DE8527665U1

DE8527665U1 - Salzgradient-Solarteich

Info

Publication number: DE8527665U1
Application number: DE8527665U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 1995-09-28

Description

Gassner 20673

Salzgradient - Solarteich

Die Erfindung betrifft einen Salzgradient-Solarteich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Solarteicn ist eine einfache und billige Vorrichtung zum Sammeln und Speichern von Sonnenenergie.

Solarteiche sind mit Salzwasser gefüllt, dessen Salzkonzentration und damit spezifisches Gewicht mit der Tiefe zunimmt. Oie tiefste Zone, d.h. die Speicherschicht wird durch die einfallende Sonnenstrahlung erwärmt und bleibt durch ihr hohes spezifisches Ge-Cj 25 wicht nahe dem Teichboden. Die oberen Schichten

wirken als Isolation für die heiße Solo in der Speicherschicht. Auf diese Weise kann dem Solarteich Wärme entzogen werden, die dort in der untersten Schicht gespeichert wurde, um mit dieser Wärme die

_q0 Anfangsbedingungen für die Arbeit eines außerhalb des Solarteichs angeordneten Verdampfers herzustellen.

Es ist bekannt zur Erfüllung dieser Erfordernisse, Solarteiche zu verwenden, bei denen die unterste _oc flüssige Schicht im erwärmten Zustand dem Soiarteich entnommen wird. Um den richtigen Pegelstand

···■■· ·· ■· I · · I

• · ■ · &igr; ■ &igr; &igr;,.

• ■ ·|·| ■ I > I

-4-

innerhalb des Solarteiches aufrechtzuerhalten, wird die entnommene Salzwassermenge gleichzeitig wieder in der aufkonzentrierten Form zugeführt.

Dabei erfolgt jedoch meist durch die entstehende turbulente Strömung bei der Entnahme eine Durch· mischung der Schichten unterschiedlicher Konzentrationen, d.h. die Wärmespeicherung wird für einen gewissen Zeitraum unterbrochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lage der Speicherschichten während des Wärmeaustausches nicht zu verändern.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Am Boden eines kreisförmigen Solarteiches wird dabei ein Rohrleitungssystem innerhalb der Wärmespeicherschicht angeordnet. Dieses Rohrleitungssystem hat einen Ein- und einen Auslauf und wird von Wasser durchströmt; dabei erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen der Speicherschicht und der Flüssigkeit im Rohrleitungs System, d.h. diese Flüssigkeit nimmt Wärme auf und es kann ohne Durchmischung der Schichten innerhalb des Solarteiches der Wärmeaustauschorozess von statten gehen.

Beispielsweise kann die Trinkwasserproduktion eines Systems (mit dem Solarteich gemäß der vorliegenden Erfindung, Verdampfer, Rohrleitungssystem etc) dadurch

SSSi f f j • · «»It·· I , *< · > ii ill'

-5-

extrem gesteigert werden, daß man nachts die erforder liehe Verdampfungsenergie dem Solarteich entnimmt.

Ein ÄüsfUhrungsbsispis] dsr Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriss des Solarteiches; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-^A von Fig. 1; Fig. 3 das sog. Detail "x" der Kunststoffprofilleiste.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und gegebenenfalls auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.

Figur 1 zeigt einen kreisförmigen Solarteich 10 mit dem aufgrund seiner speziellen Form Randverluste gemindert werden können, wobei das dadurch entstehend_e Temperaturprofil etva um 2-3 Grad höher liegt, als bei quadratischer oder rechteckiger Ausführung. Innerhalb des Solarteiches 10 verlaufen mehrere Wärmeaustauschleitungen 13 mit jeweils zwei Anschlüssen, die außerhalb des Solarteiches 10 angeordnet sind. An diese Anschlüsse wird jeweils eine Medienvorlauf 1 eitung 14 und eine Medienrücklaufleitung 15 angeflanscht. Das zu erwärmende Medium wird mit Hilfe einer Pumpe 30 durch die Medienvorlaufleitung 14 bis an den Solarteich herangeführt, von wo es dann flächendeckend gleichmäßig in den Solarteich 10 innerhalb der

>·»· · «t «I Il I Il

-6-

Wärmeaustauschleitungen 13 verläuft, um in einer Speicherschicht 12 des Solarteiches 10 die für einen Wärmeaustausch erforderliche Wärmemenge auf-

Bei der Speicherschicht 12 handelt es sich um die

tiefste Salzwasserschicht im Solarteich 10. Dieser O ist mit Salzwasser unterschiedlicher Salzkonzentrationen gefüllt, wobei die Schicht mit der höchsten Salzwasserkonzentration aufgrund ihres spezifischen

l'ä- Gewichts innerhalb des Solarteichs 10 am tiefsten angeordnet ist.

Bei üblichen Sol arteichen, die nach dem Salzgradient-Prinzip arbeiten, sind innerhalb des Solarteiches drei Schichten angeordnet: Die oberste Schicht mit der geringsten Salzwasserkonzentration ist konvektiv, die mittlere Schicht ist nicht konvektiv und die unterste, schwerste Schicht ist die sogenannte Wärmespeicherschicht, in der das darin befindliche Medium sich durch Sonneneinstrahlung auf Temperaturen von bis ca 90⁰C aufheizen läßt und die Wärmemenge aufgrund der größeren SaI zinol ekülansamml ung nicht an die oberen Schichten abgibt.

Jede Wärmeaustauschleitung 13, die an die Medienvorlaufleitung 14 anschließt,wird im Bereich der Speicherschicht 12 mit etwa gleicher Länge ausgeführt, damit die Reizfläche aller Wärmeaustauschleitungen 13 gleich groß ist. Um dies zu verwirklichen ist es nötig, die einzelnen Wärmeaustauschleitungen 13

° sorgsam zu biegen und dabei den Leitungsdurchmesser nicht zu verändern, was unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums zur Folge hätte.

Nach Durchlauf der Speicherschicht 12 schließen die Wärmeaustauschleitungen 13 an die Medienrücklauf1 ei tungen an, wo sie dann gesammelt dem Prozessablauf zugeführt werden. Durch die Verlegung der Wärmeaustauschleitungen 13 in die Speicherschicht 12 wird eine Verwirbelung der drei Solartei1 schichten vermieden und somit der hohe Aufwand, bei konventionellen Anlagen für die Aufrechterhaltung des Dichtegradienten nicht mehr notwendig.

Figur 2 zeigt Unterstützungsprofile 17, die am Boden des Solarteiches 10 angeordnet sind und innerhalb der Speicherschicht 12 liegen. Um eine gleichmäßige Wärmeübertragung für die Wärmeaustauschleitungen 13 zu erhalten, werden diese auf den Unterstützungsprofilen 17 gehalten. Außerhalb der Solarteichwandungen sind Kontrollschächte 18 vorgesehen, von denen aus die Oberprüfung des Solarteichinhaltes geschieht.

Ebenfalls in Figur 2 ist eine transparente Folie 20 gezeigt, die oberhalb der konvektiven Zone 21 angeordnet ist. Die nur in geringen Breiten gelieferten Folienbahnen sind wie in Fig. 3 näher dargestellt seitlich mit Ködern 22 versehen, die in eine Kunststoffprofilleiste eingezogen werden, damit eine luftdichte Oberflächenabdeckung gegeben ist. Auf diese Weise kann die natürliche Verdunstung minimalisiert sowie gleich-

»I Ii Ii , ,

• &igr; · &igr; &igr; > &igr;

• > « · eil»

• ■

• · · > 1 > ■ I ■

zeitig die Verschmutzung des Solarteiches vermieden werden. Durch die spezielle Anordnung ist ein leichtes Auswechseln der Folie möglich.

Für die Herstellung der SaIzkonzenträtion in der Speicherschicht kann das bestehende Rohrleitungssystem mit Medienvorlauf und -Rücklauf1 eitung einbezogen werden. Dafür sind die angeschlossenen Wärmeaustauschleitungen 13 mit Flanschanschluß versehen. Vor Inbetriebnahme des Systems und Anschluß der Wärmeaustauschleitungen 13 werden Voll kegel düsen an den Flanschverbindungen befestigt. Durch den hohen Zer-Stäubereffekt der Düsen wird die Oberfläche des durchlaufenden Meerwassers enorm vergrößert und somit eine forcierte Verdampfung erreicht.

Claims

1. Salzgradient-Solarteich mit mehreren Wasserschichten unterschiedlicher Salzkonzentration, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der untersten Speicherschicht (12) ^2C wenigstens eine Wärmeaustauschleitung (13) mit einem Zu- und einem Ablauf angeordnet ist, um beim Wärmeaustausch Vorwirbelungen der Wasserschichten zu vermeiden.

2. Salzgradient-Solarteich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarteich (10) rund ist.

3. Salzgradient-Solarteich nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu erwärmende Me. mit einer Medienvorlaufieitung (14) bis zum Solarteich (10) geführt wird, die Wä'rmeaustauschl ei tungen (13) von diesen abgezweigt und gleichmäßig in der Speicherschicht (12) am Boden des Solarteichs (10) verteilt angeordnet sind, und eine Medienrlicklaufleitung

• · · ft

-2-

(15) an einen Ausgang jeder Wärmeaustauschi ei tur.g aus dem Solarteich (10) angeschlossen ist.

4. Salzgradient-Solarteich nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Solarteiches (10) Kontrollschächte (18) angeordnet sind, um diesen zu /"" regulieren, zu messen und zu kontrollieren.

5. Salzgradient-Solarteich nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschleitungen (13) durch Unterstützungsprofile (17) in der Speicherschicht gehalten werden.

6· Salzgradient-Solarteich nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer konvektiven Zone (21) eine Transparentfolie (20) angeordnet ist, die seitlich mit Ködern (22) versehen ist und in eine &ngr; 26 Kunststoffprofi1 leiste (23) eingezogen wird.

30

35

ti iii