DE7619088U

DE7619088U - Solar collector

Info

Publication number: DE7619088U
Application number: DE19767619088
Authority: DE
Original assignee: Rheinisches Zinkwalzwerk GmbH and Co KG
Current assignee: Rheinisches Zinkwalzwerk GmbH and Co KG
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1976-11-18

Description

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Rheinisches Zinkwalzwerk 15.06.1976Rhenish zinc rolling mill 06/15/1976

GmbH & Co., Kommanditgesellschaft -DrQ/GKp-GmbH & Co., limited partnership -DrQ / GKp-

Bahnhofstraße 90, M-3 54- JDatteln
Prov. Nr. 7856 RZBahnhofstrasse 90, M-3 54- JDatteln
Prov. No. 7856 RZ

SolarkollektorSolar collector

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor, bestehend aus eineir. flachen luftdicht verschlossenen Gehäuse mit rück- und seitenwandiger Wärmedämmschicht, vorderseitiger für Sonnenstrahlen durchlässiger Kunststoffabdeckung gegen Konvektionsverluste und einer von einem Wärmeträger durchströmbaren Absorberplatte.The invention relates to a solar collector, consisting of einir. flat airtight housing with rear and side wall thermal insulation layer, front Plastic cover that is permeable to the sun's rays against convection losses and an absorber plate through which a heat transfer medium can flow.

Spätestens seit der Energiekrise vom Spätherbst 19 73 hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, daß die überwiegende Abhängigkeit vom Erdöl als Energieträger für die Mehrzahl der industrialisierten Länder eine untragbare Gefahr darstellt. Erdöl wird in etwa 20 Jahren für Heizungszwecke und zahlreiche andere Anwendungen als Prxmärenergieträger ausscheiden, da die verbleibenden Reserven als Rohstoffe für wichtigere Anwendungen (Pharmazeutika, Kunststoffe u.a.) genützt werden müssen.Since the energy crisis of late autumn 1973 at the latest, it has been recognized that the predominant Dependence on oil as an energy source is an intolerable one for the majority of industrialized countries Represents danger. Petroleum will be used in heating and numerous other applications in about 20 years as primary energy sources, as the remaining reserves are used as raw materials for more important applications (Pharmaceuticals, plastics, etc.) must be used.

Aus diesem Grund ist man in neuerer Zeit bemüht, die Sonnenenergie thermisch zu nutzen. In Ländern mit starker Sonneneinstrahlung sind pchon seit Jahrzehnten Anlagen in Gebrauch, bei denen großflächige Aluminiumreflektoren die Sonnenwärme auf Wärmeaustauscher konzentrieren, in denen Dampf für den Antrieb von Kraftmaschinen erzeugt wird. Größter Nachteil solcher Anlagen ist, daß die Sonnenenergie an der Erdoberfläche nur tagsüber zur Verfügung steht und daß ihre IntensitätFor this reason, efforts have recently been made to use solar energy thermally. In countries with strong sunlight have been pchon for decades Systems in use in which large aluminum reflectors concentrate the solar heat on heat exchangers, in which steam is generated to drive engines. Biggest disadvantage of such systems is that the solar energy on the earth's surface is only available during the day and that its intensity

zudem noch jahreszeitlich schwankt. Für eine kontinuierliche Versorgung mit Energie sind daher Einrichtungen erforderlich, die entweder elektrische oder potentielle Energie oder Wärme speichern.also fluctuates with the seasons. For continuous Supplies of energy are therefore required, either electrical or potential facilities Store energy or heat.

Die Wärmestrahlung der Sonne kann auf verhältnismäßig einfache Weise mit Hilfe von sogenannten Solarkollektoren nutzbar gemacht werden. Ein Solarkollektor besteht ganz allgemein aus einer Absorptionsfläche zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme und einem gut wärmeleitenden an diese Fläche angeschlossenen Rohr- oder Kanalsystem, in dem ein flüssiges Medium strömt, das Wärme aufnimmt und dorthin transportiert, wo sie genutzt werden soll.The heat radiation of the sun can be measured in a relatively simple way with the help of so-called solar collectors can be made usable. A solar collector generally consists of an absorption surface for conversion the solar radiation in heat and a good heat-conducting pipe or duct system connected to this surface, in which a liquid medium flows that absorbs heat and transports it to where it is to be used.

In der Praxis haben sich heute in unseren Breiten vorIn practice today in our latitudes before

allem Solarkollektoren in flacher Bauweise zur Erzeugung Iespecially solar collectors in flat design for generation I

von Warmwasser durchgesetzt. Diese bestehen aus einem |enforced by hot water. These consist of a |

flachen Gehäuse mit rück- und seitenwandiger Wärmedämm- 1flat housing with rear and side wall thermal insulation 1

schicht, einer vom Wärmeträger durchströmten Absorber- Jlayer, an absorber J through which the heat transfer medium flows

platte und einer vorderseitigen für Sonnenstrahlen i plate and a front for sun rays i

durchlässigen aus Kunststoff oder Glas gebildeten \ permeable made of plastic or glass \

Abdeckung gegen KonvektionswärmeVerluste. ICover against convection heat loss. I.

Bei solchen Solarkollektoren ist ,der Innenraum gegen "> With such solar collectors, the interior is against ">

das Eindrigen von Regen und weitgehend auch von Staub abgedichtet, nicht aber gegen einen Luftaustausch von innen nach außen bzw. umgekehrt. Da diese Solarkollektoren mit einer Betriebstemperatur von ca. 30⁰C arbeiten, also bei einer Temperatur, die nur wenige Grad über der der Umgebungstemperatur liegt, sind die durch den Luftaustausch entstehenden Wärmeverluste gering, was bedeutet, daß der Wirkungsgrad bei den vergleichsweise geringen Temperaturunterschieden als brauchbar fürthe penetration of rain and largely also of dust is sealed, but not against an exchange of air from the inside to the outside or vice versa. Since these solar collectors work with an operating temperature of approx. 30 ⁰ C, i.e. at a temperature that is only a few degrees above the ambient temperature, the heat losses resulting from the exchange of air are low, which means that the efficiency with the comparatively small temperature differences than useful for

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:' Γ: 5 : 'Γ: 5

den Solarkollektortyp angesehen werden kann. Wenn jedoch solche Solarkollektoren mit einer höheren Temperatur betrieben werden, steigen die Wärmeverluste vergleichsweise stark an und der Wirkungsgrad verschlechtert sich.the solar collector type can be viewed. However, if such solar collectors with a higher temperature are operated, the heat losses increase comparatively strongly and the efficiency deteriorates.

Bekannt sind auch Solarkollektoren, bei denen der luftdicht nach außen abgeschlossene Innenraum unter Vakuum steht, wodurch nur ganz unbedeutende Wärmeverluste eintreten. Das hat zur Folge, daß diese Solarkollektoren bei höheren Temperaturen von ca. 100 C mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden können.Also known are solar collectors, in which the interior space, which is sealed off from the outside, is below There is a vacuum, which means that only insignificant heat losses occur. As a result, this Solar collectors can be operated at higher temperatures of approx. 100 C with optimum efficiency be able.

Der Nachteil dieser beiden Solarkollektortypen besteht darin, daß bei dem Solarkollektor, bei dem der Innenraum nicht luftdicht verschlossen ist, die Betriebstemperatur in Bezug auf die Umgebungstemperatur so niedrig liegt, daß ein Winterbetrieb nicht möglich ist. bei einem Soiarkollektor, dessen Innenraum evakuiert ist, ist der apparative Aufwand relativ hoch. Hinzu kommt, daß ein solcher Solarkollektor sehr empfindlich gegen Störungen ist.The disadvantage of these two types of solar collectors is that the solar collector in which the interior is not hermetically sealed, the operating temperature in relation to the ambient temperature so is low that winter operation is not possible. in the case of a solar collector whose interior is evacuated the outlay on equipment is relatively high. In addition, such a solar collector is very sensitive is against interference.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor zu entwickeln, der einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad bei verringertem apparativem Aufwand erzielt.The invention is based on the object of developing a solar collector that has a comparatively high efficiency achieved with reduced equipment expenditure.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Solarkollektor der eingangs genannten Bauart, bei dem erfindungsgemäß der Innenraum mit trockener Luft, die unter dem bei der Herstellung des Solarkollektors herrschenden Luftdruck steht, gefüllt ist.The solution to this problem consists in a solar collector of the type mentioned above, in which according to the invention the interior with dry air, which is under the air pressure prevailing during the manufacture of the solar collector, is filled.

Die sich bei Erwärmung ausdehnende im Innenraum des Solärkollektors befindliche Luft verformt die Kunststoff abdeckung ohne diese zu zerstören, da die Vergrößerung des Innenraums infolge der Ausdehnung der Kunststoffabdeckung größer isτ als das Differenzvolumen von kalter und erwärmter Luft des Innenraums. Dadurch ergibt sich, daß auf das Anbringen eines Ausdehnungsgefäßes verzichtet werden kann.The air in the interior of the solar collector, which expands when it is heated, deforms the plastic cover without destroying it, as the interior space is enlarged as a result of the expansion of the Plastic cover is greater than the difference in volume from cold and warmed air of the interior. Through this the result is that there is no need to attach an expansion tank.

Der entscheidende Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, daß bei einfacher Bauweise ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad bei gleichzeitig geringem Wärmeverlust erzielt werden kann. Der Solarkollektor kann ganzjährig mit einer Betriebstemperatur von etwa 60 bis 70 C bei gutem Wirkungsgrad betrieben werden.The decisive advantage of the invention, however, is that with a simple construction a comparatively high efficiency can be achieved with low heat loss at the same time. The solar collector can can be operated all year round with an operating temperature of around 60 to 70 C with good efficiency.

Der erfindungsgemäße Solarkollektor ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und nachfol^crend erläuterteThe solar collector according to the invention is illustrated by way of example in the drawings and explained nachfol end ^cr

Der im Querschnitt dargestellte in flacher Bauweise gefertigte Solarkollektor besteht aus einem beispielsweise aus einem Zinkwerkstoff bestehenden Gehäuse 1, dessen Rückseite und Seitenwände mit einem Kunststoffschaum 2 isoliert sind, wobei in die Isolierung eine Trockenvorrichtung 3 eingebettet ist. Der mit trockener Luft gefüllte Innenraum 4 des Gehäuses 1 ist luftdicht durch eine Kunststoffscheibe 5 abgedeckt. Zwischen der Kunststoffscheibe 5 und der Isolierung 2 ist die mit einem Kanalsystem 6 versehene Absorberplatte 7 angeordnet. Die Kunststoffscheibe 5 ist mit einer Klemmverbindung an ihren Rändern befestigt. Als Wärmeträger wird Wasser verwendet, da Wasser eine große spezifische Wärme, geringe Viskosität, Verwendbarkeit des Wärmeträgermediums zugleich als Speichermedium, Preiswürdigkeit und Verfügbarkeit aufweist.The flat solar collector shown in cross section consists of an example Housing 1 consisting of a zinc material, the rear side and side walls of which are covered with a plastic foam 2 are insulated, a drying device 3 being embedded in the insulation. The one with the drier The air-filled interior space 4 of the housing 1 is covered airtight by a plastic pane 5. Between of the plastic disk 5 and the insulation 2 is the absorber plate 7 provided with a channel system 6 arranged. The plastic disk 5 is attached to its edges with a clamp connection. As a heat transfer medium water is used because water has a large specific heat, low viscosity, usability of the Has the heat transfer medium at the same time as a storage medium, value for money and availability.

- 5 Schutzansprüche - 5 protection claims

Claims

6i «a # 4 ff" »ft ■ · · tn · * r 'λ PROTECTION CLAIMS

1. Solar collector, consisting of a flat, airtight housing with rear and side wall thermal insulation layer, front-side plastic cover which is permeable to sun rays against convection losses and an absorber plate through which a heat carrier can flow, characterized in that the interior (4) of the solar collector with dry air, which is below the air pressure prevailing during its manufacture is filled.

2. Solar collector according to claim I _9, characterized by a drying device (3) connected to the interior space (4).

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