NL8000469A

NL8000469A - Zonnecollector met een warmtewisselaar.

Info

Publication number: NL8000469A
Application number: NL8000469A
Authority: NL
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1981-01-30
Also published as: AU6653081A; ZA81497B; ES8204141A1; ES498801A0; BR8100380A; US4454864A; GR73657B; JPS56137042A; EP0033175A1

Description

V t

Zonnecollector met een warmtewisselaar.

De uitvinding betreft een zonnecollector, omvattende een gesloten omhulling van in hoofdzaak rechthoekige doorsnede, uit welke omhulling de niet-condenseerbare gassen zijn verwijderd, een met de omhulling ther-5 misch verbonden collector voor het omzetten van zonnestralen in warmte, een werkmedium in de omhulling, dat zich tijdens bedrijf deels in vloeibare, deels in dampvormige toestand bevindt, een verdampingsruimte in de omhulling, in welke ruimte het vloeibare werkmedium kan verdampen onder invloed van de door de collector afgegeven warmte, een condensatieruimte 10 in de omhulling, waarin het dampvormige werkmedium kan condenseren, een in de omhulling gelegen verbinding tussen de verdampingsruimte en de condensatieruimte voor de inwendige terugvoer van gecondenseerd werkmedium naar de verdampingsruimte, en een warmtewisselaar welke in thermisch contact staat met de condensatieruimte, voor het afvoeren van de 15 condensatiewarmte naar een zich in de warmtewisselaar bevindend warmte-opslagmedium.

Met de passage "was ruit ae nie t-c er. fans eerbare gassen tenminste in hoofdzaak zijn verwijderd", wordt bedoeld dat al die gassen uit de omhulling zijn verwijderd, welke geen positieve bijdrage aan het functio-20 neren van de zonnecollector kunnen leveren. Als regel zal het hier gaan om lucht. Onder "warmteopslagmedium" is te verstaan een al of niet stro-• mend medium waaraan de condensatiewarmte wordt afgegeven.

Een dergelijke zonnecollector is bekend uit het artikel "The heat pipe fin, a novel design of a planar collector", 1975 International Solar 25 ‘Energy Congress and Exposition, July 28 - August 1, 1975, Los Angeles, Calif., U.S.A. De in dit artikel beschreven zonnecollector heeft een omhulling in de vorm van een koker met V-vormige dwarsdoorsnede. In de koker bevindt zich een buisvormige condensor als warmtewisselaar, welke zelf weer als warmtepijp fungeert. Een wand van de koker doet dienst als 20 collector, d.w.z. hij vangt de zonnestralen op en zet deze om in warmte.

Als gevolg van deze verwarming verdampt het zich in de koker bevindende werkmedium; deze verdamping wordt bevorderd door een zich tegen de binnenzijde van de koker bevindende wiek, d.w.z. een laag absorberend materiaal dat het vloeibare werkmedium over het collectoroppervlak ver- 8000469 - 2 - spreidt. Het in dampvorm overgegane werkmedium verplaatst zich nu naar de hoger gelegen condensatieruimte waar het op de buisvormige condensor neerslaat. Hier geeft het de condensatiewarmte af aan een zich in de condenseerbuis bevindend medium. Het gecondenseerde werkmedium druppelt 5 van de condensor op de wiek en wordt door deze onder invloed van de zwaartekracht en van capillaire werking, teruggevoerd naar de collector-wand van de koker.

Een zonnecollector van deze soort is ook beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 7 707 586. In tegenstelling tot eerstgenoemde bekende zonnecollector bezit deze zonnecollector geen wiek. De werkvloeistof vult vrijwel de gehele verdampingsruimte, zodat toch zoveel mogelijk werkvloeistof in warmtewisselend contact met de collector staat.

Bij een bepaalde uitvoering van deze bekende zonnecollector bevindt de condensor zich in het inwendige van de omhulling, in de condensatie-15 ruimte. Op zich heeft dit t.o.v. een uitwendig aangebrachte condensor het voordeel van een beter warmtewisselend contact. Het nadeel is echter, dat de doorvoer van de condensor door de omhulling aan speciale eisen moet voldoen.' Zo is het in de eerste plaats noodzakelijk dat de doorvoer gasdicht is opdat geen werkmedium verloren gaat, resp. geen lucht uit de 20 _ omgeving kan toetreden. Voorts dient zoveel mogelijk te worden voorkomen dat de omhulling als gevolg van direct metallisch contact met de condensor te sterk afkoelt op plaatsen waar condensvorming ongewenst is.

De zonnecollector volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat de condensatieruimte een naar binnen de omhulling geplooide wand bezit die een 25 deels van de omgeving afgesloten ruimte vormt, welke ruimte is gelegen binnen de buitenste begrenzing van de omhulling maar buiten het inwendige van de omhulling, en dat de warmtewisselaar is aangebracht in deze ruimte en thermisch contact maakt met genoemde wand. Een voordeel van deze uitvoering is dat hoewel de warmtewisselaar zich aan de buitenzijde 50 van de omhulling bevindt, deze toch in veel inniger thermisch contact met het werkmedium staat dan het geval is bij bekende zonnecollectoren met uitwendige condensor.

Voor de inwendige terugvoer van het condensaat (het gecondenseerde werkmedium) naar de verdampingsruimte zou gebruik kunnen worden gemaakt van 35 een wiek. Deze geeft enige vrijheid voor wat betreft de plaatsing van de condensatieruimte ten opzichte van de verdampingsruimte. Zo zou, dank 8000469 * ♦ - 3 - zij het capillaire transport van een wiek, het condensaat zo nodig iets omhoog kunnen worden getransporteerd om in de verdampingsruimte te komen. Een dergelijke, alleen voor het transport van het condensaat naar de verdampingsruimte dienende, wiek is echter niet nodig als de conden-5 satieruimte in bedrijfstoestand hoger dan de verdampingsruimte is gelegen. In zo'n geval geschiedt de terugvoer van het condensaat onder invloed van de zwaartekracht. De condensatieruimte kan hierbij zijde-1 lings boven de verdampingsruimte liggen overeenkomstig de uitvoering zoals beschreven in de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 10 No. 7 802 076. Hoewel bij een dergelijke opstelling van de condensatieruimte een zonnecollector resulteert, die loodrecht op het vlak van de collector een grotere afmeting bezit dan in het geval van een condensatieruimte in het verlengde van de verdampingsruimte, biedt zo'n opstelling toch thermische voordelen. In zodanig geval is het nl. mogelijk 15 de condensor beter tegen warmteverliezen te isoloren.

De productietechnisch gezien meest geschikte uitvoering is echter die waarbij de condensatieruimte boven én in het verlengde van de verdampingsruimte ligt. In dit geval kunnen deze beide ruimtes op relatief « eenvoudige wijze tot één constructief geheel worden samengevoegd.

20· Hoewel de geplooide wand van de condensatieruimte één geheel met de om-. hulling zou kunnen vormen, is het toch constructief van voordeel dat deze wand wordt gevormd door een gasdicht aan de omhulling bevestigde plaat en dat de warmtewisselaar een koelspiraal bezit 'welke met de buitenzijde van de plaat thermisch contact maakt. Het materiaal van deze 25 . plaat kan zodanig worden gekozen, dat deze zich zonder moeilijkheden gasdicht met het materiaal van de omhulling laat verbinden; bijv. door lassen of hardsolderen. Problemen die zich bij toepassing van een inwendige warmtewisselaar kunnen voordoen bij het gasdicht maken van de doorvoer van een koperen koelspiraal door een omhulling van plaatstaal, 30 treden hierbij dus niet op.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de zonnecollector volgens de uitvinding wordt de wand gevormd door een gasdicht aan de omhulling bevestigd samenstel van twee koelplaten welke een ruimte voor doorvoer van het warmteopslagmedium insluiten. De door de twee koelplaten samenge-35 stelde wand vormt daarbij tevens de warmtewisselaar. Een dergelijke uitvoeringsvorm kan worden toegepast in een installatie waarbij het warmte- 8000469 γ- » - 4 - opslagmedium een vat met leidingwater verwarmt via een zich in het vat bevindende tweede warmtewisselaar. De tweede warmtewisselaar zal dan als regel dubbelwandig zijn uitgevoerd, teneinde gevaar van verontreiniging van het leidingwater door het warmteopslagmedium zoveel mogelijk uit te 5 sluiten. Een geschikte alternatieve uitvoering heeft als kenmerk, dat de wand wordt gevormd door een gasdicht aan de omhulling bevestigd samenstel van twee koelplaten en dat de warmtewisselaar een tussen de koel-platen ingesloten koelspiraal bezit. Door deze koelplaten aan hun randen zodanig aan elkaar te bevestigen, bijv. door lassen of solderen, dat hun 10 tussenruimte hermetisch gescheiden is van het inwendige van de omhulling, wordt het medium in de koelspiraal door een dubbele wand omgeven. De koelspiraal kan nu direct op het drinkwaternet worden aangesloten.

Bij voorkeur is de zonnecollector met koelspiraal gekenmerkt doordat de uiteinden van de koelspiraal, via doorvoeropeningen in de. omhulling, 15 dwars door deze laatste steken en dat de omhulling ter plaatse van deze doorvoeropening van de omgeving is afgedicht. De directe thermische geleiding tussen warmtewisselaar en omhulling kan nu worden beperkt tot het ringvormige contactoppervlak om de doorvoeropeningen.

Bij de uitvoering van de zonnecollector volgens de uitvinding met een 20 tussen koelplaten ingesloten koelspiraal zijn bij voorkeur de doorvoeropeningen afgedicht door het samenstel van koelplaten. Het verdient aanbeveling dat bij laatstgenoemde uitvoering tussen de koelplaten, om de uiteinden van de koelspiraal, steunringen zijn aangebracht,welke met een vernauwd gedeelte door de doorvoeropeningen steken en waarvan één kop-25 vlak tegen de binnenzijde' van een van de koelplaten en het andere, aan het vernauwde gedeelte grenzende kopvlak, tegen de andere koelplaat rust. De steunringen maken de afdichting van de doorvoeropeningen door pro-jectielassen mogelijk.

Een verdere verbetering van deze uitvoering bestaat hierin, dat om het 30 vernauwde gedeelte van elke steunring, en tussen de desbetreffende koelplaat en het inwendige van de omhulling, een metalen bus is aangebracht, die met zijn uiteinden aan de koelplaat en de omhulling is gelast.

Bij een van koelplaten voorziene zonnecollector waarvan de omhulling is gevormd door twee platen met zodanige profilering dat de verdampings-35 ruimte is verdeeld in tenminste twee, zich evenwijdig aan elkaar uit- 8000469 f « - 5 - strekkende kanalen voor het transport van het werkmedium in darapvormige- en vloeibare toestand, is het van voordeel de koelplaten te voorzien van boven de kanalen gelegen uitsteeksels. Het gecondenseerde werkmedium verzamelt zich dan aan de uitsteeksels en deze zorgen ervoor dat het 5 condensaat weer te bestemder plaatse in de kanalen terecht komt.

Een eenvoudige uitvoering van de zonnecollector volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat de collector wordt gevormd door een naar de zon gericht deel van de omhulling.

Om van een zo gering mogelijke hoeveelheid werkmedium een zo effectief 10 mogelijk gebruik te maken verdient het aanbeveling het inwendige deel van de omhulling te voorzien van middelen voor het gespreid opnemen van werkvloeistof.

Deze opneemmiddelen kunnen alleen tegen de wand van de omhulling zijn aangebracht die naar de zon is gekeerd, of alleen tegen de daartegenover gelegen wand. Bij voorkeur zijn de middelen voor het opnemen van de werkvloeistof aan beide zijden van de verdampingsruimte aangebracht. Hierdoor kan zich bij nachtelijke afkoeling de werkvloeistof verzamelen op de zijde die overdag naar de zon is gericht, en bij zonnestraling op de tegenover gelegen zijde.

20 * Volgens een verder kenmerk van de zonnecollector volgens de uitvinding is de omhulling voorzien van uitstulpingen voor het opnemen van werkvloeistof.

Deze uitstulpingen kunnen goten vormen die zich dwars ten opzichte van 'de stroomrichting van het gecondenseerde werkmedium uitstrekken, of 25 putjes vormen.

Ook kunnen de middelen voor het opnemen van de werkvloeistof worden gevormd door een de werkvloeistof absorberend materiaal, dat bij voorkeur in stroomrichting van het gecondenseerde werkmedium is onderbroken.

Verdere kenmerken van de zonnecollector volgens de uitvinding blijken 30 uit de volgende beschrijving van een aantal uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van de tekeningen. Daarin tonen

Fig. 1 een zonnecollector volgens de uitvinding in schematische uitvoering;

Fig. 2 en 3 doorsneden volgens de lijnen II-II resp. III-III in Fig. 1; 35 Fig. 4 de condensatieruimte van een zonnecollector volgens de uitvinding .in een met Fig. 3 overeenkomstige doorsnede; 8000469 - 6 -

Fig. 5 een doorsnede volgens de lijn V-V in Fig. 1;

Fig. 6 een doorsnede volgens de lijn VI-VI in Fig. 1;

Fig. 7 t/m 16 de in de uitvoering volgens de Fig. 4, 5 en 6 gebruikte condensor van een zonnecollector volgens de uitvinding; ^ Fig. 17 een doorsnede van een zonnecollector met gemonteerde condensor. Fig. 18 t/m 21 hebben betrekking op een meetopstelling ter beproeving van een zonnecollector volgens de uitvinding;

Fig. 22 toont een detail van een andere uitvoering van de zonnecollector' volgens de Fig. 4, 5 en 6, en 10 Fig. 23 t/m 28 tonen een aantal uitvoeringsvarianten van een voorziening tegen oververhitting.

In de Fig. 1, 2 en 3 is de zonnecollector volgens de uitvinding schematisch weergegeven. Fig. 1 toont de zonnecollector in bovenaanzicht, Fig.

2 in doorsnede volgens de lijn II-II, en Fig. 3 in doorsnede volgens de 15 lijn III-III.

De zonnecollector bezit een uit twee staalplaten 1, 2 gevormde omhulling van in hoofdzaak rechthoekige doorsnede. 2oals Fig. 2 toont zijn beide platen zodanig geprofileerd, dat ze zeshoekige kanalen 3 insluiten. De kanalen 3 vormen een verdampingsruimte. welke laatste uitmondt in een 20 condensatieruimte 4. Zoals in Fig. 3 zichtbaar is liggen de beide platen 1, 2 aan hun bovenzijde iets verder uit elkaar waardoor de condensatieruimte 4 plaats biedt aan een warmtewisselaar 5 voorzien van een koel-spiraal. 6 met koelplaat 7.

De platen 1, 2 zijn met hun randen b.v. door rollassen aan elkaar beves-25 tigd, zodat e cn xchtis oiriwu Hing ontstaat waarin een atmosfeer van lagere of hogere druk dan de omgevingsdruk kan worden gehandhaafd. Teneinde de omhulling voldoende sterkte te verlenen zijn de platen 1, 2 voorts nog op verschillende punten 8 aan elkaar gelast. Deze lasverbin-dingen dragen voorts bij tot een goed thermisch contact tussen beide 30 platen.

Zoals Fig. 3 toont is de achterplaat 2 voorzien van dwars op de kanalen 3 staande gootvormige uitstulpingen 9.

In de door de platen 1, 2 gevormde omhulling bevindt zich een geschikt werkmedium dat bij verwarming verdampt en de daarbij opgenomen warmte 35 bij afkoeling weer in de vorm van condensatiewarmte afstaat. Teneinde de verdamping te bevorderen zijn uit het inwendige van de omhulling niet-condenseerbare gassen verwijderd. De zonnecollector is daartoe voorzien 8000469 - 7 - van een evacuatienippel 10. Deze wordt tevens gebruikt voor het vullen van de zonnecollector met werkvloeistof.

De zonnecollector werkt als volgt. We nemen aan dat deze is opgesteld in zodanige stand, dat de zonnestralen ongeveer loodrecht invallen, zoals 5 weergegeven in Fig. 3 met de pijlen 11. De zonnestralen verwarmen de als collector fungerende voorplaat 1 zodat deze in temperatuur stijgt. Met voorplaat 1 stijgt ook de daarmee thermisch goed geleidend verbonden achterplaat 2 in temperatuur. De zich tegen de wand Van de kanalen 3 in de uitstulpingen 9 bevindende werkvloeistof zal nu gaan verdampen en. op-10 stijgen tot in de condensatieruimte 4. Hier condenseert de werkdamp op de koelplaat 7 welke de vrijkomende condensatiewarmte afgeeft aan een in de koelspiraal 6 stromend warmtetransportmedium. Dit medium wordt via de zich aan de zonnecollector bevindende aansluitingen 12, 13 door de koelspiraal geleid.

15 Het gecondenseerde werkmedium (de werkvloeistof) stroomt onder invloed van de zwaartekracht terug in de kanalen 3 en vult daarbij successievelijk de gootvormige uitstulpingen 9 in de achterplaat 2. Deze laatste, die nagenoeg dezelfde temperatuur heeft als de voorplaat 1, doet de werkvloeistof weer verdampen zodat zich de hierboven beschreven cyclus 20 herhaalt.

Bij afwezigheid van zonneschijn koelt de zonnecollector af. Daarbij kan • de temperatuur van de voorplaat 1 tot een iets lagere waarde dalen dan die van de achterplaat 2 en de condensatieruimte 4. Als gevolg daarvan verplaatst zich de condensatie van het gasvormige werkmedium naar de 25 voorplaat 1, zodat deze bij voorkeur ook gootvormige uitstulpingen bezit. Bij hervatting van de zonneschijn stijgt allereerst de voorplaat 1 in temperatuur, waardoor de werkvloeistof weer gaat verdampen. De werkdamp stijgt op en slaat neer op de warmtewisselaar 5. Het condensaat verspreidt zich dan weer over de achterplaat 2 zoals hierboven reeds be-30 schreven is.

Zouden op de voorplaat 1 geen voorzieningen aanwezig zijn om de werkvloeistof gespreid over deze plaat op te nemen, dan zou het condensaat bij overgang naar een periode zonder zonneschijn langs de iets koelere voorplaat omlaag stromen en zich op de bodem van de zonnecollector ver-33 zamelen. In dat geval duurt het aanmerkelijk langer voordat na hervatting van de zonneschijn de zonnecollector weer met zijn maximale rendement functioneert. Dit is een gevolg van het feit, dat verdamping van 8000469 . / - 8 - het zich onderin de zonnecollector bevindende condensaat langere tijd in beslag neemt dan verdamping van gelijkmatig over de voorplaat 1 verdeeld condensaat.

De Fig. 4, 5 en 6 tonen nadere details van de uitvoering van de conden-5 satieruimte 4. Fig. 4 toont de condensatieruimte 4 in een met Fig. 3 overeenkomstige doorsnede; Fig. 5 een doorsnede volgens de lijn V-V in Fig. 1 en Fig. 6 een doorsnede volgens de lijn VI-VI in Fig. 1.

De platen 1, 2 zijn ter plaatse van de condensatieruimte 4 voorzien van een golfvormige profilering 14. Deze dient ter versteviging, daar de 10 platen 1, 2 ter plaatse van de condensatieruimte niet tegen elkaar gelast kunnen worden.

Zoals uit de Fig. 4, 5 en 6 blijkt is de koelspiraal 6 tussen twee koel-platen 15, 16 ingesloten, die evenals de platen 1, 2 van staal zijn. De koelplaten 15, 16 zijn zodanig aan elkaar en aan de omhulling gelast, 15 dat hun tussenruimte niet in verbinding staat met het inwendige van de zonnecollector. De Fig. 5 en 6 tonen hoe deze tussenruimte ten opzichte van het inwendige van de omhulling is afgedicht ter plaatse van de door-voeropeningen voor de koelspiraal. De achterplaat 2 bezit voor elk uiteinde van de koelspiraal 6 een ronde doorvoeropening. Zo is de doorvoer-20 opening voor het uiteinde 13 met het verwijzingscijfer 18 aangegeven. Om dit uiteinde 13 is een steunring 19 aangebracht waarvan het vernauwde gedeelte 20 door de doorvoeropening 18 steekt. Eén kopvlak van de steunring 19.rust tegen de koelplaat 15, terwijl de borst 21 van de steunring tegen de koelplaat 16 rust.

25 Het samenstel van koelspiraal 6 met koelplaten 15, 16 en steunringen 17, 19 wordt eerst op de achterplaat 2 gelegd met de beide steunringen door de doorvoeropeningen stekend. Dan wordt, onder uitoefening van druk op de koelplaat 15 ter plaatse van de steunringen, de koelplaat 16 met behulp van een ringvormige projectielas rond de doorvoeropeningen aan de 30 achterplaat 2 gelast. Aangezien zowel koelplaat 16 als achterplaat 2 van hetzelfde materiaal (staal) zijn, doen zich niet de afdichtingsproblemen voor, die kunnen optreden bij bekende zonnecollectoren met inwendige koelspiraal als laatstgenoemde van koper en de zonnecollector verder van staal is.

35 Het geringe, directe thermische contact tussen condensor 15, 6, 16 en omhulling 2, 3 draagt ertoe bij dat bij perioden zonder zonneschijn de zonnecollectorinstallatie weinig warmte aan de buitenlucht afstaat. De 8000469 - 9 - zonnecollector fungeert dus als thermische diode, hetgeen in het bijzonder van belang is bij zonneschijnloze perioden die gepaard gaan met een lage buitentemperatuur.

De diodewerking kan nog worden verbeterd op de wijze zoals aangegeven in 5 Fig. 22. Deze toont in detail een iets andere verbinding van de condensor aan de achterplaat 2. Hierbij is de achterplaat 2 ter plaatse van zijn doorvoer voor de koelspiraal van een verdiept gedeelte 69 voorzien. Tussen de bodem van dit gedeelte en de koelplaat 16 bevindt zich een dunne metalen bus 10 70. Deze laatste is op de hierboven reeds besproken wijze door projectie- lassen tegen de achterplaat 2 en de koelplaat 16 gelast. De lassen zijn met de verwijzingscijfers 71, 72 aangeduid. Door i.p.v. een stalen bus 70 een bus uit roestvrij staal te nemen kan de warmteovergangsweerstand tussen koelplaat 16 en achterplaat 2 nog verder worden verminderd.

15 De Fig. 7 t/m 15 tonen de condensor 6, 15, 16 van de uitvoering volgens de Fig. 4, 5 en 6 in detail. In de Fig. 7 t/m 10 is de koelplaat 15 en in de Fig. 11 t/m 14 is de koelplaat 16 weergegeven. Fig. 7 toont de koelplaat 15 in buitenaanzicht, d.w.z. in gemonteerde toestand van de condensor gezien van buiten. Zoals de verschillende doorsneden in de 20 pig. 8, 9 en 10 laten zien, is in de koelplaat 15 een bepaald profiel geperst dat er enerzijds toe dient tussen beide koelplaten van de con densor ruimte voor de koelspiraal te verschaffen, en anderzijds een goede warmteovergang tussen koelplaten en koelspiraal te verkrijgen. Voor dit laatste doel zijn in de koelplaat 15 gootvormige uitsparingen 25 22 geperst die de koelspiraal nauwpassend omgeven. Aan de onderzijde is de koelplaat voorzien van tandvormige uitsteeksels 23. In gemonteerde toestand van de zonnecollector ligt elk van deze boven een kanaal 3 van de verdampingsruimte. De uitsteeksels 23 hebben tot doel het gecondenseerde werkmedium tot in de kanalen 3 te geleiden, ook al zouden het linker- en rechteruiteinde van de condensor niet geheel op dezelfde hoogte liggen.

Fig. 11 toont de andere koelplaat 16 in buitenaanzicht. Evenals de koelplaat 15 is deze van gootvormige uitsparingen 24 en tandvormige uitsteeksels 25 voorzien. Koelplaat 16 bezit echter voorts nog doorvoeropeningen 35 26, 27 voor de doorvoer van de uiteinden van de koelspiraal. Deze door- 8000469 - 10 - voeropeningen corresponderen met de doorvoeropeningen in de achterplaat 2.

In Fig. 15 is de koelplaat 15 van Fig. 7 in binnenaanzicht getekend, met ingelegde koelspiraal 6. Fig. 15 toont eveneens de om de uiteinden 12, 5 13 van de koelspiraal 6 gelegde steunringen 17, 19 met hun vernauwde ge deeltes 28 resp. 20. Ligt de koelplaat 16 volgens Fig. 11 tegen de koelplaat 15 volgens Fig. 15, dan steken de uiteinden 13, 12 van de koelspiraal 6 door de doorvoeropeningen 26 resp. 27 van de koelplaat 16.

Fig. 15 toont ook dat de koelplaat 15 is voorzien van ribben 73. Deze 10 verhinderen een ongelijkmatige verdeling van het condensaat over de ver-dampingskanalen 3. Het tussen twee naburige ribben gevormde condensaat wordt nu gedwongen af te vloeien via de midden tussen deze ribben gelegen tand 23.

Teneinde het condensaat af te voeren dat zich verzamelt tegen de buiten-15 zijde van de gootvormige uitsparingen 22, 24 van de koelplaten 15 resp. 16 kunnen de koelplaten ter plaatse zijn doorboord. Dit is in Fig. 15 schematisch aangegeven door de gestippeld getekende gaten 79. Om te verhinderen dat het inwendige van de zonnecollector via deze gaten met de buitenomgeving in verbinding komt te staan, zijn de randen van elk paar 20 tegenover elkaar liggende gaten 79 door projectielassen met elkaar verbonden.

Fig. 16 toont de condensor in deze samengestelde toestand volgens de doorsnede XVI-XVI in Fig. 15. Fig. 15 is zelf een doorsnede volgens lijn XV-XV in Fig. 16.

25 Fig. 17 is een doorsnede van de zonnecollector met gemonteerde condensor. Het vlak waarover deze doorsnede is genomen verloopt door de conden-satieruimte, boven de condensor. De voor- en achterplaat 1, 2 zijn een-voudigheidshalve zonder profilering getekend, terwijl evenmin de gootvormige uitstulpingen in de achterplaat 2 zijn getekend.

50 Het spreekt vanzelf dat bij de zonnecollector volgens de uitvinding verder al die op zich bekende maatregelen.kunnen worden getroffen welke een zo groot mogelijke werkingsgraad waarborgen. Zo kan de zonnecollector worden ondergebracht in een kast die aan de tegenover de collector gelegen zijde is voorzien van een voor zonlicht doorlaatbare, enkel- of 55 meervoudige lichtdoorlaatbare afdekking, bijv. van glas of kunststof, en verder isolatiemateriaal bevat om warmteverlies tegen te gaan.

Bij voorkeur bezit de collector een spectraalselectieve laag welke een hoge absorptiefactor α voor zichtbaar licht aan een lage emissiefactor ε voor het infraroodgebied paart.

8000469 - 11 -

Hoewel bij de hierboven besproken uitvoeringsvorm van de zonnecollector de middelen voor het gespreid opnemen van de werkvloeistof worden gevormd door gootvormige uitstulpingen in de achterplaat 2 (zie Fig. 1 en 3), kunnen ook andere opneemmiddelen worden toegepast. Zo is het moge-5 lijk tegen achter en/of voorplaat een wiek aan te brengen. Onder "wiek" is hier te verstaan een laag van een de werkvloeistof absorberend materiaal waarin mede door capillair transport de werkvloeistof over achter-en/of voorplaat wordt verdeeld. De wiek kan uit een vezelmateriaal bestaan, maar andere wiekvormen en -materialen, zoals die welke bij 10 warmtepijpen (heat pipes) gebruikelijk zijn, kunnen ook in aanmerking komen. Als vezelwiek leent zich i.h.b, een wiek uit een vlies van poly-vinylalcohol, bekend onder de handelsnaam Enka zeem. Voorts is het moge lijk zowel gootvormige uitstulpingen als een wiek te gebruiken, die beide op eenzelfde plaat maar ook op verschillende platen van de omhul-15 ling kunnen zijn aangebracht.

Bij toepassing van een wiek kan het van voordeel zijn deze niet uit een geheel te maken, maar in verschillende stukken onder te verdelen. Bij de zonnecollector volgens het in de tekening weergegeven uitvoeringsvoor-beeld komt dit erop neer, dat de wiek in elk van de verdampingskanalen 3 2Q niet bestaat uit één lange zich over de gehele lengte van het ver dampings-kanaal uitstrekkende strook, maar uit meerdere over deze lengte verdeelde stukken. Elk zo'n stuk kan nu werkvloeistof vasthouden. Het langzamerhand uitzakken van de werkvloeistof naar het laagste punt van de 25 verdampingsruimte zoals bij een ongedeelde wiek kan voorkomen, die niet met zijn onderste uiteinde in de werkvloeistof staat, wordt hierdoor verhinderd. Door deze verdeling van de wiek kan de zonnecollector ook weer sneller zijn functie hernemen na perioden zonder zonneschijn. Om het uitlekken van de werkvloeistof te voorkomen kunnen de wiekstukken 30 aan hun onderzijde worden afgedicht dan wel met een gootje in of op de desbetreffende plaat samenwerken, waarin de werkvloeistof kan blijven staan.

Als opneemmiddel voor de werkvloeistof leent zich bij uitstek een laag die is voorzien van de werkvloeistof opnemende, maar in hoofdzaak onder-35 ling van elkaar gescheiden holtes. Deze laag kan zeer dun zijn. Bij een 8000469 - 12 - 2 collectoroppervlak van bijv. lm, en voldoende vloeistofopnemende holtes, is een laagdikte van enkele honderden micrometers voldoende voor een goed functioneren van de zonnecollector. In tegenstelling tot de bekende wieken treedt bij deze laag geen of slechts een ondergeschikt 5 capillair transport van de werkvloeistof door de laag op. Globaal geno men kan worden gesteld dat werkvloeistof die in een .bepaalde holte stroomt, resp. in die holte door condensatie ontstaat, ook in deze holte blijft opgeslagen totdat ze weer verdampt. Bij perioden zonder zonne-* schijn is de bevochtiging hierdoor niet beperkt tot een met de opvoer- 10 hoogte overeenkomend deel, maar fungeert het gehele oppervlak van de laag als opslag voor de werkvloeistof. Dit bevordert een snelle start van de zonnecollector, d.w.z. dat deze binnen korte tijd zijn maximale rendement heeft bereikt. Een verder voordeel is dat de hoogteafmeting van de laag, en daarmee van de zonnecollector, niet aan beperkingen 15 onderhevig is die met de werking daarvan samenhangen.

De laag kan bijv. glaspoeder bevatten, maar uit een oogpunt van goede thermische geleidbaarheid is de voorkeur te geven aan een goed warmtege-leidend materiaal, bijv. koolstofpoeder, micapoeder of metaalpoeder. Een goede thermische geleidbaarheid is van belang om de verdamping bij een 20 zo laag mogelijk temperatuurverschil tussen omhulling en werkvloeistof te laten plaatsvinden. In aanmerking nemend dat met toeneming van dit temperatuurverschil eerst oppervlakteverdamping (surface evaporation), - dan koken (nuclear boiling) en tenslotte filmkoken (film boiling) optreedt, moet naar oppervlakteverdamping worden gestreefd. Onder "opper-25 vlakteverdamping" is te verstaan de verdamping van de vloeistof aan de vloeistofspiegel; met "koken" is bedoeld verdamping onder vorming van •dampbellen in de werkvloeistof, die naar de vloeistofspiegel stijgen; onder "filmkoken" is te verstaan een verdamping waarbij de' dampbellen een dampfilm tegen de binnenwand van de omhulling vormen.

30 Bij de hierboven besproken bekende zonnecollectoren waarbij de werkvloeistof de verdampingsruimte nagenoeg geheel opvult en de werkvloei-stofspiegel een betrekkelijk gering oppervlak heeft in verhouding tot het werkvloeistofvolume, zal de verdamping grotendeels door koken plaatsvinden. De zonnecollector volgens de uitvinding daarentegen werkt 35 in het gebied van de oppervlakteverdamping.

Voor het metaalpoeder valt te denken aan poeder uit één of meerdere metalen of legeringen. Teneinde de bedoelde laag de nodige samenhang en 8000469 -13- "porositeit" te verlenen, kan een bindmiddel worden toegepast. Als bindmiddel kan een epoxyhars dienen, maar ook valt te denken aan polyimid'e-en polyesterharsen en aan metaallijmen zoals die op acrylaatbasis.

Bij de keuze van de grondstoffen en van de werkwijze voor het verkrijgen 5 van de laag, dient er steeds op te worden gelet dat in de laag holtes worden verkregen waarvan althans een voldoend groot aantal met de ver-dampingsruimte communiceren en die ook qua afmetingen resp. qua stand geschikt zijn om de gekozen werkvloeistof in zich op te nemen en vast te houden tegen de zwaartekracht in. Hoewel de holtes onderling in zekere mate met elkaar in verbinding mogen staan, zodanig dat enig transport van werkvloeistof tussen de holtes mogelijk is, dient er op te worden gelet dat de laag niet grotendeels als wiek gaat fungeren. Het beste resultaat bereikt men met een laag welke de werkvloeistof althans in hoofdzaak alleen op die plaats in zich opneemt waar ze wordt toegediend. 15 gen verspreiding van de werkvloeistof door de laag heen, in een mate zoals het geval is bij een wiek, is minder gewenst, daar de laag dan minder gunstig afsteekt t.o.v. een wiek. Verloopt een dergelijke verspreiding echter veel langzamer dan bij een wiek, dan behoudt de laag op dit punt haar voordeel. Voor de holtevorming’ kan het onder omstandig-

Of] heden gewenst zijn aan het bindmiddel een blaasmiddel toe te voegen. Na het aanbrengen van de laag op de ondergrond ontwijkt het blaasmiddel in • gasvorm waardoor een geschuimde laag met holtes ontstaat. Hoewel zich in dit geval de holtes van binnen- uit de laag vormen, is het ook mogelijk ze van buitenaf te laten ontstaan. In dit geval kan worden gedacht aan 25 het leiden van een gas door de pas opgebrachte laag. Voorts aan het • gebruik van een gemalen schuim dat in de bindmiddel/metaalpoederlaag wordt gedrukt. De holtes in de laag worden dan gevormd door de reeds bestaande holtes in de schuimdeeltjes.

In een verdere uitvoeringsvorm van de zonnecollector volgens de uitvin-30 ding bezit de laag langs mechanische weg gevormde holtes. Hierbij valt te denken aan holtes die zijn aangebracht door plaatselijk op de laag uitgeoefende druk, bijv. met behulp van gas- of vloeistofstralen, of door stralen met vaste deeltjes. De richting waarin de druk wordt uitgeoefend kan zodanig zijn dat ook bij een schuine stand van de laag de 35 zwaartekracht meewerkt het condensaat in de holtes te houden.

Een zeer geschikte uitvoeringsvorm is die waarbij de laag door naald-prikken gevormde holtes bezit.

8000469 - 14 -

Volgens een andere werkwijze wordt de bedoelde "poreuze" laag door vlam-spuiten opgebracht. Het is voorts gunstig, dat de laag gezien in tèrug-stroomrichting van het gecondenseerde werkmedium, in dikte toeneemt, hetzij trapsgewijs, hetzij geleidelijk. Hierdoor kan aan de onderzijde 5 van de laag wat meer werkvloeistof worden opgeslagen dan aan hoger gelegen delen. Dit bevordert de snelle inwerkingtreding van de zonnecollector na een periode zonder zonneschijn.

Het kan voorts aanbeveling verdienen, dat de "poreuze" laag bestaat uit een aantal zich dwars op de terugstroomrichting van het gecondenseerde 10 werkmedium uitstrekkende stroken. Zo nodig kunnen deze stroken aan hun laagst gelegen uiteinde zijn voorzien van een rand tegen het wegstromen van gecondenseerd werkmedium naar lager gelegen stroken.

In bepaalde gevallen kan het gewenst zijn dat de laag geprofileerd is.

Er zullen nu een aantal voorbeelden worden gegeven van werkwijzen met 15 behulp waarvan de "poreuze" laag kan worden verkregen:

Voorbeeld I

Aan aluminiumpoeder van de firma Hoechst, type LNR 101, voor 50 gew.% bestaande uit deeltjes van 0-50 ym en voor 50 gew.% uit deeltjes van 50-100 ym, werd water toegevoegd totdat een met een kwast goed smeerbare. 2Q pasta was verkregen. Aan deze pasta werd onder heftig roeren een epoxyhars (type Araldit AW 139) met een harder (type HV 998) toegeveegd, beide afkomstig van Ciba-Geigy. De laag werd vervolgens met een rakel gelijkmatig over een drager uitgestreken van hetzelfde materiaal als de • voorplaat 1 van de getekende zonnecollector. Daarna werd de aldus be-25 handelde drager gedurende 1 uur gedroogd bij een temperatuur van 50°C, en tenslotte op een temperatuur van 90°C gebracht om de epoxy te laten uitharden.

De verkregen poreuze laag vertoonde over de laag verdeelde holtes die met de omgeving in open verbinding staan, maar geen of weinig onderlinge 30 uitwisseling van werkvloeistof, i.c. hexaan toelaten. Bij een dikte van ca. 800 micrometer bedroeg het opnemend vermogen van deze laag ongeveer 2 300 gram hexaan per m .

Voorbeeld II

Volgens dit voorbeeld werd in plaats van aluminiumpoeder glaspoeder van 8000469 - 15 - ca. 40 micrometer gemiddelde deeltjesgrootte genomen. De werkwijze kwam verder overeen met die van het voorgaande voorbeeld.

Ook in dit geval ontstond er een laag met de werkvloeistof opnemende holtes, die onderling in hoofdzaak van elkaar zijn gescheiden. Zoals te 5 verwachten bezit de laag een minder goede thermische geleidbaarheid dan die volgens voorbeeld I, zodat zij uit dat oogpunt bezien minder geschikt is voor toepassing in zonnecollectoren.

Het opnemend vermogen van de laag bedroeg ongeveer 180 gram hexaan per 2 m bij een laagdikte van ca. 600 micrometer.

10 Voorbeeld III

Bij de werkwijze volgens dit voorbeeld werd de poreuze laag door vlam-spuiten opgebracht. De laag werd aangebracht aan een zijde van staalplaat. Eerst werdt de plaat met grof electrokorund (Abrasief M) gestraald om haar op te ruwen. Vervolgens werd door vlamspuiten een onder-15 laag van nikkel-aluminide (Metco 405 van de firma Metco) aangebracht en daarop, eveneens door vlamspuiten, een eindlaag van een staallegering (Metco No.2). Zowel de onderlaag, die als hechtlaag diende, als de eindlaag werden verkregen door het verstuiven van* een draad van het desbetreffende materiaal in een zuurstof-acetyleenvlam. Met behulp van pers-20· lucht werd het materiaal tegen de platen geblazen.

. De aldus verkregen eindlaag had een dikte van ca. 350 micrometer en haar 2 opnemend vermogen bedroeg 35 tot 40 gram hexaan per m .

Voorbeeld IV

.100 dln epoxyhars (Araldit 134B), 40 dln harder (H 4994), beide afkom-25 stig van Ciba-Geigy, en 140 dln aluminiumpoeder van het zelfde type als gebruikt in voorbeeld I werden goed gemengd. Aan dit mengsel werden vervolgens 14 dln fijn gepoederd als blaasmiddel toegevoegd waarna het mengsel door goed roeren tot een homogene pasta werd gevormd. De pasta werd vervolgens gelijkmatig over een drager van plaatstaal uit-30 gestreken. De aldus behandelde drager werd 10 min bij 80°C en daarna 60 minuten bij 100°C verwarmd. De verkregen geschuimde poreuze laag hecht goed aan het plaatstaal en vertoont over de laag verdeelde holten die in verbinding staan met de omgeving. Bij een dikte van ca. 0,5 mm neemt de 2 laag 25-50 gram octaan per m op.

8000469 - 16 -

Het kan onder omstandigheden de voorkeur verdienen het oppervlak van de laag door profilering te vergroten. Dit kan er enerzijds toe bijdragen dat meerdere holtes direct met de verdampingsruimte in contact komen en anderzijds bewerkstelligen, dat de weg die de in de holtes ontstane damp 5 moet afleggen om in de verdampingsruimte te komen, wordt verkort, waardoor de temperatuurgradient dwars op de laag kleiner kan zijn. De profilering is bij voorkeur zodanig, dat de groeven zich dwars op de stro-mingsrichting van het condensaat uitstrekken. Meerdere bijzonderheden hierover, evenals over de poreuze laag in het algemeen, zijn beschreven 10 in de gelijktijdig ingediende Nederlandse octrooiaanvrage No.........., getiteld "Zonnecollector met een werkvloeistof opnemende laag".

De besproken voorbeelden geven slechts enkele mogelijke werkwijzen weer om tot een laag met de gewenste eigenschappen te komen. Niet alleen kan de laag andere metalen en bindmiddelen bevatten dan in de voorbeelden is 15 aangegeven, maar ook is het mogelijk door speciale maatregelen het ontstaan van onderling niet of slechts weinig met elkaar in verbinding staande, maar de toegepaste werkvloeistof wel opnemende holtes verder te bevorderen. In dit verband zij bijv. gewezen op het toepassen van blaas-middelen bij werkwijzen van het type als beschreven in de voorbeelden I 20 en II. Van belang is daarbij dat zich zolang schuim ontwikkelt als voor de holtevorming nodig is.

De gunstige werking van de poreuze laag kon experimenteel 'worden aangetoond bij een zonnecollector zoals weergegeven in de Fig. 4 t/ra 17. Deze .werd geplaatst in een isolerende kast die was afgedicht door een glas-25 plaat. De voorplaat 1 van de zonnecollector was gericht naar de glasplaat. De kast met de zonnecollector werd op een proefbank geplaatst met de glasplaat gericht naar een kunstzon bestaande uit een aantal bodem-spiegellampen. In de verdampingsruimte was 300 cc hexaan aangebracht nadat het inwendige van de zonnecollector op minder dan 1 millibar vacuum 30 gezogen was. Zowel voor-als achterplaat 1, Z was voorzien van een poreuze laag, aangebracht volgens de werkwijze van voorbeeld I.

Tegen de buitenwand van de achterplaat waren 9 thermokoppels aangebracht om de temperatuur ter plaatse te meten, alle aangesloten op een recorder. De opstelling v.d. proefbank en de plaatsing van de thermokoppels zijn 35 schematisch weergegeven in de Fig. 18 en 19. In Fig. 18 duidt 53 een ge 8000469 - 17 - ^ · stel aan waarop de isolerende kast 54 is bevestigd waarin zich de met streeplijnen aangeduide zonnecollector 55 bevindt. De kast 54 is afgedekt door een glasplaat 56. Op enige afstand van de glasplaat 56 zijn verwarmingslampen 57 aangebracht, goed voor een instralend vermogen tot 2 5 800 Watt per m . Een niet getekende ventilator zorgt voor een volgens de pijl 58 gerichte luchtstroom van 3 m/sec tussen lampen 57 en kast 54. In de luchtstroom, maar buiten de straling van de lampen 57, is ter plaatse van het punt 50 een thermokoppel aangebracht voor het bepalen van de omgevingstemperatuur. Aan de zonnecollector wordt via de aanslui-*0 ting 12 van de koelspiraal water van constante temperatuur toegevoerd met een debiet van 1 liter per minuut. Ter plaatse van de aansluitingen 12, 13 zijn thermokoppels geplaatst voor het bepalen van de temperatuur van het in- en uitgaande water.

Tegen de achterplaat 2 van de zonnecollector zijn op verschillende 15 plaatsen eveneens thermokoppels bevestigd zoals nader blijkt uit Fig. 19. Deze laatste toont schematisch een achteraanzicht van de zonnecollector met de achterplaat 2. Tegen het midden van achterplaat 2 is een rij van 7 thermokoppels 41 t/m 47 aangebracht op onderlinge afstanden van ongeveer 10 cm. Deze bepalen de temperatuur op verschillende hoogten van de 20 achterplaat 2. Ter weerszijden van, en op gelijke hoogte met, thermokoppel 41 zijn nabij de zijkanten van de verdampingsruimte twee thermokoppels 48, 49 bevestigd.

Eerst werd met uitgeschakelde kunstzon gedurende enige tijd water door de koelspiraal geleid. Daarna werden de lampen 57 ingeschakeld. Van be-25 gin af aan werden de door de thermokoppels gemeten temperaturen met een recorder geregistreerd. Fig. 20 toont de ontstane grafieken. Langs de abscis is de temperatuur uitgezet, langs de ordinaat de tijd. De verticale lijn 59 geeft de gedurende de proef gelijkgebleven temperatuur van het instromende water weer. Op het tijdstip t^ zijn de lampen 57 inge-30 schakeld, hetgeen blijkt uit de temperatuurlijn 60 die het verloop van de temperatuur van het uitstromende water aangeeft.

De temperatuur lijnen voor de thermokoppels 41 t/m 47 vallen nagenoeg samen, zoals in Fig. 20 met de enkele lijn 61 is weergegeven. De temperaturen bereiken eerst vrij snel een maximum en lopen na korte tijd terug 35 tot een eindwaarde die 1 a 2ÜC hoger is dan de temperatuur van het uitstromende water. Het temperatuurverschil Δ T (zie Fig. 20) tussen het in- en 8000469 - 18 - uitstromende water is een maat voor het aan het water afgegeven vermogen.

Wanneer de proef onder dezelfde omstandigheden wordt herhaald met een zonnecollector die zich slechts onderscheidt van de voorgaande doordat deze geen poreuze laag bezit, ontstaat het in Fig. 21 weergegeven tempe-5 ratuurbeeld. Er zijn nu 7 verschillende temperatuurgrafieken te onderscheiden, aangeduid met 62 t/m 68, die corresponderen met de door de thermokoppels 41 t/m 47 gemeten temperaturen. Pas na geruime tijd stelt zich een evenwichtstoestand in. Dit lange tijdsverloop is ongunstig omdat gedurende die periode de zonnecollector niet met maximaal rendement 10 werkt. Door de hogere temperaturen die tijdens dit aanloopverschijnsel optreden gaat nl. ook weer meer warmte verloren als gevolg van sterkere uitstraling, -geleiding en -convectie. Dit ongunstige dynamische gedrag werkt zich in het bijzonder nadelig uit in klimaten waarbij de zonneschijn dagelijks sterk wisselt. Indien deze wisselingen zich herhalen 15 met periodes die korter zijn dan de aanloopduur van de zonnecollector, blijft deze met verlaagd rendement functioneren. De kans daarop is natuurlijk des te groter naarmate de aanlooptijd van de zonnecollector langer is.

Als voorkomen dient te worden dat de zonnecollector vloeistof afgeeft 20 van een temperatuur die hoger is dan een bepaalde gewenste temperatuur, kan men de circulatie van deze vloeistof door de koelspiraal beëindigen. Het is echter ook mogelijk in de zonnecollector zelf een voorziening te treffen die waakt tegen te sterke verwarming van de vloeistof. Daartoe kan worden gezorgd dat de mogeliikheid van warmteafgifte door couden— 25 satie van de verdampte werkvloeistof wordt verminderd. Dit kan gebeuren door de normale verspreiding van het gevormde condensaat tegen te gaan. Voor dit doel kan het condensaat bij dreigende oververwarming worden opgevangen in een hulpreservoir dat bij normaal functioneren geen dienst doet. Het af leiden van het condensaat naar dit hulpreservoir kan ge-30 schieden onder invloed van de temperatuur of de druk in de verdampings-ruimte. In de Fig. 23 t/m 28 zijn een aantal oplossingen schematisch weergegeven.

Bij de oplossing volgens Fig. 23 en 24 wordt gebruik gemaakt van een bimetaal 74 dat aan de onderzijde van de condensor 75 is bevestigd. Aan 35 het bimetaal 75 hangt 'een reservoir 76. Bij de uitvoering met vertande 8000469 - 19 - koelplaten 15, 16 kan aan elke tand 23 een bimetaal 75 met reservoir 76 zijn bevestigd.

In normale bedrijfsomstandigheid bevindt het bimetaal zich in de stand als weergegeven in Fig. 23. Het meeste condensaat wordt hierbij naar de 5 verdampingsruimte teruggevoerd. Wanneer echter de temperatuur van het bimetaal boven de toelaatbare waarde stijgt, springt dit in de door Fig. 24 weergegeven stand, waarin het condensaat in het reservoir 76 wordt verzameld.

Bij de uitvoering volgens de Fig. 25 en 26 is in de achterplaat 2 een 10 reservoir 77 gevormd dat samenwerkt met een bimetaal 74 bevestigd aan condensor 75. Bij overschrijding van de toelaatbare temperatuur klapt het bimetaal in de stand als weergegeven in Fig. 26. Het condensaat druppelt nu in het reservoir 77. Van hieruit kan de werkvloeistof weliswaar weer verdampen, maar toch met aanzienlijk geringer werkingsgraad 15 dan wanneer de werkvloeistof zich over de gehele achterplaat 2 kan verspreiden.

Bij de uitvoering volgens de Fig. 27 en 28 werkt de oververhittingsbe-veiliging op de druk in de verdampingsruimte. Tegen de achterplaat 2 is een flexibele balg 78 aangebracht waarvan he“t inwendige in verbinding 20 staat met het inwendige van de zonnecollector. In normale toestand heeft • de balg slechts een geringe inhoud, zoals weergegeven in Fig. 27. Overschrijdt de dampdruk echter de met de nog juist toelaatbare temperatuur overeenkomende waarde, dan zet de balg uit tot zijn maximale inhoud (Fig. 28). Het condensaat stroomt dan in’de balg.

8000469

Claims

1. Zonnecollector omvattende - een gesloten omhulling van in hoofdzaak rechthoekige doorsnede, uit welke omhulling de niet-condenseerbare gassen tenminste in hoofd- 5 zaak zijn verwijderd, - een met de omhulling thermisch verbonden collector voor he' omzetten van zonnestralen in warmte, - een werkmedium in de omhulling, dat zich tijdens bedrijf deels in vloeibare, deels in dampvormige toestand bevindt, 10. een verdarapingsruimte in de omhulling, in welke ruimte het vloei bare werkmedium kan verdampen onder invloed van de door de collector afgegeven warmte, - een condensatieruimte in de omhulling, waarin het dampvormige werkmedium kan condenseren, 15. een in de omhulling gelegen verbinding tussen de verdampingsruimte en de condensatieruimte voor de inwendige terugvoer van gecondenseerd werkmedium naar de verdampingsruimte, en - een warmtewisselaar welke in thermisch contact staat met de condensatieruimte, voor het afvoeren van de condensatiewarmte naar een 20 zich in de warmtewisselaar bevindend warmteopslagmedium, met het kenmerk, dat de condensatieruimte een naar binnen de omhulling geplooide wand bezit die een deels van de omgeving afgesloten ruimte vormt, welke ruimte is gelegen binnen de buitenste begrenzing van de omhulling maar' buiten het inwendige van de omhulling, en dat 25 de warmtewisselaar is aangebracht in deze ruimte en thermisch contact maakt met genoemde wand.

2. Zonnecollector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wand wordt gevormd door een gasdicht aan de omhulling bevestigde plaat en dat de warmtewisselaar een koelspiraal bezit welke met de buitenzijde 30 van de plaat thermisch contact maakt.

3. Zonnecollector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wand wordt gevormd door een gasdicht aan de omhulling bevestigd samenstel van twee koelplaten welke een ruimte voor het warmteopslagmedium insluiten. 8000469 - 21 -

4. Zonnecollector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wand wordt gevormd door een gasdicht aan de omhulling bevestigd samenstel van twee koelplaten en dat de warmtewisselaar een tussen de koel-platen ingesloten koelspiraal bezit.

5. Zonnecollector volgens conclusie 2 of 4, met het kenmerk, dat de uit einden van de koelspiraal, via doorvoeropeningen in de omhulling, dwars door deze laatste steken en dat de omhulling ter plaatse van deze doorvoeropeningen van de omgeving is afgedicht.

6. Zonnecollector volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de doorvoer- 10 openingen zijn afgedicht door het samenstel van koelplaten.

7. Zonnecollector volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat tussen de koelplaten, om de uiteinden van de koelspiraal, steunringen zijn aangebracht welke met een vernauwd gedeelte door de doorvoeropeningen steken en waarvan één kopvlak tegen de binnenzijde van een van de 15 koelplaten en het andere, aan het vernauwde gedeelte grenzende kop vlak, tegen de andere koelplaat rust.

8. Zonnecollector volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat om het vernauwde gedeelte van elke steunring, en tussen de desbetreffende keerplaat en het inwendige van de omhulling, een metalen bus is aange- 20 bracht, die met zijn uiteinden aan de koelplaat en de omhulling is gelast.

9. Zonnecollector volgens een van de conclusies 3 t/m 8, waarvan de omhulling is gevormd door twee platen met zodanige profilering dat de verdamp! nga ηι ίι.ι: e is verdeeld in tenminste twee, zich evenwijdig aan 25 elkaar uitstrekkende kanalen voor transport van het werkmedium in dampvormige- en vloeibare toestand, met het kenmerk, dat de koelplaten zijn voorzien van boven de kanalen gelegen uitsteeksels.

10. Zonnecollector volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de collector wordt gevormd door een naar de zon gericht 30 deel van de omhulling. 8000469 - 22 -

11. Zonnecollector volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het inwendige deel van de omhulling is voorzien van middelen voor het gespreid opnemen van werkvloeistof.

12. Zonnecollector volgens conclusie Jl, met het kenmerk, dat de middelen 5 voor het opnemen van de werkvloeistof zijn aangebracht aan beide zijden van de verdampingsruimte.

13. Zonnecollector volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de omhulling is voorzien van uitstulpingen voor het opnemen van werkvloeistof.

14. Zonnecollector volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de uitstul pingen goten vormen die zich dwars ten opzichte van de stroomrichting van het gecondenseerde werkmedium uitstrekken.

15. Zonnecollector volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de uitstulpingen putjes vormen.

16. Zonnecollector volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de middelen voor het opnemen van de werkvloeistof worden gevormd door een de werkvloeistof absorberend materiaal.

17. Zonnecollector volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het absorberende materiaal in stroomrichting van het gecondenseerde werkmedium 20 is onderbroken.

18. Zonnecollector volgens een van de conclusies 1 t/m 12, met het kenmerk, dat over tenminste een deel van de verdampingsruimte het inwendige van de omhulling een laag bezit, die is voorzien van over deze laag verdeelde, in hoofdzaak onderling van elkaar gescheiden, het ge- 25 condenseerde werkmedium opnemende holtes.

19. Zonnecollector volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de laag thermisch goed geleidend is. 8000469 - 23 -

20. Zonnecollector volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de laag een metallisch poeder en een bindmiddel bevat.

21. Zonnecollector volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het metallisch poeder aluminium bevat.

22. Zonnecollectoi volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het metal lisch poeder jzer bevat.

23. Zonnecollector volgens conclusie 20, 21 of 22, met het kenmerk, dat het bindmiddel een epoxyhars bevat.

24. Zonnecollector volgens conclusie 20, 21,22 of 23, met het kenmerk dat het bindmiddel een geschuimde laag vormt.

25. Zonnecollector volgens conclusie 20, 21, 22 of 23, met het kenmerk, dat het bindmiddel een schuim bevat.

26. Zonnecollector volgens conclusie 20, 21,* 22 of 23 met het kenmerk, dat de laag langs mechanische weg gevormde holtes bezit.

27. Zonnecollector volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat de laag door naaldprikken gevormde holtes bezit.

28. Zonnecollector volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat het inwendige van de omhulling een vlamgespoten metaallaag bezit.

29. Zonnecollector volgens een van de voorgaande conclusies, met het ken- 20 merk, dat de laag gezien in de terugstroomrichting van het geconden seerde werkmedium, in dikte toeneemt.

30. Zonnecollector volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de laag bestaat uit een aantal zich dwars op de terugstroomrichting van het gecondenseerde werkmedium uitstrekkende stroken.

31. Zonnecollector volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de stroken aan hun laagst gelegen uiteinde zijn voorzien van een rand tegen het 8000469 - 24 - wegstromen van gecondenseerde werkmedium naar lager gelegen stroken.

32. Zonnecollector volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de laag geprofileerd is.

33. Zonnecollector, omvattende 5. een gesloten omhulling waaruit de niet-condenseerbare gassen zijn verwijderd, · - een met de omhulling thermisch verbonden collector voor het omzetten van zonlicht in warmte, - een werkmedium in de omhulling dat zich tijdens bedrijf deels in 10 vloeibare, deels in dampvormige toestand bevindt, en - een warmtewisselaar voor het afvoeren van warmte naar een zich in de warmtewisselaar bevindend warmteopslagmedium, welke warmte vrijkomt bij condensatie van het dampvormige werkmedium tegen de warmtewisselaar, met het kenmerk, dat een hulpreservoir is aange- 15 bracht voor het opnemen van het condenserende werkmedium zodra de druk en/of de temperatuur van het werkmedium boven een bepaalde waarde stijgt.

34. Zonnecollector volgens conclusie 33, zoals weergegeven in de Fig. 23 t/m 28. 8000469