NL9500185A

NL9500185A - Solar energy system, and levelling element, and insulating layer for use in a solar energy system

Info

Publication number: NL9500185A
Application number: NL9500185A
Authority: NL
Inventors: Jan Willem Van Eijndhoven; Gijsbertus Van Malde
Original assignee: Handels En Adviesbureau Van Be
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1996-09-02

Abstract

Solar energy systems are used, for example, to heat water. A known solar energy system is composed of a plurality of foil layers. A drawback of such a solar energy system is that it does not function properly unless the foundation (base) is level. A solar energy system according to the invention comprises a levelling element for positioning the solar energy system so that it is level.

Description

Titel: Zonne-energie-systeem, en nivelleringseleroent en isolatielaag voor toepassing in een zonne-energie-systeem.Title: Solar energy system, and leveling element and insulation layer for application in a solar energy system.

Beschrijving:Description:

De uitvinding heeft betrekking op een zonne-energie-systeem bevattende een folie-absorber voor het opnemen van zonne-energie, een ingang voor het ontvangen van vloeistof en een uitgang voor het afgeven van verwarmde vloeistof.The invention relates to a solar energy system comprising a foil absorber for absorbing solar energy, an inlet for receiving liquid and an outlet for dispensing heated liquid.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een nivelleringselement en een isolatielaag voor toepassing in een zonne-energiesysteem.The invention also relates to a leveling element and an insulating layer for use in a solar energy system.

Een dergelijke zonne-energie-systeem is bekend uit EP-A-0215114. Het hierin beschreven zonne-energie-systeem voor het verwarmen van bijvoorbeeld water bevat een vlak langwerpig cilindervorming absorptie-element, waardoor het water stroomt.Such a solar energy system is known from EP-A-0215114. The solar system for heating water, for example, described herein contains a flat elongated cylindrical absorption element through which the water flows.

Het absorptie-element is vervaardigd van temperatuurbestendig filmmateriaal. Het zonne-energie-systeem bevat verder aan de bovenzijde een afdekelement voor tenminste een transparante film en aan de onderzijde een isolerend paneel.The absorption element is made of temperature-resistant film material. The solar energy system also contains a cover element for at least a transparent film at the top and an insulating panel at the bottom.

Bij folie-collectoren bestaat de absorber over het algemeen uit 2 lagen flexibele en meer of minder elastische kunststof folie, voorzien van een vul- en aftapopening, en aan de randen waterdicht met elkaar verbonden. Tussen deze folielagen in, kan nu, door het creëeren van een drukverschil, het vloeibare energie-transport medium (meestal water) stromen. De bovenste van de beide lagen absorbeert de zonne-energie, zet deze om in warmte en geeft deze warmte af aan het energie-transport medium.In the case of foil collectors, the absorber generally consists of 2 layers of flexible and more or less elastic plastic foil, provided with a filling and drainage opening, and connected to each other watertight at the edges. In between these film layers, the liquid energy transport medium (usually water) can now flow by creating a pressure difference. The top of the two layers absorbs the solar energy, converts it into heat and transfers this heat to the energy transport medium.

De voordelen voor wat betreft de economisch gunstige prefabrikage, transport, en de eenvoudige installatie van folie-collectoren met realtief zeer grote nuttige absorber oppervlakken, en het hoge thermische rendement van dergelijke collectoren, zijn in de zonne-energie branche alom bekend.The advantages in terms of economically advantageous prefabrication, transport, and the simple installation of foil collectors with very large useful absorber surfaces, and the high thermal efficiency of such collectors, are well known in the solar energy industry.

Bekend zijn echter ook de nadelen en beperkingen van de bestaande folie-collectoren. Collectoren van het folie type zijn onder andere per definitie niet vorm-stabiel. Onder invloed van de erin heersende vloeistofdruk en/of ten gevolge van de eigen waterkolom bij een schuine opstelling zullen zij een soort druppelvorm aannemen. Worden deze collectoren onder een hoek ten opzichte van het horizontaal geplaatst dan kan de vormstabiliteit van de absorber slechts in beperkte mate, door middel van inwendige verstijvingen, worden verbeterd. Dit vereist echter een duurdere constructie en productiemethode.However, the drawbacks and limitations of the existing foil collectors are also known. Foil-type collectors are, by definition, not form-stable. Under the influence of the prevailing liquid pressure and / or as a result of the own water column in an oblique arrangement, they will assume a kind of drop shape. If these collectors are placed at an angle to the horizontal, the shape stability of the absorber can only be improved to a limited extent by means of internal stiffeners. However, this requires a more expensive construction and production method.

Een dergelijke onder een hoek geplaatste absorber van het folie type met een min of meer druppelvormige doorsnede, zal, ten opzichte van het instralingsoppervlak, een relatief groot volume en dus warmte-inhoud hebben. Dit maakt dat een dergelijke absorber traag zal reageren op snel veranderende energie-aanbiedingen, iets wat bij wisselend bewolkt weer zeer ongunstig is. Zelfs al wordt een dergelijke folie-collector op een relatief vlakke ondergrond geplaatst, bijvoorbeeld op een plat-dakconstructie of op een geëgaliseerde grondbodem, dan nog zal bij lichte dakhelling en/of eventuele kleine oneffenheden, zoals steentjes in de ondergrond, het stromingspatroon van de collectorvloeistof ongunstig beïnvloeden. Eén van de theoretisch gunstigste stromingspatronen in een dergelijke collector is een absoluut laminaire stroming, dat wil zeggen, dat op elke plaats in de absorber de collectorvloeistof dezelfde stromingssnelheid heeft. Voorwaarde om deze laminaire stroming zo dicht mogelijk te benaderen is, dat de stromingsweerstand, welke de collectorvloeistof in de absorber ondervindt, op iedere plaats hierin gelijk is. Een geringe plaatselijke verandering van deze weerstand veroorzaakt reeds turbulenties in het stromingsbeeld en verstoort dus de laminaire stroming. Dit nu impliceert dat de ondergrond volledig vlak dient te zijn en bovendien absoluut waterpas. Het is denkbaar een bruikbare ondergrond uit bekende stijve bouwmaterialen te construeren, zoals bijvoorbeeld beton, hout, hardschuim, e.d., welke zowel vlak als waterpas is, zoals in de hierboven genoemde Europese octrooiaanvrage. Een dergelijke constructie is echter vrijwel niet op maat te prefabriceren, is beperkt in zijn functies, zwaar, volumineus met transport en bewerkelijk te istalleren, daardoor beperkt in zijn toepassingen, en te duur. Een dergelijke stijve constructie kan bovendien eventuele bewegingen van de ondergrond niet corrigeren.Such an angled absorber of the foil type with a more or less teardrop-shaped cross section will have a relatively large volume and thus heat content, relative to the irradiation surface. This means that such an absorber will react slowly to rapidly changing energy offers, which is very unfavorable in variable cloudy weather. Even if such a foil collector is placed on a relatively flat surface, for example on a flat roof construction or on a leveled ground floor, the flow pattern of the surface will still be reduced with a slight roof slope and / or any small unevenness, such as stones in the surface. affect collector fluid adversely. One of the theoretically most favorable flow patterns in such a collector is an absolutely laminar flow, that is to say that the collector liquid has the same flow rate at any point in the absorber. The prerequisite for approaching this laminar flow as closely as possible is that the flow resistance experienced by the collector liquid in the absorber is the same at every point in it. A slight local change of this resistance already causes turbulences in the flow image and thus disturbs the laminar flow. This now implies that the surface must be completely flat and, moreover, absolutely level. It is conceivable to construct a usable substrate from known rigid building materials, such as, for example, concrete, wood, rigid foam, etc., which is both flat and level, as in the above-mentioned European patent application. However, such a construction is virtually impossible to custom-fabricate, is limited in its functions, heavy, bulky with transport and laborious to install, therefore limited in its applications, and too expensive. Moreover, such a rigid construction cannot correct any movements of the substrate.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een zonne-energie-systeem met de bekende voordelen, waarbij op een eenvoudige en economische wijze op een oneffen en/of lichthellende ondergond een ideale vlakke en waterpas ondergrond kan worden gecreëerd. Daartoe vertoont een zonne-energie-systeem het kenmerk dat het zonne-energie-systeem een nivelleringselement bevat voor het nagenoeg waterpas plaatsen van de absorber.The object of the invention is to provide a solar energy system with the known advantages, in which an ideal flat and level surface can be created in a simple and economical manner on an uneven and / or slightly inclined substrate. For this purpose, a solar energy system has the feature that the solar energy system contains a leveling element for practically leveling the absorber.

Het nivelleringselement kan samen met de zich daarin bevindende vloeistof naast het nivelleren meerdere functies hebben in het gehele collector-systeem, waaronder onder andere ballasten van het collector-systeem, hierbij gebruik makend van de massa van de vloeistof, welke zich in het nivelleringselement bevindt en eventueel een boilerfunctie oftewel het accumuleren van thermisch energie in een vloeibaar medium, gebruik makend van de vloeistof, welke zich in het nivelleringselement bevindt.The leveling element together with the liquid contained therein can, in addition to leveling, have several functions in the entire collector system, including ballasts of the collector system, using the mass of the liquid contained in the leveling element and optionally a boiler function, i.e. the accumulation of thermal energy in a liquid medium, using the liquid contained in the leveling element.

Het nivelleringselement kan bijvoorbeeld ook thermisch worden ontkoppeld van het bovenliggende absorberelement door middel van geschikt isolatie materiaal. Hierdoor verkrijgt de absorber een lage warmte inhoud en kan daardoor snel reageren op zonnestraling/energie en omgevingstemperatuur.For example, the leveling element can also be thermally decoupled from the overlying absorber element by means of suitable insulating material. As a result, the absorber has a low heat content and can therefore react quickly to solar radiation / energy and ambient temperature.

Door het in een bepaald patroon aanbrengen van verdiepingen of verdikkingen op of in deze isolatielaag, welke zich onder de elastische en/of enigszins plastische onderste laag van de absorber bevindt, kan er op een eenvoudige en economische wijze een gewenst stromingspatroon van de absorbervloeistof en/of een dikteregeling voor de folie-absorber gecreëerd worden.By applying recesses or thickenings on or in this insulating layer, which is located under the elastic and / or slightly plastic bottom layer of the absorber, in a specific pattern, a desired flow pattern of the absorber liquid and / or in a simple and economical manner or a thickness control for the film absorber can be created.

Door middel van bevestigingsslabben kunnen de diverse geprefabriceerde componenten aan elkaar verbonden worden, waardoor transport, plaatsing en montage van de losse componenten van zeer grote systemen op een eenvoudige en economische wijze kan plaaten vinden.The various prefabricated components can be connected to each other by means of fastening slabs, so that transport, installation and mounting of the loose components of very large systems can be found in a simple and economical manner.

Een montagestrip kan in het systeem geïntregeerd worden, waaraan op eenvoudige wijze de diverse componenten te bevestigen zijn.A mounting strip can be integrated into the system, to which the various components can be easily attached.

De vorm en afmetingen van het collector-systeem zijn niet van invloed op de essentie van de uitvinding. Uit productie-technische redenen en vanwege de standaard handelsafmetingen van de divere componenten, zal een dergelijk systeem, echter bij voorkeur in bovenaanzicht, een langwerpige rechthoekige vorm hebben.The shape and dimensions of the collector system do not affect the essence of the invention. For technical production reasons and because of the standard commercial dimensions of the various components, such a system, however, preferably in plan view, will have an elongated rectangular shape.

Het collector-systeem kan worden gemonteerd op iedere geschikte ondergrond, dat wil zeggen onbeschaduwd, eventueel in bepaalde mate hellend (1-2 cm/m) en/of met lichte oneffenheden of gegolfd oppervlak, en met voldoende draagkracht.The collector system can be mounted on any suitable surface, i.e. unshadowed, possibly sloping to some extent (1-2 cm / m) and / or with slight unevenness or corrugated surface, and with sufficient load-bearing capacity.

De mate waarin een ondergrond mag afwijken van absoluut vlak en waterpas, wordt beperkt door de eigenschappen van de folie, waarvan het nivelleringselement is gemaakt, zoals onder andere de elasticiteit, en tevens door de afmetingen waarop het systeem is geconstrueerd en de draagkracht van de ondergrond. Een en ander zal duidelijker worden uit de verdere beschrijving van de uitvinding, aan de hand van de figuren. Hierbij toont:The extent to which a surface may deviate from absolutely flat and level is limited by the properties of the film, of which the leveling element is made, such as, inter alia, the elasticity, and also by the dimensions on which the system is constructed and the bearing capacity of the surface . All this will become clearer from the further description of the invention, with reference to the figures. Hereby shows:

Figuur 1, een uitvoeringsvoorbeeld van een zonne-energie-systeem volgens de uitvinding;Figure 1, an exemplary embodiment of a solar energy system according to the invention;

Figuur 2, een lengte doorsnede van een zonne-energie-systeem volgens de uitvinding;Figure 2, a longitudinal section of a solar energy system according to the invention;

Figuur 3, een uitvoeringsvoorbeeld van een gedeelte van een zonne-energiesysteem volgens de uitvinding;Figure 3, an exemplary embodiment of a part of a solar energy system according to the invention;

Figuur 4, een ander uitvoeringsvoorbeeld van een gedeelte van een zonne-energiesysteem volgens de uitvinding;Figure 4, another exemplary embodiment of a part of a solar energy system according to the invention;

Figuur 5, toont een uitvoeringsvoorbeeld van een zonne-energiesysteem volgens de uitvinding; enFigure 5 shows an exemplary embodiment of a solar energy system according to the invention; and

Figuur 6, toont een ander uitvoeringsvoorbeeld van een zonne-energie-systeem volgens de uitvinding.Figure 6 shows another embodiment of a solar energy system according to the invention.

Figuur 1 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een zonne-energie-systeem Z volgens de uitvinding. Het zonne-energiesysteem is gelegen op een ondergrond 1, welke ondergrond oneffen is en tevens hellend verloopt. Het zonne-energie-systeem bevat een nivelleringselement 2 voorzien van een vulopening 9, zoals uit figuur 1 en 2 blijkt is het nivelleringselement in dit uitvoeringsvoorbeeld (bij deze ondergrond) aan de ene zijde (waar zich de vulopening 9 bevindt) dunner en daardoor breder dan aan de andere zijde. Op het nivelleringselement bevindt zich een isolatielaag 3. Hierop bevindt zich een folie absorber 4. Via een ingang 10 wordt de te verwarmen vloeistof (bijvoorbeeld water) aan de folie absorber toegevoerd. Via een uitgang 5 verlaat de vloeistof de absorber. In de bovenste folielaag van de absorber wordt zonne-energie in de vorm van straling omgezet in warmte.Figure 1 shows an embodiment of a solar energy system Z according to the invention. The solar energy system is located on a surface 1, which surface is uneven and also slopes. The solar energy system contains a leveling element 2 provided with a filling opening 9, as can be seen from figures 1 and 2. The leveling element in this exemplary embodiment (with this substrate) is thinner on one side (where the filling opening 9 is located) and therefore wider. then on the other side. There is an insulating layer 3 on the leveling element. A foil absorber 4 is located thereon. The fluid to be heated (for example water) is supplied to the foil absorber via an inlet 10. The liquid leaves the absorber via an outlet 5. In the top foil layer of the absorber, solar energy is converted into heat in the form of radiation.

Bovendien absorbeert hij de omgevingswarmte. De verwarmde vloeistof kan gebruikt worden voor verwarming van bijvoorbeeld een gebouw, warm water, zwembadverwarming of bijvoorbeeld een proces vloeistof in de industrie of de landbouw, etc. De zonnestralen vallen door een lichtdoorlatende plaat 6 op de absorber 4. De absorber bevat twee ontluchtingen 8. Verder bevinden zich onder de absorber twee strips c.q. verdikkingen 11 voor het regelen van de absorber, o.a. de dikte van de absorber en ten behoeve van in- en uitstromingsgeleiding van de vloeistof (zie schematische weegave in figuur 2). Door de strippen c.q. verdikkingen 11 wordt het water aan de ingangszijde van de absorber over de hele breedte verdeeld, en bij de uitgangszijde vanaf de hele breedte naar de uitgang verzameld. De strippen c.q. verdikkingen bepalen tevens de dikte van de absorber.In addition, it absorbs the ambient heat. The heated liquid can be used for heating a building, warm water, swimming pool heating or for example a process liquid in industry or agriculture, etc. The sun's rays fall through a light-transmitting plate 6 on the absorber 4. The absorber contains two vents 8 Furthermore, under the absorber there are two strips or thickenings 11 for regulating the absorber, including the thickness of the absorber and for the inflow and outflow conduction of the liquid (see schematic representation in figure 2). By means of the strips or thickenings 11, the water is distributed over the entire width on the inlet side of the absorber, and collected from the entire width to the outlet at the outlet side. The strips or thickenings also determine the thickness of the absorber.

De functies van het nivelleringselement (2) zijn: - Het creëren van een vlakke en waterpas ondergrond ten behoeve van het absorberelement (4).The functions of the leveling element (2) are: - Creating a flat and level surface for the absorber element (4).

- Opslag van vloeibare ballast, om de absorber mee te verankeren.- Liquid ballast storage, to anchor the absorber.

- Eventueel in een zonodig rondom voldoende, thermisch geïsoleerde uitvoering dienst doen als accumulator van thermische energie.- If necessary, in an all-round, sufficiently thermally insulated version, serve as an accumulator of thermal energy.

- Eventueel vloeistofbuffer; bijvoorbeeld opslag van bluswater ten behoeve van brandbestrijding.- Possible liquid buffer; for example, storage of extinguishing water for fire fighting.

Na het vaststellen van een geschikte ondergrond, kan op deze ondergrond een nivelleringselement van een voor dit doel geschikte, min of meer elastische en/of enigszins plastische, flexibele waterdichte en weersbestendige folie woren geplaats; bijvoorbeeld een EPDM rubberfolie of een ander geschikt materiaal.After determining a suitable substrate, a leveling element of a suitable, somewhat elastic and / or somewhat plastic, flexible waterproof and weather-resistant foil suitable for this purpose can be placed; for example an EPDM rubber foil or another suitable material.

Het element is opgebouwd uit twee lagen van deze folie, met afmetingen en materiaaleigenschappen afgestemd op de afmetingen en functies van het collector-systeem en de maximaal te verwachten schuinte en oneffenheid van de ondergrond.The element consists of two layers of this foil, with dimensions and material properties tailored to the dimensions and functions of the collector system and the maximum expected slope and unevenness of the substrate.

Beide lagen folie zijn alzijdig waterdicht aan de randen met elkaar verbonden.Both layers of foil are connected to each other on the edges in a waterproof manner.

Het zo tot stand gekomen platte holle element is voorzien van minimaal een vulopening (9) in de vorm van een tule of iets dergelijks.The flat hollow element thus created is provided with at least one filling opening (9) in the form of a tulle or the like.

Aan de buitenomtrek van het element is op een specifieke plaats rondom een verbindingsslabbe (13) geconstrueerd, eventueel kan deze zijn voorzien van een of ander bevestigingsmiddel, zoals een lasstrook, drukknoppen, bevestigingsogen, spijkerslabbe of iets dergelijks.On the outer circumference of the element, a connecting bib (13) is constructed at a specific location, optionally it may be provided with some fastening means, such as a welding strip, push buttons, fastening eyes, nail bib or the like.

Het nivelleringselement (2) dient, nadat het is uitgerold en gepositioneerd via de vulopening, te worden gevuld met een voor dit doel geschikte vloeistof. In de meeste gevallen volstaat water, eventueel gemengd met een vorst beschermingsmiddel en/of een anti-rottingsmiddel om bevriezing en/of brakwater te voorkomen.The leveling element (2), after it has been rolled out and positioned via the filling opening, must be filled with a liquid suitable for this purpose. In most cases, water, possibly mixed with a frost protection agent and / or an anti-rot agent, is sufficient to prevent freezing and / or brackish water.

Na het vullen zal minstens het deel van de bovenste folielaag van het nivellerinselement, welke zich tussen voornoemde folieslabben bevindt, vlak en waterpas gaan drijven op de vloeistof. De onderste flexibele en/of elastische laag zal zich ten gevolge van de vloeistofdruk voegen naar het eventuele reliëf van de ondergrond.After filling, at least the part of the top foil layer of the leveling element, which is located between said foil bibs, will float flat and level on the liquid. The bottom flexible and / or elastic layer will conform to the possible relief of the substrate as a result of the liquid pressure.

De zijden van het element zullen, naar mate de vullingsgraad toeneemt, boller gaan staan.The sides of the element will become more convex as the degree of filling increases.

De hoeveelheid vloeistof waarmee het nivelleringselement gevuld dient te zijn is:The amount of liquid with which the leveling element should be filled is:

Minimaal zoveel, dat de massa van de vloeistof het collectorsysteem ballast tegen wegwaaien.At least so much that the mass of the liquid ballasts away the collector system.

Minimaal zoveel, dat ter plaatse van de isolatielaag, welke hierna op de bovenste folielaag van het nivelleringselement wordt geplaatst. De bovenste folielaag van het element overal vrij zal drijven van de onderste folielaag.At least so much that at the location of the insulating layer, which is then placed on the top foil layer of the leveling element. The top foil layer of the element will float anywhere from the bottom foil layer.

Minimaal zoveel, dat een drukloze uitloop van de absorbervloeistof via een op afschot liggende leiding mogelijk is.At least so much that a pressure-free run-out of the absorber liquid is possible via an inclined pipe.

Minimaal zoveel, dat, als het nivelleringselement tevens als thermische accumulator dienst doet, deze een voldoende hoge warmte-inhoud heeft.At least so much that, if the leveling element also serves as a thermal accumulator, it has a sufficiently high heat content.

Maximaal zoveel, dat de draagkracht van de ondergrond (bijvoorbeeld een dakconstructie) niet wordt overschreden.Maximum so much that the load-bearing capacity of the substrate (for example a roof construction) is not exceeded.

Maximaal zoveel, als de constructie-afmetingen van het nivelleringselement in relatie tot de afmetingen van de isolatie en de absorber toelaten. Het platte waterpas oppervlak tussen de verbindingsslabben mag namelijk niet, net als de zijkanten van het nivelleringselement, bol gaan staan.Maximum as much as the constructional dimensions of the leveling element allow in relation to the dimensions of the insulation and the absorber. The flat level surface between the connecting slabs must not bulge, just like the sides of the leveling element.

Bij een zeer lichte ondergrond, dat wil zeggen constructies waarvan de draagkracht zou worden overschreden als het nivelleringselement zou worden gevuld met een hoeveelheid vloeistof, welke benodigd is om het systeem te ballasten, kan het nivelleringselement eventueel aanvullend aan de ondergrond worden gefixeerd. Dit kan onder andere door middel van mechanische bevestiging en/of verlijming. Als optie zou dan een folieslabbe aan het nivelleringselement kunnen worden aangebracht.In the case of a very light surface, that is to say structures whose load-bearing capacity would be exceeded if the leveling element were filled with an amount of liquid, which is required to ballast the system, the leveling element can optionally be fixed additionally to the surface. This can be done by means of mechanical fastening and / or gluing. As an option, a foil bib could then be attached to the leveling element.

Eventueel in het nivelleringselement tijdens het vullen ingesloten luchtbellen, kunnen na het vullen, door ze naar de vulopening te wrijven, via deze ontsnappen. Op het nivelleringselement kan nu binnen de bevestigingsslabben een isolatiemateriaal worden aangebracht. Het isolatiemateriaal moet onder andere voldoende thermisch isolerend, temperatuur-bestendig, vlak en vormvast zijn.Any air bubbles trapped in the leveling element during filling can escape through these by rubbing them towards the filling opening after filling. An insulating material can now be applied to the leveling element within the mounting slabs. The insulation material must, among other things, be sufficiently thermally insulating, temperature-resistant, flat and dimensionally stable.

De loze folieslabbe (13) van het nivelleringselement kan vervolgens op de isolatie gevouwen worden en eventueel er aan bevestigd worden. Een mogelijkheid om deze slabbe te bevestigen is, door in een uitsparing in het isolatiemateriaal een strip, spijker, c.q. schroefbaar materiaal te construeren, waaraan de loze folieslabbe mechanisch kan worden bevestigd. Echter ook andere bevestigingsmethoden van de slabbe, zoals hete-lucht-lassen, lijmen, knopen of klemmen zijn denkbaar, doch niet relevant voor de essentie van de uitvinding.The empty foil bib (13) of the leveling element can then be folded onto the insulation and possibly attached to it. One possibility to attach this bib is by constructing a strip, nail or screwable material in a recess in the insulating material, to which the empty foil bib can be mechanically attached. However, other fastening methods of the bib, such as hot air welding, gluing, knots or clamps, are also conceivable, but not relevant to the essence of the invention.

De functies van het isolatie materiaal 3 zijn: - Het thermisch ontkoppelen van de absorber (4) en het nivelleringselement (2).The functions of the insulation material 3 are: - Thermal decoupling of the absorber (4) and the leveling element (2).

- Het verzorgen van een stijve ondergrond en vormvastheid ten behoeve van het bevestigen van de overige onderdelen van het collectorsysteem en het opnemen van krachten ten gevolge van mechanische invloeden van buitenaf.- Providing a rigid surface and dimensional stability for the purpose of fixing the other parts of the collector system and absorbing forces due to mechanical influences from the outside.

- Ruimte creëeren voor de uitloopopening (5) van de absorber-vloeistof, welk door middel van natuurlijk afschot dient uit te stromen.- Create space for the outlet opening (5) of the absorber liquid, which must flow out by means of a natural slope.

- Het verschaffen van een ondergrond voor het absorberelement, welke in principe vlak is, echter ook voorzien kan zijn van eventuele sleuven, verdikkingen of een reliëf, aangebracht in een bepaald patroon, welke het stromingsbeeld van de absorbervloeistof kan beïnvloeden.- Providing a substrate for the absorber element, which in principle is flat, but may also be provided with any slots, thickenings or a relief, applied in a certain pattern, which can influence the flow image of the absorber liquid.

- Het isoleren van het nivelleringselement, indien deze tevens een boilerfunctie heeft. Bij een dergelijk systeem dient het nivelleringselement overigens alzijdig voldoende geïsoleerd te worden met een, voor dit doel, geschikt isolatiematreiaal. De zijkanten dienen dan bij voorkeur met een vezelachtige, korrelvormige of flexibele schuimisolatie geïsoleerd te worden (als de bouwkundige constructie, waarop het bovengenoemde element geplaatst wordt, reeds aan de bovenzijde voldoende geïsoleerd is, dan zou het element aan de onderzijde minder of geheel niet geïsoleerd hoeven te worden).- Insulating the leveling element, if it also has a boiler function. In such a system, the leveling element must otherwise be sufficiently insulated on all sides with an insulating material suitable for this purpose. The sides should then preferably be insulated with a fibrous, granular or flexible foam insulation (if the structural construction on which the above-mentioned element is placed is already sufficiently insulated at the top, the element at the bottom would be less or not at all insulated. need to be).

Figuur 3 toont een uitvoeringsvoorbeeld van (een gedeelte van) een zonne-energiesysteem Z'. Om het nivelleringselement thermisch van de absorber te isoleren, wordt in dit uitvoeringsvoorbeeld een hiervoor geschikt isolatiemateriaal 3' in het nivelleringselement 2" geplaatst. Deze zal dan door zijn lager soortelijk gewicht als de vloeistof, tegen de bovenste folielaag van het nivelleringselement aan gaan drijven. Op het nivelleringselement 2" wordt een (derde) folielaag 30 aangebracht. Tussen de folielaag 30 en de bovenste folielaag van het nivelleringselement 2" wordt het te verwarmen (of af te koelen) medium geleid. Het voordeel van een dergelijke constuctie is, dat dan één folielaag kan worden uitgespaard (drie in plaats van vier folielagen). De folielaag van het nivelleringselement is dan tevens de onderste laag van de absorber. De bovenste folielaag van de absorber kan dan tezamen met het nivelleringselement en de isolatielaag worden geprefabriceerd.Figure 3 shows an exemplary embodiment of (a part of) a solar energy system Z '. In order to thermally insulate the leveling element from the absorber, in this exemplary embodiment a suitable insulating material 3 'is placed in the leveling element 2 ". This will then float against the top foil layer of the leveling element due to its lower specific weight as the liquid. A (third) foil layer 30 is applied to the leveling element 2 ". The medium to be heated (or cooled) is guided between the foil layer 30 and the top foil layer of the leveling element 2 ". The advantage of such a construction is that one foil layer can then be saved (three instead of four foil layers). The foil layer of the leveling element is then also the bottom layer of the absorber The top foil layer of the absorber can then be prefabricated together with the leveling element and the insulating layer.

Figuur 4 toont een ander uitvoeringsvoorbeeld van (een gedeelte van) een zonne-energiesyteem z".Figure 4 shows another exemplary embodiment of (a part of) a solar energy system z ".

Ook dit uitvoeringsvoorbeeld zal isolatiemateriaal 3" tegen de bovenste folielaag gaan drijven. Echter in dit uitvoeringsvoorbeeld dient de bovenste folielaag van het nivelleringselement 2*'' ter plaatse van de isolatie 3" tevens als bovenste laag voor de absorber (de folielaag 30 uit figuur 3 ontbreekt). Hierdoor wordt het mogelijk om slechts twee in plaats van drie (of vier) folielagen toe te passen. Het (absorber) medium stroomt tussen de isolatie 3" en de bovenste folielaag van het nivelleringselement 2'" door.This embodiment will also cause insulation material 3 "to float against the top foil layer. However, in this embodiment, the top foil layer of the leveling element 2 *" at the location of the insulation 3 "also serves as the top layer for the absorber (the foil layer 30 of figure 3 is missing). This makes it possible to use only two instead of three (or four) film layers. The (absorber) medium flows between the insulation 3 "and the top foil layer of the leveling element 2" ".

De bovenste laag van de isolatie dient, ten behoeve van de vereiste afdichting, rondom enigszins geprofileerd te zijn.The top layer of the insulation should be slightly profiled all around for the required sealing.

Indien in het nivelleringselement een isolatiemateriaal wordt geplaatst, is het noodzakelijk dat het isolatiemateriaal onder andere temperatuur resistent, voldoende stijf, en een zeer geringe wateropname en een voldoende isolerend vermogen heeft, dit alles over een zeer lange termijn.If an insulating material is placed in the leveling element, it is necessary that the insulating material has, among other things, temperature resistant, sufficiently rigid, very low water absorption and sufficient insulating capacity, all this over a very long term.

Op of in dit isolatiemateriaal 3, welke de absorber thermisch scheidt van het nivelleringselement, kan eventueel een profilering worden aangebracht waarmee het stromingspatroon van de vloeistof, door de op deze isolatie te plaatsen absorber, te beïnvloeden is. Een stroming door deze absorber zal, door de hierdoor tevens "geprofileerde" onderste folielaag (figuur 2,3,5 en 6) worden "gestuurd" om een bepaald patroon te volgen. De folielaag moet voor deze uitvoering voldoende plastisch zijn. Men zou op deze wijze bijvoorbeeld de vloeistof "gecontroleerd" een wervelbeweging kunnen laten maken of bijvoorbeeld een slingerbeweging. Ook is het mogelijk de vloeistofstroom terug te laten keren in de richting van de vulopening, waardoor men vul- en aftapopening aan één zijde van de collector zou kunnen plaatsen.On or in this insulating material 3, which thermally separates the absorber from the leveling element, a profiling can optionally be applied with which the flow pattern of the liquid can be influenced by the absorber to be placed on this isolation. A flow through this absorber will be "steered" through the "profiled" lower foil layer (Figures 2,3,5 and 6) thereby following a specific pattern. The foil layer must be sufficiently plastic for this version. In this way, for example, the liquid could be made to "swirl" in a controlled manner, or, for example, to swing. It is also possible to let the liquid flow return in the direction of the filling opening, so that filling and draining opening could be placed on one side of the collector.

Met behulp van een dergelijke profilering kan men onder andere, omdat de vloeistofstroming bij zeer lange collectoren de neiging heeft zich in het midden van de absorber te concentreren, de vloeistofstroom terugdringen naar de zijkant van de absorber.With the aid of such profiling, one can, among other things, because the flow of liquid with very long collectors tends to concentrate in the middle of the absorber, the liquid flow can be reduced to the side of the absorber.

Op deze wijze zijn oneindig veel denkbare stromingspatronen te realiseren.In this way, an infinite number of conceivable flow patterns can be realized.

Een dergelijke beïnvloeding van het stromingspatroon is ook te realiseren, door voor de onderste laag van het absorberelement een geprofileerde folie of plaatmateriaal te nemen.Such an influence on the flow pattern can also be realized by taking a profiled foil or sheet material for the bottom layer of the absorber element.

De functie van de absorber is het omzetten van zonne-energie in warmte en deze vervolgens af te geven aan een voor dit doel geschikt "vloeibaar thermische energietransport medium" of procesvloeistof. Meestal betreft dit water of een op water gebaseerd mengsel. Op voorgenoemd isolatiemateriaal, eventueel voorzien van een erop of erin aangebrachte profilering wordt het absorberelement geplaatst. Het absorberelement kan bestaan uit twee lagen van het zelfde foliemateriaal met voor deze toepassing geschikte materiaaleigenschappen, onder andere UV- en temperatuurbestendig, zonne-energie absorberend, eventueel flexibel, elastisch en/of in bepaalde mate plastisch, enz.The function of the absorber is to convert solar energy into heat and then transfer it to a suitable "liquid thermal energy transport medium" or process liquid for this purpose. Usually this concerns water or a water-based mixture. The absorber element is placed on the aforementioned insulating material, optionally provided with a profiling applied thereon or therein. The absorber element can consist of two layers of the same foil material with material properties suitable for this application, including UV and temperature resistant, solar absorbing, optionally flexible, elastic and / or to some extent plastic, etc.

Als bijvoorbeeld de isolatielaag is voorzien van een profilering of dat er reliëf is aangebracht om het stromingspatroon door de absorber te beïnvloeden, dan dient de onderste folielaag van de absorber te bestaan uit een elastische en/of voldoende plastische, bijvoorbeeld rubberachtige folie. De diepte en vorm van de profilering en de elasticiteit van de folie dienen op elkaar afgestemd te zijn.For example, if the insulation layer is profiled or if relief has been applied to influence the flow pattern through the absorber, the bottom foil layer of the absorber must consist of an elastic and / or sufficiently plastic, for example rubber-like foil. The depth and shape of the profiling and the elasticity of the foil must be coordinated.

De bovenste folielaag van de absorber, die als hoofdfunctie heeft zonlicht te absorberen en het omzetten in thermische energie, kan bestaan uit eventueel dezelfde folie als de onderste folielaag. De gewenste eigenschappen van, en de gestelde eisen aan het materiaal van beide lagen zijn echter niet gelijk. Men zou voor de bovenste folielaag van de absorber bijvoorbeeld ook kunnen kiezen voor een materiaal met bijvoorbeeld gunstigere absorbtie-eigenschappen, of hogere temperatuurresistentie of iets dergelijks, als de onderste folielaag, bijvoorbeeld een metaalfolie met spectraal selectieve laag is. De twee folielagen van de absorber moeten echter wel alzijdig aan de buitenranden, duurzaam waterdicht met elkaar verbonden kunnen worden, dat wil zeggen dat ze moeten worden gelast, gevulkaniseerd, of iets dergelijks. Aan de buitenrand dienen zich rondom deze afdichtingen bevestigingsmogelijkheden bevinden, bijvoorbeeld een spijkerslabbe, waarmee de absorber aan de bevestigingsslabbe van het nivelleringselement verbonden kan worden, waarna het nivellerings- en absorberelement een constructief geheel vormen. Voorts dient de absorber voorzien te zijn aan een vul- (10) en een uitloopopening (5). De plaats van deze openingen is afhankelijk van het gekozen stromingspatroon.The top foil layer of the absorber, which has the main function of absorbing sunlight and converting it into thermal energy, can consist of possibly the same foil as the bottom foil layer. However, the desired properties of and the requirements for the material of both layers are not the same. For example, for the top foil layer of the absorber, one could also choose a material with, for example, more favorable absorption properties, or higher temperature resistance or the like, if the bottom foil layer is, for example, a metal foil with a spectrally selective layer. However, the two film layers of the absorber must be able to be joined to each other on the outer edges in a permanently watertight manner, i.e. they must be welded, vulcanized, or the like. Around the seals there must be mounting options around these seals, for example a nailing bib, with which the absorber can be connected to the mounting bib of the leveling element, after which the leveling and absorber element form a structural whole. The absorber must furthermore be provided with a filling (10) and a discharge opening (5). The location of these openings depends on the chosen flow pattern.

De uitstroomopening bevindt zich echter ten allen tijde in de onderste folielaag, terwijl de vulopening zowel in de bovenste als in de onderste laag kan worden geconstrueerd. In de bovenste laag van de absorber dient zich minimaal één ontluchting (8) te bevinden. Bij voorkeur bevindt zich deze boven de uitstroomopening. Constructief dient zich deze ontluchting 1 a 2 mm tezamen met de bovenste folie boven de vloeistof te bevinden. De zich eventueel in de absorber bevindende damp zal zich dan op deze plaats verzamelen, en via de ontluchting ontsnappen. De genoemde ontluchting kan tevens als functie hebben de absorber te beluchten, zodat wordt voorkomen dat de bovenste folielaag zich op de afvoeropening vastzuigt, wat kan gebeuren in het geval dat er wel nog getapt wordt uit de absorber, maar deze niet meer gevuld wordt. Een tweede ontluchting kan eventueel direct boven de vulopening worden geplaatst om de zich reeds in de instromende vloeistof bevindende dampbellen te laten ontwijken (8).However, the outflow opening is always located in the bottom foil layer, while the filling opening can be constructed in both the top and the bottom layer. The top layer of the absorber must contain at least one vent (8). It is preferably located above the outflow opening. Structurally, this vent should be 1 to 2 mm together with the top foil above the liquid. Any vapor contained in the absorber will then collect at this location and escape via the vent. The aforementioned venting can also have the function of aerating the absorber, so that the top foil layer is prevented from sucking up on the discharge opening, which can happen in the event that the absorber is still tapped, but it is no longer filled. A second vent can optionally be placed directly above the filling opening to allow the vapor bubbles already in the inflowing liquid to escape (8).

De figuren 5 en 6 tonen twee uitvoeringsvoorbeelden van een zonne-energiesysteem volgens de uitvinding waarbij het nivelleringselement 2' voorzien is van isolatiemiddelen 16 voor het isoleren van in het nivelleringselement opgeslagen verwarmd medium. Dit medium wordt verwarmd door het door de folieabsorber te laten circuleren. Een warmtewisselaar 15 zorgt voor de warmte-overdracht naar de te verwarmen vloeistof, bijvoorbeeld tapwater. Een folie 17 schermt het isolatiemateriaal 16 af.Figures 5 and 6 show two exemplary embodiments of a solar energy system according to the invention, in which the leveling element 2 'is provided with insulating means 16 for insulating heated medium stored in the leveling element. This medium is heated by circulating it through the film absorber. A heat exchanger 15 ensures the heat transfer to the liquid to be heated, for example tap water. A foil 17 shields the insulating material 16.

Het zal duidelijk zijn dat een zonne-collector-systeem op allerlei manieren aangepast kan worden zonder van het wezen van de uitvinding af te wijken.It will be clear that a solar collector system can be adapted in various ways without departing from the essence of the invention.

De functies van de transparante plaat (beglazing) c.q. lichtdoorlatende afdekking van de absorber zijn, het verhogen van het thermische rendement, omdat hierdoor de afkoelingsverschijnselen ten gevolge van de buiten- temperatuur en de wind worden verminderd.The functions of the transparent plate (glazing) or translucent cover of the absorber are to increase the thermal efficiency, because this reduces the cooling phenomena due to the outside temperature and the wind.

De "beglazing" heeft tevens als functie vervuiling en/of mechanische beschadiging van het volledig waterpas liggende absorberoppervlak te voorkomen.The "glazing" also has the function of preventing contamination and / or mechanical damage to the completely level absorber surface.

De "beglazing" dient een zo klein mogelijk volume tussen zichzelf en de absorber in te sluiten en warmtetransport tussen absorber en "beglazing" ten gevolge van luchtbeweging in deze ruimte te beperken, echter genoeg volume om een lichte luchtcirculatie ten behoeve van het afvoeren van condensatievocht te verkrijgen.The "glazing" should contain as small a volume as possible between itself and the absorber and limit heat transfer between the absorber and "glazing" due to air movement in this space, but enough volume to allow light air circulation for the removal of condensation moisture to obtain.

De "beglazing" dient licht getoogd of licht hellend ten opzichte van het horizontaal te zijn geplaatst om vervuiling en/of doorhangen te voorkomen.The "glazing" should be slightly curved or slightly inclined to the horizontal to prevent contamination and / or sagging.

Gekozen kan worden voor bijvoorbeeld een enkel of dubbelwandige polycarbonate plaat als "beglazing", maar ook andere "beglazings-" typen zoas bijvoorbeeld de in diverse patenten omschreven folie-"beglazingen" of andere typen beglazingen zijn mogelijk.It is possible to choose, for example, a single or double-walled polycarbonate sheet as "glazing", but other "glazing" types such as, for example, the foil "glazing" described in various patents or other types of glazing are possible.

Deze "beglazing" kan: - direct aan de loze absorberslabbe bevestigd worden, welke op zijn beurt weer aan het nivelleringselement bevestigd is: - mechanisch bevestigd worden aan de diverse componenten via een in de isolatie ingelaten spijker/schroefbare lat.This "glazing" can be: - directly attached to the empty absorber bib, which in turn is attached to the leveling element: - mechanically attached to the various components via a nail / screwable slat inserted into the insulation.

Het is tevens ook mogelijk om het systeem volgens de uitvinding toe te passen om een vloeistof (bijvoorbeeld procesvloeistof) te koelen.It is also possible to use the system according to the invention to cool a liquid (for example process liquid).

Claims

Solar system comprising a foil absorber for absorbing solar energy, an inlet for receiving liquid and an outlet for dispensing heated liquid, characterized in that the solar system contains a leveling element for practically leveling the absorber.

Solar energy system according to claim 1, characterized in that an insulating layer is located between or in the leveling element and the absorber.

Solar energy system according to claim 1 or 2, characterized in that the absorber is covered with a transparent material.

Leveling element for use in a solar energy system according to claim 1, 2 or 3.

Leveling element according to claim 4, characterized in that the leveling element contains a hollow foil element, which is filled with a liquid.

Leveling element according to claim 5, characterized in that the leveling element also serves as an accumulator of liquid heated in the absorber.

Insulation layer for use in a solar energy system according to claim 2, characterized in that a profiling is provided on or in the insulation layer.