
rohrförmigen, in sich geschlossenen Körpern, die ein ver
dampfbares Fluid enthalten und deren als Kondensator aus
gebildetes eines Ende wärmeleitend mit einer ein Wärme
trägermedium vom Rücklauf- zum Vorlaufanschluß im Durch
lauf führenden, wärmeisolierten Sammelleitung in Kontakt
verbindung stehen.
Sonnenkollektoren dieser Art, bei denen also eine
trockene Verbindung zwischen den das verdampfbare Fluid
einerseits und das Wärmeträgermedium führenden Elementen
andererseits besteht, sind bspw. durch die DE-GM 94 00
960 und 94 00 961 bekannt. Diese beiden Sonnenkollektoren
mit ihren einsträngigen Sammelleitungen und somit ent
fernt voneinander angeordneten Vor- und Rücklaufleitungen
unterscheiden sich dadurch, daß im ersten Fall die an den
Enden der Absorber angeschlossenen Kondensatoren (in die
sem Falle Hohlzylinder) mit ihrer Umfangsfläche nur zur
Hälfte in entsprechende Einprägungen der Sammelleitung
eingebettet sind, während im zweiten Fall die kegel
stumpfförmigen Kondensatoren in entsprechend kegelstumpf
förmig abgegrenzte Hohlräume der Sammelleitung eingesetzt
sind. Die zweite Version hat also gegenüber der ersten
den Vorteil der im wesentlichen ganzflächen Einbindung
der Kondensatoren in der Sammelleitung.
Da in beiden Fällen die das Wärmeträgermedium führenden
Sammelleitungen einsträngig ausgebildet sind, müssen
zwangsläufig die Vor- und Rücklaufanschlüssen, wie er
wähnt, an beiden Enden der Sammelleitung angeordnet wer
den, was bei nebeneinander zusammengeschlossenen Kollek
toren (dies ist die Regel) zu relativ großen Distanzen
(bis bspw. 10 m) der Vor- und Rücklaufanschlüsse führen
kann verbunden mit dem Erfordernis, relativ große Längen
der Vor- und Rücklaufleitungen einzeln isolieren zu müs
sen. Der Vorteil der größeren Wärmeübergangsfläche beim
Kollektor nach dem DM-GM 94 00961 muß durch eine relativ
aufwendige und präzise Herstellung der Sammelleitung und
des Kondensators erkauft werden, wenn ein optimaler Wär
meleitkontakt zwischen Kondensator und Sammelleitung er
reichbar sein soll. Die Einbringung von Wärmeleitpaste,
um Mangelkontakte zu überbrücken, stellt nicht nur einen
zusätzlichen Arbeitsgang dar, sondern bringt auch keine
wesentliche Verbesserung des Wärmeüberganges.
Ausgehend von Sonnenkollektoren der gattungsgemäßen Art
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen
Sonnenkollektor dahingehend zu verbessern, unter Beibe
haltung einer weitestgehenden Umschließung der Kondensa
tormantelfläche nicht nur die Herstellung der Sammellei
tung sondern auch den Zusammenbau des Kollektors im An
schlußbereich der Kondensatoren und des Sammelleiters zu
vereinfachen, und zwar verbunden mit der Maßgabe, die
Vor- und Rücklaufanschlüsse je nach den Installationsverhältnissen
vor Ort beliebig anordnen zu können, d. h.,
entweder bevorzugt gemeinsam auf einer Seite, aber auch
wie bisher auf beiden Seiten.
Die Aufgabe ist mit einem Sonnenkollektor der gattungsge
mäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sam
melleitung aus zwei Strängen gebildet ist und die Konden
satoren zwischen den Strängen der Sammelleitung eingebun
den sind, wobei jeder Strang der Sammelleitung zu den
Kondensatoren hin mit der äußeren Formgebung der Konden
satoren angepaßten Formprägungen versehen ist.
Bevorzugt werden dabei die beiden Stränge der Sammellei
tung formidentisch ausgebildet, so daß für deren Herstel
lung das gleiche Formwerkzeug für eine bevorzugt anzuwen
dende Hydro-Formvermessung genutzt werden kann. Die Zu
sammenfügung der zweisträngigen Sammelleitung mit der
Reihe von einzubindenden Kondensatoren ist denkbar ein
fach, da die Kondensatoren entsprechend ausgerichtet le
diglich in die Formprägungen des einen Stranges eingelegt
und dann der andere Strang spiegelbildlich dagegengelegt
werden muß, wonach beide Stränge mit geeigneten Mitteln
zusammengespannt werden, um den ganzflächen Wärmeleitkon
takt zwischen den Umfangsflächen der Kondensatoren und
den beiden Strängen der Sammelleitung herzustellen.
Als geeignete Mittel dafür sind einfache Spannklemmen mit
ausreichender Spannkraft bevorzugt vorgesehen, was im
einzelnen noch näher erläutert wird. Besondere Halte
blöcke wie beim Gegenstand des DE-GM′s 94 00 960 oder ein
aufwendiger Einbau von Aufnahmehohlräumen für die Auf
nahme der Kondensatoren wie beim DE-GM 94 00 961 sind da
durch entbehrlich geworden.
Die Formprägungen der Stränge zur Anlage an die Kondensa
torumfangsflächen sind dabei so bemessen, daß die zur ge
meinsamen Zuordnungsebene weisenden Flächen der Stränge
des Sammelleiters nicht in Kontakt stehen, d. h., einen
kleinen Spalt begrenzen.
Um die beiden Stränge bequem mit den Vor- und Rücklaufan
schlüssen oder miteinander verbinden (wird noch näher er
läutert) oder auch Kollektoreinheiten bequem nebeneinan
der anschließen zu können, sind die beiden Stränge der
Sammelleitung in bezug auf ihre gemeinsame Zuordnungs
ebene an ihren Endbereichen mit parallel zueinander und
zur Zuordnungsebene ausmündenden Abkröpfungen versehen
und diese in kreisförmige Querschnitte übergehend ausge
bildet, was ebenfalls noch näher erläutert wird.
Da die Sammelleitung erfindungsgemäß aus zwei völlig se
paraten Strängen gebildet ist, ergeben sich unterschied
liche Anschlußmöglichkeiten für die Verbindung der
Stränge untereinander aber auch für die Anschlußmöglich
keiten der Vor- und Rücklaufanschlüsse und damit für die
Führung des Wärmemediums durch den Sammelleiter.
Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor und weitere vorteil
hafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der zeich
nerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher er
läutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Sonnenkollektor in Draufsicht;
Fig. 2 perspektivisch die Zuordnung eines Kollektor
körpers zum wärmeisolierten Gehäuse der Sammel
leitung;
Fig. 3 teilweise im Schnitt längs Linie III-III in
Fig. 1 und in Seitenansicht den Sonnenkollek
tor;
Fig. 4 einen Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 3 durch
die Sammelleitung;
Fig. 5 einen Fig. 4 entsprechenden Teilschnitt durch
eine andere Verbindungsausbildung der beiden
Stränge der Sammelleitung;
Fig. 6, 7 im Schnitt und teilweise im Schnitt und Ansicht
besondere Anschlußelemente;
Fig. 8 etwas vergrößert in Seitenansicht die Darstel
lung im Kreis gemäß Fig. 4;
Fig. 9 vergrößert und im Schnitt ein Spannelement für
die Anschlußstelle gemäß Fig. 8;
Fig. 10 einen Schnitt längs Linie X-X in Fig. 4 und
Fig. 11 schematisch verschiedene Durchström- und Zuord
nungsmöglichkeiten.
Der Sonnenkollektor besteht wie bisher auch aus mehreren,
die eingestrahlte Energie aufnehmenden rohrförmigen, in
sich geschlossenen Körpern 1, die ein verdampfbares Fluid
enthalten und deren als Kondensator 2 ausgebildetes eines
Ende wärmeleitend mit einer ein Wärmeträgermedium vom
Rücklauf- zum Vorlaufanschluß 3, 4 im Durchlaufführen
den, wärmeisolierten Sammelleitung 5 in Kontaktverbindung
stehen. Was dabei die Körper 1 betrifft, so sind diese
aus einem transparenten Rohr R und dem mindestens einsei
tig geschwärzten eigentlichen Wärmeabsorber A gebildet.
Das die Sammelleitung 5 und die Kondensatoren 2 umschlie
ßende, wärmeisolierte Gehäuse ist mit G bezeichnet.
Unter Verweis auf insbesondere Fig. 4 ist für einen sol
chen Sonnenkollektor wesentlich, daß die Sammelleitung 5
aus zwei Strängen 5′, 5′′ gebildet ist und die Kondensato
ren 2 zwischen den Strängen 5′, 5′′ der Sammelleitung 5 zu
den Kondensatoren 2 hin mit der äußeren Formgebung der
Kondensatoren 2 angepaßten Formprägungen 6 versehen ist.
Die beiden Stränge 5′, 5′′ der Sammelleitung 5 sind form
identisch ausgebildet, und ferner sind sie mit Klemmen 8
gegeneinander und gegen die Kondensatoren 2 verspannt
(siehe Fig. 10). Für letztere sind die beiden Stränge 5′,
5′′ im Anordnungsbereich der Klemmen 8 mit Aufnahmeeintie
fungen 9 für die Klemmen 8 versehen, die jeweils beidsei
tig neben den Anordnungsbereichen den Kondensatoren 2 an
geordnet sind, um einen guten Wärmeleitkontakt herzustel
len.
Die Formprägungen 6 für die Aufnahme der Kondensatoren 2
weisen Abmessungen derart auf, daß zwischen beiden Strän
gen 5′, 5′′ nach dem Zusammenfügen ein Spalt 19 (siehe
Fig. 4 und 10) vorliegt.
Aus den genannten Gründen weisen diese beiden Stränge 5′,
5′′ vorteilhaft eine Gestaltung derart auf, daß diese in
bezug auf ihre gemeinsame Zuordnungsebene E an ihren End
bereichen EB mit parallel zueinander und zur Zuordnungs
ebene E ausmündenden Abkröpfungen 7 versehen und diese in
kreisförmige Querschnitte übergehend ausgebildet sind.
In den Fig. 4 und 5 sind außerdem unterschiedliche Ver
bindungsausführungsformen der beiden Stränge 5′, 5′′ dar
gestellt.
In Fig. 4 liegt eine Reihenschaltung der beiden Stränge
5′, 5′′ vor, die auf der anschlußfernen Seite mit einem
Krümmer 10 verbunden sind, der zweckmäßig und wie darge
stellt mit Dehnungssicken S versehen ist.
Anders dagegen die Ausführungsform nach Fig. 5, bei der
die beiden Stränge 5′, 5′′ in bezug auf ihre Vor- und
Rücklaufanschlüsse 4, 3 parallel geschaltet angeordnet
und an beiden Enden mit formidentischen Hosenanschluß
stutzen 11 versehen sind. Wie ersichtlich, bleiben auch
bei unterschiedlichen Verbindungen die Stränge 5′, 5′′
gleich. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 liegen die
Vor- und Rücklaufanschlüsse 4, 3 auf der gleichen Seite,
während in Fig. 5 sich diese Anschlüsse auf verschiedenen
Seiten befinden. Der in Fig. 5 dargestellte Hosenan
schlußstutzen 11 kann also Rück- oder Vorlaufanschluß 3,
4 sein.
Desweiteren sind in Fig. 4 und den Fig. 6, 7 zum Kollek
tor gehörende Anschlußelemente zu verschiedenen Ausfüh
rungsformen dargestellt.
Gemäß Fig. 4 sind in den im Querschnitt kreisförmigen Ab
kröpfungsenden 7′ der Stränge 5′, 5′′ Anschlußrohrstücke 12
angeordnet, die mit einer nach außen weisenden Haltesicke
13 und einer nach innen weisenden Dichtungsaufnahmesicke
14 versehen, wobei die Haltesicke 13 gegen einen Bördel
rand 15 am Abkröpfungsende 7′ des jeweiligen Stranges 5′,
5′′ mittels einer Spannschelle 16 verspannt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dann das Anschlußrohr
stück 12, das über einen gewissen Teil seiner Länge
Biege- und Dehnungssicken S aufweist, mit einem Ein
lötende 17 versehen, um darin die Rücklaufleitung RL ein
löten zu können. Wie in Fig. 7 verdeutlicht, kann aber
auch das Anschlußrohrstück 12 bei gleicher Gestaltung der
Kollektoranschlußseite auch mit einer Klemmringverschrau
bung 18 ausgestattet werden. Im übrigen sind auch die
Einsteckenden des Krümmers 10 und des Hosenanschlußstut
zens 11 in gleicher Weise ausgebildet und dimensioniert
und auch das Anschlußrohrstück 12 gemäß Fig. 6, das an
beiden Enden gleich ausgebildet ist und das als Verbin
dungselement dient, wenn nebeneinander mehrere Einzelkol
lektoren gemäß Fig. 1 miteinander verbunden werden sol
len.
Die in Fig. 4, 8 und 9 dargestellten Spannschellen 16
können aufgrund der durchgehend gleichen Anschlußgestal
tungen auch zur Fixierung des Krümmers 10 und des Hosen
anschlußstutzens 11 verwendet werden, was nicht besonders
dargestellt ist.
Hinsichtlich der Durchströmbarkeit der beiden Stränge 5′,
5′′ sind also aufgrund dieser Ausgestaltungen verschiedene
Varianten bei einfacher Zusammenfügbarkeit möglich. So
können der in Fig. 4 dargestellten zweisträngigen Sammel
leitung auf der linken Anschlußseite unter Verwendung der
Anschlußrohrstücke nach Fig. 6 ein oder mehrere weitere
Einzelkollektoren gemäß Fig. 1 vorgeschaltet werden, wo
bei der Kollektor ganz links außen wieder die Anschluß
rohrstücke 12 gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 7 aufweist und der
ganz rechts außen, wie dargestellt, den Krümmer 10. Die
beiden Stränge 5′, 5′′ werden hierbei im Gegenstrom durch
strömt.
Anders bei der Ausführungsform nach Fig. 5, bei der eben
falls mehrere Kollektoren gemäß Fig. 1 nebeneinander mit
Hilfe der Anschlußrohrstücke 12 gemäß Fig. 6 angeordnet
und verbunden werden können, wobei ganz links und ganz
rechts die Hosenanschlußstutzen 11 an- bzw. eingesetzt
werden. Hierbei werden die beiden Stränge 5′, 5′′ vom
Rücklauf zum Vorlauf hin parallel durchströmt.
Im Rahmen der Anordnung einer ganzen Kollektorbatterie
ist es aber auch aufgrund der Gesamtgeometrie möglich,
Einzelkollektoren mit ihren Vor- und Rücklaufanschlüssen
gegeneinander gerichtet in einem Gesamtkollektor anzuord
nen, wie dies in Fig. 11 C verdeutlicht ist, deren Schal
tung bei Zusammenschaltung mehrerer Einzelkollektoren be
vorzugt wird, da hierbei im Vergleich zu Fig. 11 D die
Wege der Vor- und Rückläufe nur halb so lang sind und die
Vor- und Rücklaufleitung in der Mitte gemeinsamen abgehend
angeordnet werden können.
Claims (15)
1. Sonnenkollektor, bestehend aus mehreren, die einge
strahlte Energie aufnehmenden rohrförmigen, in sich
geschlossenen Körpern (1), die ein verdampfbares
Fluid enthalten und deren als Kondensator (2) ausge
bildetes eines Ende wärmeleitend mit einer ein Wär
meträgermedium vom Rücklauf- zum Vorlaufanschluß (3,
4) im Durchlauf führenden, wärmeisolierten Sammel
leitung (5) in Kontaktverbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sammelleitung (5) aus zwei Strängen (5′, 5′′)
gebildet ist und die Kondensatoren (2) zwischen den
Strängen (5′, 5′′) der Sammelleitung (5) eingebunden
sind, wobei jeder Strang (5′, 5′′) der Sammelleitung
(5) zu den Kondensatoren (2) hin mit der äußeren
Formgebung der Kondensatoren (2) angepaßten Formprä
gungen (6) versehen ist.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stränge (5′, 5′′) der Sammelleitung
(5) formidentisch ausgebildet sind.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stränge (5′, 5′′) der Sammelleitung
(5) in bezug auf ihre gemeinsame Zuordnungsebene (E)
an ihren Endbereichen (EB) mit parallel zueinander
und zur Zuordnungsebene (E) ausmündenden Abkröpfun
gen (7) versehen und diese in kreisförmige Quer
schnitte übergehend ausgebildet sind.
4. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stränge (5′, 5′′) der Sammelleitung
(5) mit Klemmen (8) gegeneinander und gegen die Kon
densatoren (2) verspannt sind.
5. Sonnenkollektor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmen (8) jeweils beidseitig neben den An
ordnungsbereichen der Kondensatoren (2) angeordnet
sind.
6. Sonnenkollektor nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stränge (5′, 5′′) im Anordnungsbereich
der Klemmen (8) mit Aufnahmeeintiefungen (9) für die
Klemmen (8) versehen sind.
7. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stränge (5′, 5′′) in bezug auf ihre
Vor- und Rücklaufanschlüsse (4, 3) in Reihe geschal
tet angeordnet und auf der anschlußfernen Seite mit
einem Krümmer (10) verbunden sind.
8. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stränge (5′, 5′′) in bezug auf ihre
Vor- und Rücklaufanschlüsse (4, 3) parallel geschal
tet angeordnet und an beiden Enden mit formidenti
schen Hosenanschlußstutzen (11) versehen sind.
9. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den im Querschnitt kreisförmigen Abkröpfungs
enden (7′) der Stränge (5′, 5′′) Anschlußrohrstücke
(12) angeordnet und diese mit einer nach außen wei
senden Haltesicke (13) und einer nach innen weisen
den Dichtungsaufnahmesicke (14) versehen sind, wobei
die Haltesicke (13) gegen einen Bördelrand (15) am
Abkröpfungsende (7′) des jeweiligen Stranges (5′,
5′′) mittels einer Spannschelle (16) verspannt ist.
10. Sonnenkollektor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Ende des Anschlußrohrstückes (12) in
gleicher Weise ausgebildet ist wie das in das Ab
kröpfungsende (7) bis zur Sicke (13) einsteckbare
Ende des Anschlußrohrstückes (12).
11. Sonnenkollektor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Ende des Anschlußrohrstückes (12) als
Einlötende (17) ausgebildet oder mit einer Klemm
ringverschraubung (18) versehen ist.
12. Sonnenkollektor nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Krümmer (10) und der Hosenanschlußstutzen
(11) anschlußseitig zu den Strängen (5′, 5′′) in
gleicher Weise ausgebildet sind wie das Anschluß
rohrstück (12).
13. Sonnenkollektor nach jedem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die formidentischen Stränge (5′, 5′′) aus hydro
formverpreßten Rohrstücken gebildet sind.
14. Sonnenkollektor nach jedem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußrohrstücke (12), der Krümmer (10)
und der Hosenanschlußstutzen (11) als hydro-formver
preßte Teile ausgebildet sind.
15. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stränge (5′, 5′′) außerhalb der Anordnungs
stellen der Kondensatoren (2) mit ihren zur Zuord
nungsebene (E) parallelen Flächen (20) einen Spalt
(19) begrenzen.
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DE4444733A1 true DE4444733A1 (de) | 1996-06-20 |
Family
ID=6535910
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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