NL7905950A - Zonnestralen absorberende elementen. - Google Patents

Description

£ <.Jr > - 1 -H.O. 27.976 ! ! Bhone-Poulenc Industries, te PAEIJS !

Zonnestralen absorberende elementen

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een zonnestralen absorberend element, bestemd voor het toerusten van opvangers van zonne-energie.

Er bestaan talrijke uitvoeringsvormen van opvangers van zonne-energie gebaseerd op de broeikaswerking 5 verbonden met de werking van zwart lichaam· Deze opvangers bevatten in het algemeen holle platen of buizen, die de zonnestralen absorberen, geplaatst binnen de transparante j omsloten ruimten, die het broeikaseffect waarborgen· Bin-: nen de platen of buizen circuleren warmte dragende stro- 10 men, die bestemd zijn de warmte tengevolge van zonnestra- j len over te brengen naar koudere zones.

Dergelijke opvangers van zonne-energie zijn bijvoorbeeld beschreven in de Franse octrooiaanvrage 2,298.066. De in deze aanvrage beschreven opvanger bevat , 15 . binnen een omsloten ruimte een absorberend element, bestaande uit een metaalplaat met ruw of zwart geverfd op- j pervlak, terwijlφ de niet aan de zon blootgestelde zijde j : een buisvormige metalen spiraal is bevestigd. Hoewel een j dergelijk absorberend element in het algemeen goed ge- 20 ; schikt is heeft het nadelen. Het element is in feite zwaarl ; en stijf en vanwege dit feit lastig, waardoor het element j | ongemakkelijk te installeren en te transporteren is. i Men heeft dan overwogen absorptie-elementen tot l stand te brengen, die niet stijf zijn en die kunnen wor- 25 ) , den opgerold teneinde het transport te vergemakkelijken.

| Dergelijke absorberende elementen zijn beschreven in de j ! Franse octrooiaanvrage 2.307.253. Het in deze aanvrage ! “beschreven absorberende element bestaat uit een buigzaam -I- 790 59 50 ΐ· 1 .

' . 2 materiaal, dat zodanig is bewerkt, dat een kringloop van kanalen gevormd wordt voor de circulatie van de warmte dragende stroom. Een dergelijk absorberend element is gemakkelijk te transporteren, omdat bet kan worden opgerold, maar beeft bet nadeel van slecbt bestand te zijn tegen 5 vorst of tegen een druk van de warmte dragende stroom, die groter is dan atmosferische druk, terwijl bovendien de circulatie van de warmte dragende stroom richtingsveranderin-gen ondergaat van 180°, hetgeen belangrijke ladingsverlie-zen in bet leven roept. 10

Een doel van de uitvinding is een absorberend element voor zonnestralen, dat gemakkelijk transporteerbaar is, terwijl een goede absorptie van de zonnestralen gewaarborgd wordt.

Een ander doel van de uitvinding is een absorberend 15 element van lage kostprijs en gemakkelijke verplaatsbaarheid.

Er werd nu een absorberend element voor zonnestralen gevonden, gekenmerkt door: ten minste een buis met ten minste een rechtlijnige zone, 20 . welke buis dienst doet voor de circulatie van de warmte-dragende vloeistof en tot stand is gebracht uit een materiaal gekozen uit organische of organosilicium-rubbers of organische thermoplastische produkten, en ten minste twee buigzame thermo-geleidende bladen met een 25 continue of discontinue structuur, die twee aan twee zijde tegen zijde bevestigd zijn, die ertussen ten minste een rechtlijnige buiszone omvatten.

De buis, die dienst doet voor de circulatie van de warmte-dragende stroom, moet van een materiaal zijn, 30 dat een goede bestandheid heeft tegen thermische veroudering en corrosie, terwijl er een voldoende thermische geleidbaarheid moet zijn. Bovendien moet, wanneer de buis gebruikt wordt voor het overbrengen van sanitair water, het materiaal van levensmiddelkwaliteit zijn en bestand 35 tegen ketelsteenafzetting.

790 5 9 50 3 *r *

De "buis kan bijvoorbeeld tot stand worden gebracht uit een materiaal gekozen uit: organische thermoplastische materialen zoals polyetheen met lage dichtheid, polyvinylchloride, polyamiden en polyesters , 5 elastomere materialen zoals natuurlijke of synthetische organische rubbersoorten of organosilicium-rubbersoorten.

De organische rubbersoorten worden bij voorkeur gekozen uit de groep van de rubbersoorten, die tegen warmte bestandslijn, zoals butylrubber, etheen-s-propeen-rubber, 10 polyurethanen.

De organosiliciumrubbersoorten hebben alle een goede bestandheid tegen warmte; zij kunnen dus gekozen worden uit de groep van de rubbersoorten, die gemakkelijk geextrudeerd en gehard kunnen worden. Bij voorkeur past 15 men elastomeren toe, verkregen door harding in de warmte, boven 100°C, van preparaten die in hoofdzaak diorganopoly-siloxangommen, minerale vulstoffen en organische peroxiden bevatten.

Dergelijke preparaten zijn beschreven in de Franse 20 octrooischriften 1.142.443» 1.382.285, 1.486.530 en 2.017.663.

Men kan eveneens de elastomeren gebruiken, die verkregen zijn door harding in de warmte, boven 60°C, van preparaten, die in hoofdzaak diorganopolysiloxanpolymeren 25 bevatten, die een geringe hoeveelheid vinyl- of allylgroe-pen bevatten (ongeveer 0,1 tot 1 % betrokken·op het totaal van de groepen, die aan de siliciumatomen gebonden zijn), eventuele minerale vulstoffen, waterstoforganopolysiloxa-nen en een platina-katalysator. 30

Dergelijke preparaten zijn beschreven in de Franse octrooischriften 1.514.679» 1.360.908, 1.511.598, 2.016.914 en 2.202.915.

De buissectie kan van eenvoudige geometrische vorm zijn, bijvoorbeeld ovaal, elliptisch, vierkant en bij 35 voorkeur is de buissectie rond.

79059 50 -4 « ?

De diameter van de buizen (de hierbij gebruikte uitdrukking diameter heeft betrekking op de uitwendige diameter) kan binnen een ruim traject van waarden variëren.

Wanneer men evenwel manipuleerbare en gemakkelijk te installeren absorbeerinrichtingen wenst te vervaardi- 5 gen, is het doelmatig buizen te kiezen, waarvan de diameter tussen 3 en 50 mm, bij voorkeur tussen 7 en 40 mm .ligt; de dikte van de wand van de buizen, die verbonden is met deze diameter, ligt gewoonlijk tussen 0,2 en 4 mm en bij voorkeur tussen 0,3 en 3 mm. 10

Wanneer de warmte-dragende stroom, die een gas kan zijn, bijvoorbeeld lucht, of een vloeistof, bijvoorbeeld water, in de buis circuleert bij een druk, die groter is dan de atmosferische druk, of wanneer de vloeistof kan bevriezen, zal de buis bij voorkeur versterkt zijn door 15 een uitwendig omhulsel, bestaande uit netwerk van draden of vezels. Dit netwerk kan zijn samengesteld uit syntthe-tische draden of vezels, bijvoorbeeld van polyamide of van polyester of glasvezels of ook metaaldraden. Het net- · werk kan zijn samengesteld uit alleen draden, zoals haren 20 of draden of vezels, die vooraf in strengvorm zijn ge-, bracht. Teneinde het uitwendige netwerk samen te stellen, kunnen de draden of vezels spiraalvormig worden opgerold aan de buitenzijde van de buis, waarbij zij bij voorkeur gevlochten, gebreid of geweven zijn. 25

Een uitwendig omhulsel gevormd door een netwerk van metaaldraden, bedekt doelmatig met behulp van deze draden 25 tot 85 % van hét oppervlak van de buis en bij voorkeur van 30 tot 75 %· metaaldraden kunnen van koper, aluminium of staal zijn en hun diameter kan liggen tussen 30 0,05 en 0,4 mm en bij voorkeur tussen 0,08 en 0,35 nua·

Het uitwendige omhulsel kan tegelijkertijd gefabriceerd en afgezet zijn, op het uitwendige oppervlak van de buis, direkt bij de uitgang van de extrusie-inrichtingen, die gediend hebben voor de fabricage van de buizen. Het om- 35 hulsel verzekert de buizen van een bestandheid tegen de 790 5 9 50 * * 5 cire ulatiedrukken van de vloeistoffen groter dan 1000 kPa.

In de onderhavige uitvinding zal gemakshalve alleen "buis” gerefereerd worden. Opgemerkt wordt, dat deze buis al of niet overtrokken kan zijn en bestemd is voor het transporteren van de warmte-dragende stroom. 5

De thermo ge leidende bladen zijn vervaardigd uit een materiaal, dat een goede warmtegeleider is. Deze bladen kunnen vervaardigd worden uit een plastisch materiaal, dat bijvoorbeeld gevuld is met gasroet of metaaldeeltjes.

Bij voorkeur zijn zij vervaardigd uit metaal, waarbij me- 10 talen zoals koper, staal en aluminium goed voldoen.

Bij voorkeur gebruikt men aluminium.

Onder "continue structuur" van de thermogeleidende bladen verstaat men, dat de structuur van de bladen geen lacunes bevat, dus zijn de bladen met continue structuur 15 vergelijkbaar met dikke films of met dunne platen.

De dikte van de thermogeleidende platen met continue structuur moet voldoende zijn om aanzienlijke stromen warmte te absorberen en over te brengen, alsmede om bestand te zijn tegen spanningen uitgeoefend op de absor- 20 berende elemententijdens hun fabricage en gedurende hun verpakking en oprichting. Dikten tussen 0,02 en 0,3 mm zijn in het algemeen geschikt.

Onder "discontinue structuur" van de thermogeleidende bladen, verstaat men, dat de structuur van de bladen 25 lacunes bevat, dus kunnen de discontinue structuurbladen bijvoorbeeld zijn samengesteld uit weefsels verkregen door weven, breien, vlechten of ineen strengeling.

Het weefsel kan vervaardigd worden met metaaldraden, bijvoorbeeld van koper, staal of aluminium, waarvan 30 de diameter tussen 0,1 en 0,4 mm en bij voorkeur tussen 0,15 en 0,35 mm bedraagt. Doelmatig heeft het weefsel een zodanige opgesloten structuur, dat het oppervlak van de lacunes meer dan 60 °/o van het totale oppervlak van het blad uitmaakt. 35

De dikte van de thermogeleidende draden met dis- 7905950 Ϋ * * 6 * continue structuur is groter dan die van de thermogeleidende platen met continue structuur en kan in de zones of de draden toenemen tot 0,2 - 0,8 mm.

De thermogeleidende bladen zijn twee aan twee, zijde tegen zijde bevestigd onder insluiting van de buis 5 op een zodanige wij'ze dat in een vlak, duidelijk diametraal van de buis, de bladen wederzijds van deze uoÊsteken.

Onder ’’wijdte van het thermogeleidende blad verbonden tot de buis” verstaat men de wijdte of het gedeelte van de wijdte van het thermogeleidende blad loodrecht 10 gerekend op de hartlijn van de buis en die deelneemt aan de warmteuitwisselingen met de rechtlijnige zone van deze buis aan weerszijden waarvan zij gelegen is. Hierna wordt, wanneer de beschrijving van de verschillende uitvoeringsvormen van het absorberende element is beschreven dit be- 15 grip gepreciseerd.

De deskundige zal als functie van de dikte van de thermogeleidende bladen, van de diameter van de buis, van de hoeveelheden te transporteren warmte de verhouding bepalen van de grootte van het met de buis verbonden ther— 20 . mogeleidende blad tot de uitwendige diameter van de buis.

In het algemeen ligt de verhouding van de grootte van het met de buis verbonden thermogeleidende blad tot de diameter van de buis tussen 2,5 en 10 en bij voorkeur tussen 3,5 en 8. 25

De zijde tegen· zijde bevestiging van de thermogeleidende bladen met continue structuur kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd door warm lijmen. Deze techniek houdt het gebruik in van bladen, die vooraf op één zijde zijn bekleed met een door verwarming plakkende lak op basis van 30 gebruikelijke organische verbindingen, zoals polyetheen, epoxy- of acrylharsen of polyimiden, of polyamide-imiden of een polysiloxan.

De bestreken zijden van de bladen worden tegen elkaar geplaatst en de lijming heeft plaats door het aan 35 weerszijden van de zone, waar,. · de buis zich bevindt, door 790 5 9 50 -7- * » bijvoorbeeld toepassing van een rolletje, d.at op de temperatuur van het thermisch lijmen van de lak is gebracht.

In het algemeen ligt deze temperatuur in het traject van 100 tot 2£0°C.

De bevestiging van de beide bladen kan ook gewaar- 5 borgd worden volgens andere methoden met dezelfde doelmatigheid als de thermische lijmbehandeling.

Men kan bijvoorbeeld de bladen bevestigen door klinken ofwel door lassen.

De zijde tegen zijde bevestiging van de thermo- 10 geleidende bladen met discontinue structuur wordt bij voorkeur uitgevoerd door lassen.

Aldus is het onder toepassing van thermogeleiden-de bladen gevormd met draden van vertind koper, aluminium of staal, gemakkelijk, door passage van het samenstel 15 buis-bladen tussen twee tot 200 - 4-00°G verhitte walsen, met. cirkelvormige groeven, de twee bladen doelmatig te bevestigen door lassen aan weerszijdavan de buis, welke laatstgenoemde zich met het bladgedeelte, dat deze omringt, in de cirkelvormige groeven van de walsen bevindt. 20 Wanneer de draden van koper, aluminium of staal niet vertind zijn, kan men de bladen lassen door puntlassen met behulp van een elektrische lasplaats.

Voor het tot stand brengen van een absorberend element volgens de uitvinding, die een rechtlijnige buis- 25 zone bevat ingesloten tussen twee thermogeleidende bladen uit gevlochten weefsel, verdient het de voorkeur in plaats van de buis tussen de twee thermogeleidende bladen te brengen, rond de buis een -cirkelvormige vlecht te maken, waarvan de diameter duidelijk groter is dan die van 50 de buis, bijvoorbeeld 1,6 tot 6,4· maal groter. Voor het op continue wijze uitvoeren van deze fabricage, kan men een veeldraadsspoelmachine toepassen, die de vlecht al naar mate het voorbijtrekken van de buis zal / voortbrengen en afzetten. 35 ----- Deze spoelmachine kan verscheidene tientallen 79059 50 - 8 - spoelen bevatten, die in het algemeen klossen, die verschillende draden groeperen, afwikkelen.

Het ronde samenstel buis-vlecht wordt vervolgens tussen de verhitte walsen met cirkelvormige gleuven geleid, zoals hiervoor toegepast. Deze walsen·verbrijzelen 5 de vlecht en spreiden deze, in een analoge vorm als die van de bladen, aan weerszijden van de buis uit. Wanneer de draden van koper, aluminium of staal van de vlecht . vertind zijn, bewerkstelligen de walsen tegelijkertijd de verbrijzeling van de vlecht en de bevestiging door lassen, 10 zijde tegenover zijde, van de verkregen bladen. Wanneer de draden niet vertind , zijn bewerkstelligen de walsen alleen de verbrijzeling van de· vlecht en is het noodzakelijk, zoals hiervoor vermeld, later de bladen bijvoorbeeld met behulp van een elektrische lasplaats te lassen. 15

Bij voorkeur heeft de uitwendige zijde van het thermogeleidende blad, blootgesteld aan zonnestralen, een : donkere kleur en een mat uiterlijk. Voordat doel kan het blad bestreken zijn’ met een verf, bijvoorbeeld zwart,, grijs, groen, rood of blauw, bestemd om de zonnestralen 20 te absorberen.

De zijde van het absorberende element, niet blootgesteld aan de zon, kan bedekt zijn met een laag van een celvormig materiaal. Deze laag heeft als rol een goede thermische isolatie te waarborgen tegenover het opper- 25 vlak, waarop deze zijde in contact zal zijn na de instal— . latie van het absorberende element.

De dikte van het celvormige materiaal is niet kritisch; het is evenwel verstandig, ter vermijding van een aanzienlijke vergroting van de kosten van het absor- 30 berende element, een dikte toe te passen tussen 0,3 mm en 40 mm.

Het celvormige materiaal kan bijvoorbeeld gekozen worden uit fenolachtige schuimstoffen, polyvinylchloride-schuimstoffen of polyurethan-schuimstoffen of ook uit 35 —glas- of steenwol zijn- 807956LC ______ 790 5 9 50 -9-

Er is hiervoor gemakshalve gerefereerd aan twee thermogeleidende "bladen, evenwel wordt opgemerkt, dat de kbsorberende elementen, die een thermogeleidend blad bevatten blootgesteld aan de zon en een thermogeleidend blad niet blootgesteld aan de zon, bijvoorbeeld verkre- 5 gen door een plooibehandeling van een enkel thermogeleidend blad met een oppervlak gelijk aan de som van de oppervlakken van de twee thermogeleidende bladen, deel uitmaken van de uitvinding en dat zelfs in dit geval, men zal refereren aan twee thermogeleidende bladen. 10

De geometrische vorm van de thermogeleidende bladen is niet kritisch en men kiest bij voorkeur thermogeleidende bladen met een eenvoudige geometrische vorm, bijvoorbeeld vierkant of rechthoekig.

De begripsinhoud van de uitvinding zal worden 1$ vergemakkelijkt door de bijgevoegde figuren, die schematisch en zonder bepaalde schaal verschillende uitvoeringsvormen van absorberende elementen volgens de onderhavige uitvinding toelichten.

lig. 1 is een bovenaanzicht van een eerste uit- 20 voeringsvorm van een absorberend element volgens de onderhavige uitvinding.

Eig* 2 is een doorsnede volgens een vlak AA loodrecht op de thermogeleidende bladen en op de hartlijn van de buis van het absorberende element volgens fig. 1. 25

Eig. 5 is een bovenaanzicht van een bijzonder opstellingsvorm van het absorberende element volgens fig. 1.

Eig. 4 is een bovenaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een absorberend element volgens de uit- 50 vinding.

Eig. 5 is een bovenaanzicht van een derde uitvoeringsvorm van een absorberend element volgende uitvinding.

Eig. 6 is een doorsnede volgens een vlak BB lood- 35 —recht op de thermogeleidende bladen en op de hartlijnen 790 5 9 50 -10 -- van de rechtlijnige zones van de huis van een absorberend element volgens de.tweede of derde uitvoeringsvormen en draagt een laag celvormig materiaal op de uitwendige zijde van het thermogeleidende blad, dat niet aan de zon is blootgesteld., 5 IFig. 7 is een bovenaanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van een absorberend element volgens de uitvinding.

De fig. 8 en 9 zijn bovenaanzichten van een vijfde en zesde:uitvoeringsvorm van het absorberende element vol- 10 gens de uitvinding.

Het absorberende element volgens de uitvinding, waarvan een eerste uitvoeringsvorm is voorgesteld door de fig. 1 en 2, bevat een buis (1) die in hoofdzaak rechtlijnig is en twee thermogeleidende bladen (2, 3) die zijde 15 tegen zijde bevestigd zijn onder insluiting van de buis op een zodanige wijze, dat bij voorkeur in een in hoofdzaak diametraal vlak van de buis, zij aan weerszijden van de buis uitstéken*

De grootte van de thermogeleidende bladen verbon- 20 den met de buis is niet willekeurig en wordt gekozen op-: dat de verhouding van de grootte van het thermogeleidende^ blad verbonden met de buis tot de uitwendige diameter van de buis tussen 2,5 en 10 en bij voorkeur tussen 3*5 en 8 ligt. Aldus is met een buis met een uitwendige diameter 25 van 20 mm een grootte van het thermogeleidende blad verbonden, die ligt tussen 50 en 200 mm.

De thermogeleidende bladen van het absorberende element zijn in het algemeen vlak uitgestrekt op het blad van de transparante omhulsels, die het omhullings- 30 effect waarborgen. Zij kunnen evenwel gemakkelijk een verschillende vorm aannemen (bijvoorbeeld parabolisch of half-cilindervormig) teneinde een betere concentratie van de warmtestroom in de richting van de warmte-dragende buis te verzekeren. 35 --- De thermogeleidende bladen kunnen ook hellend in

8D795ölC

790 59 50 - 11- stand gehouden zijn met betrekking tot het J>lat van het omhulsel met elk geschikt middel, wanneer het plat van het omhulsel horizontaal is. Deze plaatsing begunstigt de absorptie van zonnestralen.

Het absorberende element voorgesteld door fig. 1 5 is tot stand gebracht door de buis (1) in te sluiten tussen twee thermogeleidende bladen met een zodanige lenfete, dat het verkregen absorberende element direkt bruikbaar is in een transparant omhulsel. Tijdens de plaatsing worden verschillende absorberende elementen doelmatig in 10 serie verbonden door middel van geschikte koppelingen, gemonteerd aan de uiteinden van de buis (1) en zp.g-zag-gewijze opgesteld analoog aan de opstelling voorgesteld in fig. 3·

De thermogeleidende bladen van de absorberende 15 elementen zijn in het algemeen gelegen in hetzelfde vlak of in evenwijdige vlakken.

Meerdere in serie verbonden absorberende elementen worden doelmatig vervaardigd uit een enkele buis, bij voorkeur met regelmatige intervallen opgesloten tus- 20 sen twee thermogeleidende bladen, welke uitvoeringsvorm de toepassing vermijdt van koppelingsmiddelen tussen twee aangrenzende absorberende elementen.

De opstellingswijze volgens fig. 3 kan ook tot stand worden gebracht door uit te gaan van een absorbe- 25 rend element· met grote lengte samengesteld uit een buis ingesloten tussen twee thermogeleidende bladen in de vorm van banden, in hoofdzaak volgens de middenhartlijn van deze banden. De bijzondere opstelling voorgesteld in fig. 3 bevat dan een naast elkaar plaatsing van segmen- 30 ten van absorberende elementen onderling in serie verbonden door bochtstukken (6), die blootgelegde delen van de buis zijn.

Een absorberend element met grote lengte kan bijvoorbeeld tot stand worden gebracht door de buis, ver- 35 —vaardigd door extrusie, te richten vanaf de uitgang van 790 59 50 - 12- de extrusie-inrichting en na eventuele omhulling, tussen de twee thermogeleidende bladen, die met dezelfde snel-heid worden afgewikkeld als die waarmee de buis voortgaat:.

Een rolgeleiderinriehting maakt het mogelijk nauwkeurig de beide bladen op elkaar aan te brengen, waarbij de ene 5 boven de buis en de andere onder de buis worden geplaatst.

De opstellingswijze voorgesteld in fig. 3 kan vervolgens verkregen worden volgens de hierna beschreven methode.

Men legt met gelijk of verschillend gekozen in- 10 tervallen over de lengte van het absorberende element gedeelten van de buis bloot door verwijdering (bijvoorbeeld wegsnijden) van de thermogeleidende bladen tot het blootleggen van de buis. De lengte van elk ontbloot deel van de buis heeft tot lengte ten minste de breedte van de 15 thermogeleidende bladen.

De bovenste grens van de lengte van elk ontbloot deel van de buis is een functie van de beoogde geometrie van de opstelling; het verdient evenwel de voorkeur, teneinde de te elimineren oppervlakken van de thermogeleiden- 20 de buizen te verminderen, niet vijfmaal de breedte van deze bladen te overschrijden. De blootgelegde gedeelten : van de buis worden vervolgens bekleed, bij voorkeur bijvoorbeeld met een ver£ met donkere en matte kleur.

Men verkrijgt dus bij deze eerste trap een.samen— 25 stel gevormd uit verschillende segmenten van absorberende elementen (analoog aan de absorberende elementen zoals voorgesteld in fig. 1), met elkaar verbonden door de blootgelegde gedeelten van de buis. De lengte van elk segment en het aantal segmenten hangt eveneens af van de be- 30 oogde geometrie voor de opstelling.

Bij de tweede trap plooit men dit geheel zig-zag-gewijze op de plaatsen van de ontblote gedeelten vein de buis voor het vormen van de bochten, terwijl de segmenten zij aan zij op een zodanige wijze worden opgesteld, dat 35 —de thermogeleidende bladen van de segmenten van de absor-

S07956LC

790 5 9 50 - Λ3- berende elementen in hoofdzaak in hetzelfde vlak liggen, of in hellende evenwijdige vlakken met betrekking tot het plat van het transparante omhulsel.

De buisstompen (4) en (5) van de toevoer en de afvoer van de warmtedragende stroom kunnen stukken van 5 buizen zijn, die bijvoorbeeld door lassen of lijmen op de buis (1) zijn aangebracht., en bij voorkeur zijn dit ontblote gedeelten van de buis (1).

Het absorberende element volgens de tweede uitvoeringsvorm voorgesteld door fig. 4 bevat tussen twee 10 thermogeleidende bladen verschillende rechtlijnige zones van de buis (1) in serie en zig-zag-gewijze verbonden door bochten (6), die niet zijn ingesloten tussen de twee thermogeleidende bladen. Verbindingsbuisstompen (4) en (5) zijn voorzien voor de circulatie van de warmtedragen- 15 de stroom.

Het absorberende element volgens de derde uitvoeringsvorm, voorgesteld door fig. 5» is analoog aan het absorberende element voorgesteld door fig. 4, maar de bochten (6) zijn bedekt door het thermogeleidende blad 20 (2) blootgesteld aan de zon en niet bedekt door het thermogeleidende blad (3) niet blootgesteld aan de zon. De verbindingsbuisstompen kunnen zijn gevormd door de buis (1) te ontbloten door wegsnijden bij (7) en (8) van de thermogeleidende bladen. 25

Pig. 6 is een doorsnede volgens een vlak BB loodrecht op de thermogeleidende bladen van een absorberend element volgens dettweede en derde uitvoeringsvormen, die op het niet aan de zon blootgestelde oppervlak is voorzien van een laag celvormig materiaal [9). 30

Bij de tweede en derde uitvoeringsvormen van het absorberende element volgens de uitvinding zijn bij voorkeur de rechtlijnige zones van de buis evenwijdig aan elkaar en regelmatig verdeeld tussen de thermogeleidende bladen. 35 — De zone van het thermogeleidende blad afgebakend 7905 9 50 * - 14- door twee naastliggende rechtlijnige zones van de buis is voor de helft verbonden met twee rechtlijnige zones van de buis, die deze afbakenen.

De afstand tussen twee aangrenzende, rechtlijnige zones van de buis wordt op· een zod.anige wijze gekozen, 5 dat de verhouding van het gedeelte van de breedte van het' thermogeleidende blad, dat deelneemt aan de warmte-uit-wisselingen met een rechtlijnige zone van deze buis tot de uitwendige diameter van deze buis tussen 2,5 en 10 en bij voorkeur tussen 3»5 en 8 ligt. 10

Hoewel in de voorafgaande beschrijving gerefereerd is aan de "rechtlijnige zones" van de buis, sluit dit niet de vervaardiging uit van absorberende elementen onder toepassing van buizen, die bijvoorbeeld transversale golven bevatten. Een absorberend element volgens de 15 uitvinding, die een dergelijke buis bevat, is in bovenaanzicht voorgesteld in fig. 7-

Aldus zal de uitdrukking "rechtlijnige zone" eveneens duiden op gedeelten van de buis die effectief ; rechtlijnig zijn als op zones van de buis met een in het 20 algemeen rechtlijnig voorkomen.

Opgemerkt wordt, dat twee aangrenzende rechtlijnige zones kunnen voorkomen aan eenzelfde buis (fig. 4·) of aan twee verschillende buizen (fig. 8).

De absorberende elementen volgens de uitvinding 25 kunnen eveneens verschillende tussen de thermogeleidende bladen ingesloten buizen bevatten. Twee uitvoeringsvormen van dergelijke absorberende elementen zijn voorgesteld in de fig. 8 en 9·

Het absorberende element volgens de uitvinding, 30 waarvan een vijfde uitvoeringsvorm is voorgesteld in fig. 8, bevat een veelvoud in hoofdzaak evenwijdige buizen (1),. ingesloten tussen twee thermogeleidende bladen, waarbij elke buis twee verbindingsstompen (4-i 5) bevat. Dergelijke absorberende elementen zijn bij voorkeur in 35 —serie verbonden, waarbij homologe buizen van twee aan-

SG7S5ÓLC

790 59 50 -15- grenzende absorberende elementen in serie met elkaar zijn verbonden.

Het absorberende element volgens de uitvinding, waarvan een zesde uitvoeringsvorm is voorgesteld in fig-9, bevat twee buizen (1) ingesloten tussen twee thermo- 5 geleidende bladen, waarbij de twee buizen zijn opgesteld tussen de thermogeleidende bladen op een wijze, die analoog is aan die van de buis van het absorberende element volgens de tweede uitvoeringsvorm.

Vanzelfsprekend zijn de hiervoor beschreven ver- 10 schillende uitvoeringsvormen van het absorberende element volgens de uitvinding niet beperkend en andere uitvoeringsvormen, die voor de deskundige voor de hand liggen, vormen eveneens een deel van de uitvinding.

Bijvoorbeeld kunnen de rechtlijnige zones van de 15 buis zijn ingesloten tussen twee thermogeleidende bladen, zodanig dat het thermogeleidende blad, dat niet wordt blootgesteld aan de zon aanwezig is in de vorm van een veelvoud bandsegmenten, waarbij de rechtlijnige zones van de buis in hoofdzaak zijn ingesloten volgens de midden- 20 hartlijn van de band. De breedte van het thermogeleidende blad verbonden met de buis zal' in dit geval de breedte van het thermogeleidende blad zijn, blootgesteld aan de zon, verbonden met de buis.

De absorberende elementen volgens de onderhavige 25 uitvinding, die hiervoor zijn beschreven, worden in hoofdzaak gebruikt als absorberende elementen voor zonnestralen. Zij kunnen evenwel eveneens gebruikt worden als warmteuitwisselaar. Voor dit doel is het voldoende door de buis een stroom te zenden, die op een temperatuur is 30 gebracht, die ten minste 20°C hoger is dan die van de atmosfeer, die men wenst te verwarmen. Het verwarmend vermogen geleverd door deze uitwisselaars is in de orde-grootte van die van gebruikelijke radiatoren uit gietijzer of uit staalplaat. In het geval van deze toepassing 35 —van de absorberende elementen is het niet onvermijdelijk 790 5 9 50 * ' τ - -ie- voor de goede functionering ervan, het oppervlak van de . thermogeleidende bladen te verven met een matte en donkere kleur.

Voorbeeld V licht het gebruik toe van een absorberend element volgens de uitvinding als warmtewisselaar. 5

De absorberende elementen van zonnestraling volgens de uitvinding hebben talrijke voordelen.

Omdat zij niet stijf zijn is het in feite gemakkelijk de elemènten ter plaatse te transporteren, in de vórm van rollen toe te passen, af te wikkelen en tot de ge- 10 wenste lengte te snijden. De verbinding van de buis van het absorberende element aan de kringloop van de warmte-dragende stroom is gemakkelijk uit te voeren, omdat het voldoende is de uiteinden van de buis te ontbloten en deze van geschikte verbindingen te voorzien. 15

Over de keuze van de materialen, die gebruikt worden voor hun constructie, wordt opgemerkt dat de absorberende elementen volgens de uitvinding slechts onderworpen zijn aan geringe thermische spanningen en dat zij | goed. bestand zijn tegen vorst en corrosie. De keuze van 20 de materialen gebruikt voor de'buis verleent bovendien daaraan een goede bestandheid tegen ketelsteenvorming en nvoedingsmiddelkwaliteit,,.

De absorberende elementen volgens de uitvinding kunnen dus gemakkelijk worden aangebracht in de transpa- 25 rante omhulsels, die het broeikaseffect waarborgen.

Bovendien zijndergelijke absorberende elementen gemakkelijk te vervaardigen en eventueel samen te stellen en de lage prijs van de grondstoffen, die voor hun vervaardiging worden gebruikt, alsmede het gemak van aan- 50 brengen geven grote voordelen aan de gebruikers.

Voorbeeld I

Het voorbeeld hierna beschrijft de vervaardiging van een absorberende element volgens de uitvinding, voorzien van thermogeleidende bladen met continue structuur. 55 — Een buis uit een hard polysiloxanelastomeer met

S07S5cLC

790 5 9 50 - 17- een inwendige diameter van 10 mm en een uitwendige diameter van 12 mm wordt door extrusie met een snelheid van 8 m/minuut vervaardigd*

Het polysiloxanelastomeer, dat gebruikt wordt voor de vervaardiging van de buis, wordt bereid door men- 5 gen van de hierna vermelde bestanddelen: 100 dln van een a. ^-bis-(trimethylsiloxy)dime-thylpolysiloxangom met een viscositeit van 45.000.000 cP · bij 25°0, die 0,3 % methylvinylsiloxyeenheden bevat, 60 dln van een verbrand siliciumdi-oxide met een 10 specifiek oppervlak van 200 m /g, behandeld met octame-thylcyclotetrasiloxan, 3 dln van een a. ^-dihydroxydimethylpolysiloxan-olie met een viscositeit van 50 cP bij 25°C en 2 dln van een deeg van 50 gew.% 1,4-dichloor- 15 benzoylperoxide in een polysiloxanolie.

Bij het verlaten van de extrusie-inrichting circuleert het elastomeer gedurende 30 seconden in een tot 280°C verhitte oven, wat tot effect heeft dat het elastomeer wordt verknoopt, waarna de buis in een veeldraads- 20 spoelmachine.wordt geleid onder toepassing van glasvezels, die elk gevormd zijn uit 32 elementaire draden.

De buis verlaat de spoelmachine voorzien van een vlecht van glasvezels; vervolgens wordt de buis gericht tussen twee uitgegloeide aluminiumbanden: elke band heeft 25 een breedte van 6 cm, een dikte van 0,012 cm en beat een zijde, die bekleed is met een door warmte lijmende acryl-lak, die bij 150°C smelt.

De twee banden worden vervolgens met behulp van een rolgeleiderinrichting zijde tegen zijde aangebracht, 30 terwijl de omhulde buis wordt ingesloten, waarbij de contact-zijden die zijden zijn, die bekleed zijn met de acryllak.

De lijming van de banden wordt uitgevoerd door het voorgevormde absorberende element te leiden tussen 35 twee metalen walsen, die tot 180°0 zijn verhit en die op 79059 50 < *r . 4 18 een afstand van 1,6 cm van elkaar zijn, die steunen op de zone van de banden gelegen aan weerszijden van van de ligplaats van de omhulde, huis.

Tenslotte wordt een van de twee zijden van het absorberende element, bekleed met'een matte, zwarte verf, 5 die tegen zonnestralen bestand is.

Voorbeeld II

In dit voorbeeld wordt de vervaardiging met behulp van een absorberend element volgens voorbeeld I beschreven van een opstelling volgens fig. 3 en van de toe- 10 passing van deze opstelling voor het opvangen van zonnestralen.

Over de gehele lengte van een absorberend element met grote lengte, en met regelmatige intervallen, ontbloot men de omhulde buis over een lengte van 14 cm door een 15 geschikt wegsnijden van de aluminiumbanden. Men verkrijgt op deze wijze een samenstel, dat 12 segmenten bevat van een absorberend element met een. lengte van elk 150 cm, met elkaar verbonden, door de gedeelten, die van de omhulde buis zijn ontbloot. Deze delen worden geverfd met de hier- 20 voor toegepaste verf.

De segmenten van het absorberende element worden volgens de in fig* 3 vermelde opstelling aangebracht, vervolgens opgesteld op de bodem van een parallellepipe-dum-vormige kist uit verknoopte polyester met een lengte 25 van 170 cm, een breedte van 70 cm en een hoogte van 3' cm; deze kist wordt afgedekt met een glazen plaat met een dikte van 5 mm*

Men plaatst de kist onder een helling van 45° op een naar het zuiden gekeerd terras en men laat in de buis 30 een waterstroom circuleren onder een druk van 100 kPa.

Deze waterstroom gaat door een reservoir met 70 liter water en verwarmt dit water.

Men meet de ontvangen zonne-energie met behulp van een solari—-meter en de opgevangen energie met behulp 35 van een kalorieën-meter.

790 5 9 50 -19 »

De proeven hebben elke dag 10 uren tot 18 uren plaats·

De resultaten van de meting geven aan dat voor een uur zonneschijn afgeleverd aan de opvanger (bestaande uit het absorberende element en de kist) een gemiddeld dag- 5 vermogen ligt in het interval van 300 tot 600 W/m , waarbij het rendement van de ontvanger varieert van 40 tot 60 %.

Voorbeeld III

In het volgende voorbeeld wordt de vervaardiging 10 beschreven van een absorberend element volgens de uitvinding, voorzien van thermogeleidende bladen met een discontinue structuur.

Een buis uit een polysiloxanelastomeer met een inwendige diameter van 10 mm en een uitwendige diameter 15 van 12 mm, identiek aan de buis, die bij voorbeeld I werd gebruikt, wordt met een snelheid van 8 m/minuut toegevoerd aan een eerste veeldraadsspoelinrichting, die 24 spoelen bevat, die elk een klos afwikkelen van vier draden van vertind koper, waarbij de diameter van de draad 0,2 mm 20 bedraagt. De buis verlaat de eerste spoelmachine omhuld met een vlecht met een diameter van weinig meer dan 12 mm, waarvan de draden ongeveer 45 % van het uitwendige oppervlak van de buis bedekken. De omhulde buis wordt steeds met een snelheid van 8 m/minuut in een tweede veeldraads- 25 spoelmachine geleid, die 36 spoelen bevat, die elk een klos van 11 draden van vertind koper afwikkelen, waarbij de diameter van de draad 0,3 mm bedraagt.

De buis verlaat de tweede veeldraadsspoelinrichting omhuld met de vlecht met diameter van 12 mm en omgeven 30 door een ronde vlecht met een diameter van 40 mm. Het samenstel gaat vervolgens tussen twee metalen walsen met ronde groef, die boven elkaar zijn geplaatst en tot 300°C zijn verhit; deze inrichting plat de ronde vlecht met diameter van 40 mm af aan weerszijden van de buis. Er wordt 35 op deze wijze een absorberend element volgens de uitvin- 79059 50

* “C

20 ding tot stand gebracht, dat een polysiloxanelastomeer-buis bevat, die omhuld is met een vlecht van koperdraden en voorzien van twee thermo ge leidende bladen van gevlochten doek met elk een breedte van in hoofdzaak 6 cm, die aan hun kanten zijn verenigd, waarbij de buis tussen de 5 twee bladen is tussengevoegd en gecentreerd.

Voor het verbeteren van de absorberende eigenschappen ervan wordt het absorberende element tenslotte aan één zijde bekleed met een matte zwarte verf, die bestand is tegen zonnestralen. 10

Voorbeeld IV

In dit voorbeeld wordt de vervaardiging beschreven met behulp van een absorberend element volgens voorbeeld III, van een opstelling volgens fig. 3 en de toepassing van deze opstelling voor het opvangen van zonne- 15 stralen.

Men snijdt met regelmatige intervallen over de gehele lengte van een absorberend element met grote lengte de thermogeleidende bladen van gevlochten doek weg, op een zodanige wijze, dat voor elk interval de omhulde 20 buis over een lengte van 14 cm wordt losgemaakt en men verkrijgt een samenstel van 12 segmenten met elk een lengte van 150 cm, met elkaar verbonden door de vrijgemaakte gedeelten van de omhulde buis; deze gedeelten worden ge- verfd met de hiervoor vermelde verf. . 25

Deze 12 segmenten worden zij aan zij (volgens de wijze van opstelling voorgesteld in fig. 3) geplaatst op de bodem van een kist van verknoopte polyester met afmetingen van 170 x 70 x 3 cm» waarbij de geverfde zijde van de segmenten gekeerd is naar de hoogte van de kist* De 30 kist wordt gesloten met behulp van een polyesterplaat (polypropyleenmaleoftalaat) met Op het uitwendige oppervlak ervan een laag van polyvinylideenfluoride, die de uktraviolette stralen tegenhoudt; de aldus verkregen opvanginrichting wordt gebruikt onder de in voorbeeld I aan- 35 gegeven omstandigheden voor het verwarmen van een reser- 790 59 50 Λ- -ί- 21 voir van 70 liter water. De meetresultaten liggen in de orde-grootte van de resultaten gevonden bij voorbeeld II met een absorberend element voorzien van thermogeleidende bladen met continue structuur.

Voorbeeld Y 5

In dit voorbeeld wordt het gebruik beschreven van een opstelling volgens voorbeeld II als warmteuitwisse-laar. De thermogeleidende bladen hebben geen zwart geverfde zijde.

De opstelling heeft een nuttig oppervlak van onge- 10 2 veer 1 m en is aangebracht op een metalen chassis met afmetingen van 155 x 75 cm; het geheel wordt vertikaal opgesteld op de bodem van een werkplaats met afmetingen van 25 x 15 x 5 waarvan de temperatuur in de orde-grootte van 20°C ligt. Men laat vervolgens de opstelling van het 15 absorberende element als een warmteuitwisselaar functioneren door door de buis uit polysiloxanelastomeer een stroom warm water te zenden met een afgegeven hoeveelheid van 120 liter/uur en bij een toevoertemperatuur van 80°C.

Door meting van het temperatuurverschil tussen het 20 binnentreden en het uittreden van de waterstroom stelt 2 men vast dat de -uitwisselaar met een oppervlak van 1 m regelmatig de werkplaats voorziet van lucht met een kalo-risch vermogen van 450 W.

79059 50

Claims (18)

1. Absorberend element voor zonnestralen, gekenmerkt door de aanwezigheid van ten minste een buis met ten minste een rechtlijnige zone, welke buis dienst doet voor de circulatie van de warmte- 5 dragende stroom en vervaardigd is uit een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit organische of organósili-ciumrubbersoorten of organische thermoplastische produkt-ten, en ten minste twee buigzame, thermogeleidende bladen met 10 continue of discontinue structuur, twee aan twee, zijde tegen zijde bevestigd waarbij er-tussen ten minste een rechtlijnige buiszone wordt ingesloten.

2. Element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verhouding van de breedte of van 15 het gedeelte van de breedte van het thermogeleidende blad verenigd met een rechtlijnige buiszone tot de uitwendige diameter van deze buis tussen 2,5 en 10 bedraagt. -$.* Element volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tussen twee thermogeleidende 20 bladen ten minste twee rechtlijnige buiszones zijn inge-' sloten, welke rechtlijnige zones met elkaar verbonden zijn door een bochtstuk.

4. Element volgens conclusies 1 tot 5» met het kenmerk, dat de buis een diameter heeft 25 tussen 5 en 50 mm en bij voorkeur tussen 7 en. 40 mm. 5» Element volgens conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat de buis gevormd is uit een organisch thermoplastisch materiaal, gekozen uit de groep bestaande uit polyetheen met geringe dichtheid, polyvi- 30 nylchloride, polyamiden en polyesters.

6. Element volgens conclusies 1 tot 4, m e t het kenmerk, dat de buis gevormd is uit een organische rubber gekozen uit de groep bestaande uit butylrubbers, etheen-propeenrubbers en polyurethanen. 35 7* Element volgens conclusies 1 tot 4, m e t 790 58 50 * het kenmerk, dat de buis gevormd is uit een organosiliciumrubber verkregen door harding in de warmte van preparaten, die in hoofdzaak diorganopolysiloxangom-men, minerale vulstoffen en organische peroxiden bevatten.

8. Element volgens conclusies 1 tot 6, m e t 5 het kenmerk, dat de thermogeleidende bladen twee aan twee, zijde tegen zijde bevestigd zijn door thermisch lijmen, lassen of klinken.

9. Element volgens conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat de thermogeleidende bladen 10 metaalbladen zijn.

10. Element volgens conclusies 1 tot 9, met het kenmerk, dat de metaalbladen met continue structuur platen zijn met een dikte tussen 0,02 en 0,3 mm.

11. Element volgens conclusies 1 tot 9» met 13 het kenmerk, dat de metaalbladen met discontinue structuur een weefsel zijn van metaaldraden met een diameter tussen 0,1 en 0t4 mm.

12. Element volgens conclusies 1 tot 11, met het kenmerk, dat de metaalbladen uit aluminium 20 zijn. 13* Element volgens conclusies 1 tot 12, met het kenmerk, dat de uitwendige zijde van het thermogeleidende blad, blootgesteld aan de zon, een donkere kleur en een mat uiterlijk heeft. 25

14. Element volgens conclusies 1 tot 13, met het kenmerk, dat de uitwendige zijde van het thermogeleidende blad, niet blootgesteld aan de zon, bedekt is met een laag celvormig materiaal.

15· Element volgens conclusies 1 tot 14, met 30 het kenmerk, dat de buis versterkt is door een uitwendig omhulsel, bestaande uit een netwerk van synthetische vezels of glasvezels.

16. Element volgens conclusies 1 tot 14, met het kenmerk, dat de buis versterkt is met een 35 uitwendig omhulsel bestaande uit een netwerk van metaal- 79059 50 rf' 4s . ' 24 *' draden met een gemiddelde diameter tussen 0,05 en 0,4· mm.

17· Element volgens conclusies 1, 2 en 4 tot 16, met het kenmerk, dat het element een enkele rechtlijnige zone bevat, die ingesloten is tussen twee thermogeleidende. bladen. 5

18. Element volgens conclusies 1, 2 en 4 tot 16, met het kenmerk, dat een rechtlijnige zone . van de buis ingesloten is tussen twee thermogeleidende bladen in de vorm van een band, in hoofdzaak vólgens de middenas van deze banden. 10

19- Inrichting, in het bijzonder bestaande uit een veelvoud absorberende elementen volgens conclusie 17* met het kenmerk, dat de absorberende elementen in serie zijn verbonden en zig-zag-gewijze zodanig zijn opgesteld, dat de thermogeleidende bladen in hoofd- 15 zaak in hetzelfde vlak of in evenwijdige vlakken aanwezig zijn.

20. Inrichting, in het bijzonder van een absorberend element volgens conclusie 18, met het k e n m e r k, dat de inrichting een naast elkaar plaat- 20 sing bevat van segmenten van het absorberende element, onderging in serie verbonden door bochtstukken, die ontblote gedeelten van de buis zijn,

21. Werkwijze ter vervaardiging van de inrichting volgens conclusie 20, m e t het kenmerk, 25 dat men met al of niet regelmatige invallen over de lengte van het absorberende element gedeelten van de buis ontbloot door de banden weg te snijden, waarbij elk ontbloot gedeelte een lengte heeft, die ten minste de breedte van de 30 band bedraagt en zig-zag-gewijze het absorberende element plooit op de plaatsen van de ontblote gedeelten voor de vorming van de bochtstukken op een zodanige wijze, dat de banden van de segmenten van het absorberende element in hoofdzaak in 35 hetzelfde vlak of in evenwijdige vlakken zijn* 790 5 9 50 / 25 Λ *v -»

22. Warmteuitwisselaar verkregen met toepassing van een absorberend element volgens een of meer van de conclusies 1 tot 12 en 15 tot 18. 7905« 50