NL8204482A - Zonnecollectoreenheid. - Google Patents

Description

¥ ^ PHN 10.496 1 N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Zcmecollectoreenheid"

De uitvinding betreft een zonnecollectoreenheid geschikt voor het qpvangen van zcoiewarmte en de overdracht daarvan aan een te verwarmen medium in het bijzonder lucht, baattsfle taurtinsbeéén collector met een absorberplaat welke warmtegeleidend is verbanden net het 5 verdamperdeel van een warmtepijp waarin zich een warmteoverdrachtsme-dium bevindt, waarbij de absorberplaat en het verdamperdeel zijn ongeven door een geëvacueerde transparante omhulling en waarbij het buiten de omhulling uitstekende condensordeel van de warmtepijp is voorzien van warmteoverdrachtsqppervlak vergrotende middelen, waarbij de eenheid 10 verder een kanaaldeel omvat voor het te verwarmen medium en het res-pektievelijk de condensardeel(elen) binnen het betreffende kanaaldeel is respektievelijk zijn opgesteld.

Een zonnecollectoreenheid van de soort waarop de onderhavige uitvinding betrekking heeft is geopenbaard in US-PS 4,299.203.

15 Bij deze bekende zannecolleetoreenheid zijn de warmtepijpen van de collectoren met hun condensordelen in warmteuitwisseling met warmte-overdrachtoppervlak vergrotende middelen. Deze middelen zijn daarbij uitgevoerd als dwars op de condensordelen staande schijf vormige vinnen. Verder zijn de condensordelen achter elkaar in de richting van het stro-2Q mende medium in het kanaal opgesteld. Deze opstelling van de condensoren heeft tot gevolg dat de warmteuitwisseling met het stromende medium relatief slecht is. In het geval het op te warmen medium een vloeistof is dan voldoet een dergelijke opstelling nog wel omdat vloeistoffen voldoende warmte met deze condensoren kunnen uitwisselen.

25 Voor gasvormige media zoals lucht voldoet een dergelijke opstelling echter niet meer ondat de warmteuitwisseling dan zeer slecht verloopt omdat de lucht in hoofdzaaK on de warmteuitwisselaars heen stroomt.

De uitvinding beoogt een zonnecollectoreenheid te verschaffen van een zodanige constructie dat de collectoren op eenvoudige wijze 30 met het mediurrkanaal kunnen worden samengebouwd en waarbij de warmte-overdragende oppervlakken van naast elkaar gelegen collectoren parallel door het medium warden doorstrocmd.

De zonnecollectoreenheid volgens de uitvinding is gekenmerkt, 8204482 ΡΗΝ 10.496 2 » doordat het genoemde kanaaldeel is gevormd door twee naast elkaar liggende kanaaldelen die door een scheidingswand van elkaar zijn gescheiden, waarbij het ene deel het toevoerkanaal en het andere deel het afvoerkanaal van medium vormt, waarbij de scheidingswand is voor-5 zien van één of meer gaten die elk coaxiaal liggen met een gat van gelijke of grotere diameter in een buitenwand van het kanaal, waarbij de laatstgenoemde gaten een diameter hebben die overeenkomt met die van de collectorcmhulling, waarbij in elk paar bij elkaar behorende gaten een collector is aangebracht zodanig dat de ctnhulling afdichtend 10 aanligt tegen de buitenwand, waarbij de genoemde oppervlak vergrotende middelen op het condensordeel zijn omgeven door een wand die aansluit op de begrenzing van het betreffende gat in de scheidingswand, en waarbij de oppervlak vergrotende middelen zo zijn gevormd dat medium via de kopvlakken en parallel aan het condensor oppervlak langs deze 1C middelen kan stromen van het toevoer- naar het afvoerkanaal.

15

Op deze wijze is een zonnecollectoreenheid verkregen waarbij de warmteoverdrachtsmiddelen parallel aan elkaar zijn opgesteld en in' axiale richting door het medium worden doorstrocrad. Dit waarborgt dat elke condensor-warmteuitwisselaar op dezelfde wijze wordt belast wat 20 een optimale warmteoverdracht aan het medium verzekerd.

De collectoren kunnen bij deze constructie van buitenaf in het kanaal worden gestoken waarbij de ccndensorwarmteuitwisselaar aansluit op een gat in de scheidingswand en de omhulling afdichtend past in het corresponderende gat in de buitenwand.

Volgens een verdere gunstige uitvoering zijn de warmte-25 overdracht vergrotende middelen gevormd door zich in hoofdzaak radiaal op het condensoroppervlak uitstrekkende vinnen, pennen of draden.

Aan de hand van de tekening zal de uitvinding nader worden toegelicht.

In Figuur 1 is een uitvoeringsvoorbeeld van een deel van een zonnecollectoreenheid in doorsnede schematisch weergegeven.

Figuur 2 toont een aanzicht van een kopvlak van een conden-sorwarmteuitwissèlaar.

In Figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 een aantal zonnecollectoren aangeduid. Elk van deze collectoren omvat een absorber-35 plaat 2, welke kan zijn voorzien van een oppervlaktelaag die de zonnestraling selectief absorbeert. De absorberplaat 2 is warmtegeleidend verbonden met het verdamperdeel 3 van een warmtepijp 4 waarin zich een 8204482 4 EHN 10.496 3 0 •r 'v warmtetransporterend medium bevindt. De absorberplaat 2 en het ver-damperdeel 3 zijn omgeven door een transparante omhulling 5 waarin onderdruk heerst.

Het cpndensardeel 7 van de warmtepijp 4 steekt buiten de 5 cinhulling 5 en is voorzien van warmteoverdrachtsoppervlak vergrotende middelen 8 waarvan de vorm in Figuur 1 niet nader is aangeduid maar kunnen zijn gevormd door goed warmtegeleidende delen die een doorstroming in axiale richting toelaten. In Figuur 2 is aangegeven hoe deze delen hij wijze van voorbeeld kunnen zijn gevormd door vinnen 10 die zich 10 in radiale richting op het condensorcppervlak uitstrekken. Aan de buitenzijde zijn deze middelen begrensd door een buitenwand 11 zodat alleen doorstroming via de kcpvlakken 12 en 13 mogelijk is.

In plaats van vinnen 10 kernen als warmteoverdrachtsmiddelen eventueel ook in aanmerking pennen of draden die goed warmtecontact 15 maken met de condensator en verder de ruimte tussen condensor en buitenwand goed opvullen en daarbij bij voorkeur in radiale richting verlopen.

De zonnecollectoreenheid omvat verder een constructiedeel 15 dat in hoofdzaak is gevormd door twee naast elkaar gelegen kanaaldelen 16 en 17 een waarvan als toe voerkanaal 18 en het andere als afvoer-20 kanaal 19 voor het te verwarmen medium fungeert. De kanalen 18 en 19 zijn daarbij een beide zijden voorzien van aansluitstampen zodat ze gemakkelijk te koppelen zijn aan andere zonnecollectoreenheden voor serie-schakeling of aan een verder systeem waardoor het te verwarmen medium stroomt. Uiteraard is het ook mogelijk de collectoreenheid aan een zijde 25 af te sluiten.

De beide kanaaldelen zijn gescheiden door een wand 20 waarin een aantal gaten 21 aanwezig zijn. Elk van de gaten 21 ligt coaxiaal met een gat 22 in de buitenwand van constructiedeel 25 waarbij de diameter van de gaten 22 gelijk of iets groter is dan die van de gaten 21.

30 In elk paar bij elkaar behorende gaten 21, 22 is een collec tor 1 gestoken. Hierbij is de diameter van de omhulling 5 zo gekozen dat deze af dichtend past in het betreffende gat 22 en de buitenwand 11 van de condensorwarmteuitwisselaareenheid afdichtend past in het gat 21.

De werking van deze zonnecollectoreenheid is als volgt.

35 Door invallende zonnestraling zal de temperatuur van de ab- sorberplaten 2 stijgen. Hierdoor stijgt ook de temperatuur van de verdampers 3 en zal het medium daarin gaan verdampen. De gevormde damp stroomt naar de condensoren 7 en condenseert daar onder afgifte van warmte.

8204482 *· PHN 10.496 4

V

Deze laatste doet de temperatuur van de warmteoverdrachts-middelen 8 stijgen.

Via toevoerkanaal 18 wordt koud medium toegevoerd. Dit medium doorstroomt de warmtewisselaars 8 in axiale richting daarbij warmteop-5 nemend en verlaat daarna de eenheid weer via afvoerkanaal 19.

Op deze wijze is een zonnecollectoreenheid verkregen waarbij door elke warmtewisselaar 8 evenveel medium stroomt zodat een optimale warmteuitwisseling tussen medium en condensordelen is verkregen, waardoor deze eenheid ook uitermate geschikt is voor gasvormige media zoals lucht. 10 Door de gekozen constructie kunnen het constructiedeel 15 en de collectoren 1 relatief gemakkelijk worden samengebouwd.

15 20 25 30 8204482 35

Claims (2)

1. Zonneoollectoreenheid geschikt voor het opvangen van zonne warmte en de overdracht daarvan aan een te verwanten medium in het bijzonder lucht, bevattende tenminste één collector met een abscrberplaat welke warmtageleidend is verbonden met het verdamperdeel van een warmte-5 pijp waarin zich een warmteoverdrachtsnedium bevindt, waarbij de abscrberplaat in het verdamperdeel zijn ontgeven door een geëvacueerde transparante anhulling en waarbij het buiten de ctnhulling uitstekende condensordeel van de warmtepljp is voorzien van warmteoverdrachtsopper-vlak vergrotende middelen, waarbij de eenheid verder een kanaaldeel cm-10 vat voor het te verwannen medium en het resp. de condensordeel (elen) binnen het betreffend kanaaldeel is respectievelijk zijn opgesteld, net het kenmerk, dat het genoemde kanaaldeel is gevormd door twee naast elkaar liggende kanaaldelen die door een scheidingswand van elkaar zijn gescheiden waarbij het ene deel het toevoerkanaal en het andere deel het 15 afvoerkanaal voor medium vormt, waarbij de scheidingswand is voorzien van één of meer gaten die elk coaxiaal liggen met een gat van gelijke of grotere diameter in een buitenwand van het kanaal, waarbij de laatstgenoemde gaten een diameter hebben die overeenkomt met die van de collec-torcmhulling, waarbij in elk paar bij elkaar behorende gaten een collec-20 tor is aangebracht zodanig dat de cnhulling afdichtend aanligt tegen de buitenwand, waarbij de genoemde oppervlak vergrotende middelen op het condensordeel zijn omgeven door een wand die aansluit op de begrenzing van het betreffende gat in de scheidingswand, waarbij de genoemde oppervlakte vergrotende middelen zo zijn gevormd dat medium via de kopvlakken 25 langs deze middelen kan stromen van het toevoer- naar het afvoerkanaal.

2. Zonnenoollectoreenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vrarmteoverdrachtsoppervlak vergrotende middelen zijn gevormd door zich in hoofdzaak radiaal op het condensorpppervlak uitstrekkende vinnen, pennen of draden. 30 35 8204482