NL8320164A - Zonnekollektor. - Google Patents

Description

1 ·.· /'f N.0. 32.301 1 ? /,· ; J 'i

Zonnekollektor.

De uitvinding heeft betrekking op een zonnekollektor bestaande uit 5 een draagpaneel, een transparante plaatvormige afdekking, die met zijn randdeel aan het draagpaneel is bevestigd, en een absorbeerelement, cp-genanen tussen het draagpaneel en de plaatvormige afdekking, waarbij het draagpaneel door een persvorrnproces is vervaardigd uit een vezelmate-riaal met een thermohardend bindmiddel en verder is voorzien van een in 10 hoofdzaak vlak bodemdeel en een randdeel, dat zich volgens een hoek ten opzichte van het bodemdeel uitstrekt en daarmee een geheel vormt.

Zonnekollektoren van verschillende typen zijn bekend, waarin het warmtetransporterende medium meestal water is, waaraan dikwijls een antivriesmiddel is toegevoegd. Andere media die ook worden gebruikt zijn 15 lucht, olie, freon, enz.

Als het warmtetransportmedium een vloeistof is stroont dit meestal in een kanalenstelsel binnen het absorbeerpaneel en in andere gevallen verloopt de stroming door buizen die zijn voorzien van flenzen. Het kanalenstelsel voor de vloeistof bestaat meestal uit metaal of uit 20 kunststof. Bij gebruik van gas als warmtetransportmedium strocmt het meestal boven of onder het absorbeerpaneel en in bepaalde gevallen aan weerszijden daarvan. In enkele bekende gevallen vindt de stroning plaats door openingen, sleuven of dergelijke in het absorbeerpaneel. In andere gevallen geschiedt de doorstroming met lucht door diagonaal cpgestelde 25 metalen of glazen platen, die het absorbeermiddel vormen. In een ander geval is het absorbeermiddel een zwartgékleurd netvormig of dun blad van doek, dat gespannen is in een freem waarin het warmtetransportmedium door het absorbeermiddel strocmt.

Een kenmerkende bijzonderheid van de meeste uitvoeringsvormen van 30 absorbeermiddelen, waarin warmte wordt overgedragen naar een gasvormig medium, is dat het absorbeerorgaan een warmte-uitwisselgebied bezit, dat gekeerd is naar de media en dikwijls gelijk is aan dat van de glazen bladvormige afdekking of tot vier of vijf maal dit gebied is. Bij zonnepanelen, waarin het warmtetransportmedium een gas is, wordt het grootste 35 probleem gevormd door de wens dat de vereiste warmte-overdracht tot stand kant met een zeer kleine oventemperatuur van het absorbeermate-riaal. Als dit kan worden bereikt is het waarschijnlijk dat ook een hoog rendement kan worden verkregen.

Onafhankelijk van het warmtetransportmedium zijn de meeste zonne-40 cellen in de regel vervaardigd als een plaatmetalen dooskonstruktie, 8320164 2 dikwijls voorzien van een aluminium freem als stabiliserend deel, terwijl in andere uitvoeringen een kanaalvormig konstruktieglas wordt toegepast, dat aan een metalen dooskonstnïktie is gehecht. In de dooskon-struktie wordt dan in het algemeen een isolerend materiaal opgencmen 5 teneinde de warmteverliezen van de zonnékolléktor te reduceren.

Een algemene bijzonderheid van dit soort ontwerpen is, dat zij meerdere plaatsen bevatten waarin de warmteoverdracht naar de omringende atmosfeer groot is vanwege zogenaamde "koude-lekken". Andere bijzonderheden van deze ontwerpen is het grote aantal manuren en machines bij de 10 produktie, waardoor de produktiekapaciteit wordt gereduceerd, wat tot hoge produktiekosten leidt. De verdeling van de kosten bij zonnekollek-toren die momenteel worden vervaardigd is zodanig, dat ongeveer 25% gaat naar de absorbeermiddelen, ongeveer 15% naar de beschermende glazen afdekking en ongeveer 60% naar het draagpaneel en de isolatie, alles bere-15 kend per Van de totale kosten van de zonnékolléktor. Dit staat los van het feit of het warmtetransportmedium een gas of een vloeistof is.

De kosten per eenheid van oppervlak van de momenteel geproduceerde zonnekollektoren is hoog. Het doel van de onderhavige uitvinding is een zonnékolléktor te verschaffen, waarin de materiaalkosten en de arbeids-20 tijd nodig voor zijn produktie aanzienlijk kunnen worden gereduceerd vergeleken met de momenteel gebruikte zonnekollektoren. Dit doel wordt bereikt bij een zonnékolléktor van de in de aanhef genoemde soort, die overeenkomstig de uitvinding in hoofdzaak het kenmerk heeft, dat de mate van samenpersing van het materiaal van het draagpaneel in verschillende 25 van zijn delen wat betreft sterkte-eisen en warmte-isolatie-eisen varieert, waarbij het materiaal in mindere mate is samengeperst en een grotere dikte bezit in delen waar de noodzaak van warmte-isolatie hoog is, en sterker is samengeperst en een kleinere dikte bezit in delen waarin de sterkte-eisen hoog zijn.

30 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin fig. 1 t/m 3 schematisch verschillende uitvoeringsvormen tonen van een zonnékolléktor waarin als te verwarmen medium gas wordt gebruikt, fig. 6 t/m 8 verschillende uitvoeringsvormen tonen met een vloei-35 stof als te verwarmen medium, fig. 9 en 10 verschillende uitvoeringsvormen tonen van het draagpaneel, fig. 11 een aanzicht toont in perspektief en een dwarsdoorsnede volgens de lijn A daarvan van een isolatie, waarin dezelfde of soortge-40 lijke delen van de verschillende uitvoeringsvormen met dezelfde verwij- 8320164 3 zingscijfers zijn aangegeven, fig. 12 een dwarsdoorsnede toont van een deel van de zonnékollektor volgens de uitvinding.

De zonnekollektor die in dwarsdoorsnede in de fig. 1 t/m 3 is weer-5 gegeven bestaat uit een glazen afdekking 1, een absorbeermiddel 2, een draagfreem 3 en randklenrniddelen 4.

De fig. 4 en 5 tonen een dwarsdoorsnede van absorbeerelementen voor een gasvormig medium, bestaande uit een absorberende en warmtewisselende laag 5, stroanverdelend materiaal 6 en een verbindende bodemlaag 7.

10 De uitvoeringsvormen weergegeven in de fig. 6-8 voor een vloeibaar warmtetransportmedium bestaat uit een absorbeerlaag 8, een vloeistof-doorgang 9 en een warmte-overdragende flens 10. Met de onderbroken getekende lijnen zijn alternatieve opstellingen weergegeven.

De fig. 9 en 10 tonen verschillende uitvoeringsvormen van het 15 draagpaneel. De uitvoeringsvorm volgens fig. 9 dient voor een vloeibaar medium en die volgens fig. 10 voor een gas. De weergegeven uitvoeringsvormen bestaan uit een vezelvasthoudende laag 11, het isolerende hoofd-vezelmateriaal met lage dichtheid 12a, en hoge dichtheid 12b, een weerbeschermende oppervlaktelaag 13 en doorlaatopeningen 21 voor te verwar-20 men media. De uitvoering voor een gasmedium, weergegeven in fig. 11, an-vat een zonnekollektor 14, randstroken 15, een freem 17, extra isolatie 18, een bodemdeel 19, verbindingsmiddelen 20 voor het buitendak en aanr-sluitopeningen 21 voor te verwarmen media.

Volgens de uitvinding is het draagpaneel 3 van de zonnekollektor 25 vervaardigd uit een vezelvormig materiaal, zoals in kleine stukken gehakte lompen, synthetische, minerale of natuurlijke vezels, bijvoorbeeld kokosnootvezels, die samen met een bindmiddel aan een persvormproces bij hoge temperatuur en hoge druk kunnen zijn onderworpen, teneinde gebieden te verkrijgen met hoge dichtheid 12b en tegelijkertijd gebieden met lage 30 dichtheid 12a. Aldus kan een draagpaneel worden verschaft met harde en stevige randen en dragende delen, voor doorlaatopeningen enz., en tegelijkertijd een bodem en zijwanden met een lagere dichtheid en dientengevolge betere isolatie-eigenschappen. Aan zijn binnenzijde bezit het draagpaneel een zeer dunne vasthoudlaag 11 van bijvoorbeeld synthetische 35 vezels met een hoge temperatuurbestendigheid cm te voorkomen dat de vezels loslaten en binnen de kollektor tot stofvorming aanleiding geven.

Op zijn buitenoppervlak is het draagpaneel voorzien van een beschermende laag 13, die dient als bescherming tegen de atmosfeer en ook tegen mechanische beschadiging. Deze laag kan bestaan uit een dunne 40 plaat van metaal of PVC of een andere kunststof, aangebracht tijdens het 8320164 4 persvormproces. De doorlaatopeningen 21 voor het te verwannen medium worden eveneens gedurende deze fabrikagestap vervaardigd.

In geval van eengasvormig warmtetransportmedium is het absorberende element 2 van de zonnekollektor vervaardigd uit hetzelfde materiaal. Het 5 element 2 anvat bij voorkeur een absorberende laag 5 vervaardigd uit een materiaal met een zeer fijne struktuur, zoals glasvezels van zwart glas, zwarte synthetische vezels, zwart aluminiumvilt met fijne struktuur bedekt met een selektief absorberende verf. Deze materialen bezitten een zeer groot warmteoverdraagoppervlak als lucht door de laag wordt ge-10 voerd. Cm deze furiktie te bereiken is het noodzakelijk dat de luchtstroom gelijkmatig over het gehele oppervlak of gebied wordt verdeeld en dat de konstruktie zo stabiel is, dat er geen inzakking of vervorming daarvan kan plaatsvinden. Dit wordt bereikt door het lichaam van het ab-sorbeerelement te vervaardigen van een vezelmateriaal van dezelfde soort 15 als van het hierboven beschreven draagpaneel. Dit materiaal vertoont een strocmvereffeningseffekt, aangezien de drukval van het gas ongeveer tien maal zo hoog is door het materiaal als in de doorgangen gevormd boven en onder het absorbeerelement 2. Desondanks kan de drukval van het gehele samenstel laag worden gehouden, tussen ongeveer 5 en 15 Pa. Op het be-20 nedenvlak van het absorbeerelement is een zeer dun, warmtebestendig vlies 7 aangebracht cm te voorkomen dat de vezels loslaten en cm een zeker "sandwich effect" te verkrijgen.

Het absorbeerelement 2 van de beschreven soort bezit de volgende gunstige eigenschappen: 25 - laag gewicht; ongeveer 0,5 - 0,7 kg/ni, - lage overtenperatuur vergeleken met de uitgangstemperatuur van de zonnekollektor, - een gelijkmatige strocmverdeling over het gebied, - een lage warmtekapaciteit, waardoor de zonnekollektor snel rea- 30 geert op variaties van de invallende zonnestralen.

Volgens de uitvinding kan het draagpaneel 3 worden gebruikt in kcm-binatie met de meest uiteenlopende warmtetransportmedia, zoals lucht, water, olie, freon, enz.

De fig. 6 t/m 8 tonen voorbeelden van verschillende typen absor-35 beerelementen die in zonnekolléktoren worden gebruikt. In alle weergegeven gevallen wordt de hoeveelheid in het lichaam van de zonnekollektor opgeslagen warmte laag gehouden omdat de specifieke warmte-irihoud van het materiaal laag is en het totale gewicht laag is, terwijl het draagpaneel geen "koude-lekken" bezit.

40 De glazen afdekking 1 kan bestaan uit normaal glas of getoupeerd 8320164 5 glas, enkel of dubbel. Ook kunnen verschillende soorten enkel of dubbel synthetisch glas worden toegepast, cmdat het draagpaneel betrekkelijk elastisch is en de bewegingen van het glas kan volgen zonder dat er spanningen in optreden.

5 De zonnekolléktor volgens de uitvinding moet worden beschouwd als een konstruktie-element voor een kcmplete zonnewarmte-installatie, terwijl de hoeveelheid extra isolatie 18 noodzakelijk voor verschillende toepassingen wordt bepaald al naar gelang de werktemperatuur van het stelsel. Bij hoge temperaturen moet deze laag een dikte bezitten van on-10 geveer 100 tot 150 mm, in het geval van warm-water-prodüktie voor huishoudelijk gebruik moet deze laag een dikte bezitten tussen 0 en 50 mm. Als de zonnekollektor wordt gebruikt in een verwarmingsstelsel voor een zwembad is geen extra isolatie nodig, terwijl hetzelfde geldt voor de verwarming van ventilatielucht. De afmetingen van het dragende freem 17 15 moeten overeenkomstig worden gekozen. De strook 15 en de verbindingsmiddelen 20 zijn eveneens aan het freem 17 bevestigd.

De zonnekollektor volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door een laag gewicht, ongeveer 7-12 kg/m2 en kan derhalve zonder technische problemen in grote modules worden vervaardigd.

20 Het draagpaneel 3 is vervaardigd als een uit een geheel bestaand, trogvormig element, waaraan de glazen afdekking 1 is bevestigd met behulp van randklenmiddelen 4, die zich cm de ontrek van het element uitstrekken. Tussen de glazen bedekking en het draagpaneel is een afdicht-middel of een pakking aangébracht. Het absorbeerelement 2 kan met alle 25 passende middelen, bijvoorbeeld lijm, aan het draagpaneel 3 worden bevestigd. Het draagpaneel kan ook zijn voorzien van een cmtréksuitsparing 22 waarin de glazen bedekking 1 door lijm kan worden bevestigd (fig. 12).

8320164

Claims (4)

1. Zonnekol lektor bestaande uit een draagpaneel, een transparante 5 plaatvormige afdekking, die met zijn randdeel aan het draagpaneel is bevestigd, en een absorbeerelement, opgenanen tussen het draagpaneel en de plaatvormige afdekking, waarbij het draagpaneel door een persvormproces is vervaardigd uit een vezelmateriaal met een thermbhardend bindmiddel, verder voorzien van een in hoofdzaak plat bodemdeel, alsmede een rand- 10 deel, dat zich volgens een hoek ten opzichte van het bodemdeel uit strekt en een geheel daarmee vormt, met het kenmerk, dat de mate van samenpersing van het materiaal van het draagpaneel varieert in verschillende van zijn delen al naar gelang de sterkte-eisen en de thermische isolatie-eisen, en wel zodanig dat het materiaal in mindere mate 15 is samengeperst en een grotere dikte bezit in delen waar hoge eisen worden gesteld aan de thermische isolatie, dat wil zeggen in het bodemdeel van het draagpaneel, en in grotere mate is samengeperst en een kleinere dikte bezit in delen, waarin hoge eisen worden gesteld aan de sterkte, dat wil zeggen in zijn randdeel.

1. Zonnekollektor bestaande uit een draagpaneel, een transparante 5 plaatvormige afdekking, die met zijn randdeel aan het draagpaneel is bevestigd, en een absorbeerelement, opgencmen tussen het draagpaneel en de plaatvormige afdekking, waarbij het draagpaneel door een persvormproces is vervaardigd uit een vezelmateriaal met een thermohardend bindmiddel, verder voorzien van een in hoofdzaak vlak bodemdeel alsmede een rand- 10 deel, dat zich volgens een hoek ten opzichte van het bodemdeel uitstrekt en een geheel daarmee vormt, met het kenmerk, dat de mate van samenpersing van het materiaal van het draagpaneel in verschillende van zijn delen varieert al naar gelang de sterkte-eisen en eisen van de thermische isolatie, waarbij het materiaal in mindere mate is samen- 15 geperst en een grotere dikte bezit in delen waarin de eisen van thermische isolatie hoog zijn, en in sterkere mate is samengeperst en een kleinere dikte bezit in delen waarin de sterkte-eisen hoog zijn.

2. Zonnekollektor volgens conclusie l,met het ken merk, dat het vezelmateriaal van het draagpaneel bestaat uit lcmpen, bamboe, kokosvezels, minerale of synthetische vezels.

2. Zonnekollektor volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het vezelmateriaal van het draagpaneel in mindere mate is 20 samengeperst en een grotere dikte bezit in zijn bodemdeel en in grotere mate is samengeperst en een kleine dikte bezit in zijn randdeel.

3. Zonnekollektor volgens de conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het draagpaneel is voorzien van een vochtbeschermende 25 bladvormige bekleding, die aan het oppervlak daarvan is gehecht.

3. Zonnekollektor volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het vezelmateriaal van het draagpaneel bestaat uit lcrrtpen, bamboe, kokosvezel, minerale of synthetische vezels.

4. Zonnekollektor volgens een van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het draagpaneel een vochtbeschermende blad-vormige bekleding bezit, die aan het oppervlak daarvan is gehecht.

5. Zonnekollektor volgens een van de conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat het absorbeerpaneel is vervaardigd door het 30 persvormen van een vezelmateriaal met een oppervlaktelaag van warmte-absorberend materiaal. ***** 8320164 Aangepaste conclusies

4. Zonnekollektor volgens een van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het absorbeerpaneel is vervaardigd door pers-vormen van een vezelmateriaal met een oppervlaktelaag van warmte-absorberend materiaal. 30 ***** 8320164