SE411795B - Vermelagrande solfangareanordning - Google Patents

Description

10 40 7712327-1 en solfångareanordning av den inledningsvis nämnda typen vid vilken nämnda nackdelar undvikes.

Andra syften och fördelar med uppfinningen framgår i det följande. 0 ' i 0 ' 0 - Enligt uppfinningen åstadkommes en värmelagrande solfångare- ganordning av den inledningsvis nämnda typen, vilken i huvud- sak utmärkes av att öppningar är anordnade i locket och att sol- fångareorganen är anordnade att samla mot anordningen infallande strålningsenergi till koncentrerade strålningsenergiknippen som faller genom öppningarna så att strålningsenergin absorberas direkt i magasinets våtskemassa. g öppningarnas yta utgör endast en bråkdel av linsorganens yta.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen består öpp- ningarna av smala långsträckta parallella slitsar i locket varvid solfångareorganen är anordnade att samla infallande strål- ningsenergi till smala långsträckta strålningsenergiknippen som faller genom slitsarna.

Slitsarnas bredd resp. öppningarnas dimensioner är anpassa- de till linsorganens brytningsförmåga och fokalavstånd så att slitsarna resp. öppningarna nått och jämnt kan släppa igenom hela strålningsenergiknippenaf Företrädesvis är linsorganen anordnade på sådant sätt att deras brännpunkt eller motsvarande ligger vid slitsens resp. öppningens minsta dimension.

Solfångareorganen kan bestå av axialsymmetriska linser som är anordnade ovanför och parallellt med slitsarna, och linserna kan därvid vara utförda såsom :Fresnel-linser, företrädesvis av ett plastmaterial såsom exempelvis polymetylmetakrylat. Därvid kan linserna vara förlagda tätt intill varandra så att de till- sammans bildar en transparent täckande yta ovanför locket varigenom linserna kan utnyttjas såsom ett konvektionsskydd.

Alternativt kan solfångareorganen bestå av speglingsytor med en form väsentligen motsvarande axialsymmetriska paraboliska . reflektorer som uppvisar en central öppning vid resp. slits i locket varvid reflektorns "brännpunkt" lämpligen år förlagd vid slitsens smalaste del. Företrädesvis år solfångareorganen hur de än är utförda, anordnade intill varandra för att emotta infallan- de solstrålningsenergi väsentligen över hela den yta av locket över vilken solfångareorganen är anordnade. Slitsarna resp. öppningarna kan vara helt fria så att vätskan exponeras i slitsar- na men företrädesvis är slitsarna vid sin undre del avskärmade medelst en eller flera strålningsenergigenomsläppliga tätnings- H0 7712327-1 membraner. Därvid kan ett rör vara anordnat i varje slits till bildning av två membraner däri, vilket rör företrädesvis är evakuerat.

Locket kan innefatta parallella block eller stavar vilka är anordnade att kunna hållas på förutbestämt inbördes avstånd i horisontalled till bildning av slitsarna. Härvid kan stavarna vara anordnade att kunna hopföras och ev. kompletteras med en eller flera ytterligare stavar, varigenom blockets isolerings- förmåga kan förbättras exempelvis nattetid, genom att slitsarna elimineras. 7 Vidare kan utrymmet mellan locket och linserna vara avskärmat varvid organ kan vara anordnade för införing och bortföring av ett isoleringsmaterial såsom ett pulverformigt eller skumformigt isoleringsmaterial i nämnda utrymme. Det är även möjligt att i fallet med linser_ anordna ett separat transparent ' konvektionsskydd i området mellan linserna och lock-et varvid organ kan vara anordnade för införing och bortföring av isolerings- material i utrymmet mellan konvektionsskyddet och locket och vätskeytan eller i slitsarna anordnade membran. Tack vare den uppfinningsenliga anordningens gynnsamma utförande kan man med fördel anordna elektricitetsalstrande energiceller, s.k. solceller, i anslutning till öppningarna i locket, vilka energiceller är anordnade att transmittera icke omhändertagen strålningsenergi till våtskemassan. Vidare kan den vätska som innehålles i magasinet vara vatten med sådan saltkoncentration att den varmaste vätskan samlas i magasinets bottenskikt. Locket och solfångareorganen är lämpligen anordnade roterbara så att sol- fångareorganen därigenom kan hållas inriktade mot solen och så att de koncentrerade energiknippen som lämnar solfångarna bibe- hålles inriktade mot öppningarna i locket.

Uppfinningen definieras i de bilagda patentkraven.

Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritning på vilken fig. l visar en schematisk sektion genom en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen.Fig. 2 visar en horisontalvy av anordningen enligt fig. l. Fig. 5 visar en detalj av anordningen enligt fig. l. Fig. H visar en alternativ utföringsform av de solfångareorgan som ingår i anordningen enligt uppfinningen. Fig. 5 och 6 visar hur membran kan vara anordnade i lockets spalter. Fig. 7 indikerar schematiskt hur en solcell kan vara anordnad i en öppning i locket. Fig. 8 illustrerar organ och medel för införing resp. bortföring av HO, vv1ásfzv-1 4 ett isoleringsmaterial i resp. från utrymmet närmast Ovanför magasinets lock.

Fig. l visar ett vätskemagasin_ R; som innehåller en vätska L _ på vars yta ett lock 1 flyter. Locket l som innefattar ett isolerande material, är anordnat roterbart med hjälp av en driv- motor M. Locket uppvisar ett flertal öppningar 3. Ovanför varje öppning 3 är en lins 2 anordnad, vilken lins är anordnad att bryta samman infallande solstrålning till ettlsnävt energi- knippe som faller genom resp. öppning 3 i locket l. Linserna 2 är uppburna från locket medelst bärorgan 5 och är anordnade ins till varandra så att de tillsammans bildar en konvektionsspärr.

Utrymmet mellan linserna 2 och locket l är avskärmat medelst side* stycken 6. i I Fig. 2 visar en horisontalvy av anordningen enligt fig. 1 och avser att illustrera att motorn M är anordnad att rotera locket l så att linsernas 2 longitudinalaxlar hålles parallella med vertikalplan genom den infallande solstrålningens š rikt- ning. Fig. 2 illustrerar även att linserna 2 är axialsymmetriska och långsträckta och att slitsarna 3 i locket l är smala, parallella, långsträckta och centrerade mot linserna 2.

Fig. 5 illustrerar en detalj av en anordning enligt fig. l varvid linserna 2a visas utförda såsom Fresnel-linser, företrädes- vis av plast. Sådana linser kan enkelt tillverkas exempelvis genom _ ett strängpressningsförfarande:eller genom en axialprofilering av plattformigt material. Det inses även att aíïäIšïññštriška_linser av den art som illustreras i fig. l och 2 även kan förläggas tätt intill varandra så att de utöver sin linsfunktion även tjänar som konvektionsspärr. öppningarna 3 i locket kan vara avfasade på det illustrerade sättet för att medge det hopbrutna strål- knippet att fritt passera och vidare är lämpligen ett eller flera membraner H anordnade i varje öppning 3 för att förhindra dunst- ning av vätska därigenom. Linserna 2 är utförda och förlagda så att deras brännpunkt ligger i området vid öppningens 5 smalaste del men det bör stå klart att man kan utföra arrangemanget Sådant att brännpunkten kommer att ligga ett stycke under membranet U eller ett stycke ovanför membranet H.

Fig. U visar ett alternativ till arrangemanget enligt fig. 3 varvid de solenergihopsamlande organen består av reflektorpar 2b vilka bryter samman den infallande solstrâlningen mot en Pfmagpwdm", som ligger i eller i närheten av öppningens 3 smalaste del. Även i detta fall kan man anordna ett membranpar U i slitsens H0 7712327-1 smalaste del för att undvika en avdunstning av vätska därigenom.

Emellertid bör det stå klart att man i denna utföringsform kan vara betjänt av att icke ha nâgra membran H, Ha i öppningen 3 emedan därigenom nederbörd kanšdräneras rakt ned i magasinets R vätskemassa L. Även i detta fall är det möjligt att förlägga när- liggande reflektorpar 2b intill varandra så att en maximal andel av infallande solstrålning kan omnändertas. Det föredrages_dock_att -anordna åtminstone ett membran vid reflektorparens undre del och att därjämte anordna transparenta skivor 27 (konvektionsskydd) ovanpå reflektorparen 2a,2b. Vidare föredrages att utföra reflektor- paren axialsymmetriska och anordna dem tätt intill varandra så- som framgår av Fig. H.

Fig. 5 visar schematiskt en del av locket l varvid ett membran Hc är anordnat i öppningen 3. Membranet Hc är bildat av ett transparent rör som företrädes är evakuerat. Röret Hc ger tack vare rörväggens krökning minimala reflektionsförluster och erbjuder även en hög transmission tack vare evakueringen.

Fig. 6 visar ett alternativt membran H som kan vara anordnat i öppningen 5. I fig. 6 är membranet förkrökt och utfört av elastiskt material så att lockets isolering kan förbättras exempelvis natte- tid genom att de stavar eller block Bl som definierar öppningarna 3 föres närmare varandra. Härvid kommer membranet Ä att böjas ut på förutbestämt sätt så att blocken 31 kan bringas i kontakt med varandra.

När blocken 31 bríngas att ligga närmare varandra uppstår en större exponerad vätskeyta, och denna kan i sin tur isoleras och täckas genom att man anordnar ett ytterligare stavelement lik- nande blocken 31.

Den uppfinningsenliga anordningen är tack vare sitt principiella arbetssätt särskilt väl lämpad att kombineras med s.k. solceller. Sådana solceller kan placeras i eller vid öpp- ningarna 5 och kan därvid vara anordnade ovanfön under eller mellan membran i öppningarna 3 och anordnade att till vätskemassan L transmittera den strålningsenergi som icke omhändertages av sol- cellen för elektricitetsalstring DC. Det är vidare uppenbart att sol- cellerna 7 i den mån de är transparenta, i sig kan tjäna såsom membran.

Fig. 8 visar en anordning av det principiella utförande som framgår av rig. 1 och 2 varvid ett inloppsorgan 9 och ett utloppsorgan 10 är anordnat för införing resp. bortföring av ett isolermaterial såsom ett pulverformigt isolermaterial eller ett 7712327-1 skummaterial i resp. från det utrymme som föreligger mellan linser- na 2, locket l (och vätskeytan resp.-membranen i lockets öppningar 3) och avskärmningarna 6. Såsom indikeras i fig. 8 kan även ett separat konvektionsskydd 8 vara anordnat i nämnda utrymme för att bättre definiera isoleringsmaterialets ll volym och därjämte er- bjuda ett förbättrat konvektionsskydd när anordningen är i drift. Organen 9 och 10 kan bestå av matningsrör som är till- ordnade fläktar eller pumpar. p På ritningen har illustrerats att linserna 2, 2a och reflektorparen 2b är utförda axialsymmetriska och att öppningarna 3 är långsträckta slitsar som är centrerade mot dessa, men det bör stå klart att man mycket väl kan tänka sig att utföra an- ordningen med rotationssymmetriska linser eller dylikt varvid öppningarna har formen av väsentligen runda hål. Likaså bör det stå klart att man i sistnämnda fall icke nödvändigtvis behöver rotera locket för att bringa detta att följa solens vandring; i stället kan man utföra öppningen med en avlång bågform som motsvarar fokuseringspunktens vandring under dagen.

Vidare har i de visade utföringsformerna fokuseringspunkten illustrerats ligga i den trängsta delen av öppningen 3, men det inses att det kan vara önskvärt att förlägga fokuseringspunkten ett stycke ned i vätskemassan exempelvis i nivån invid blockets l underkant, dels för att i möjligaste mån reducera uppvärmning av membranen Ä, dels för att lokalt åstadkomma största möjliga temperaturstegríng i vätskemassan. Denna aspekt har man då att väga mot de större värmeförluster som uppträder när man på grund av fokuseringspunktens förläggning måste utföra öppningen 3 med större dimensioner.

Framträdande fördelar med. anordningen är att man icke behöver utnyttja några värmeabsorbatorrör eller pump- och reglersystem för att överföra uppsamlad värme från sol- fångarna till magasinet, och att man trots detta kan upprätt- hålla en god isolering över magasinets vattenyta. En annan fram- trädande fördel med den uppfinningsenliga anordningen är att värmeabsorptionen (verkningsgraden) blir mycket stor i jämförelse med konventionella system.

Vätskan L kan vara vatten med sådan saltkoncentration att den varmaste vätskan samlas i magasinets bottenskikt.

Claims (1)

1. 7712327-1 P A T E N T K R A V l. Värmelagrande solfångareanordning innefattande ett vätske- magasin (R) med ett på vätskans (L) yta flytande isolerande lock (l), över vilket solfångareorgan (2) är anordnade för värmning av vätskan (L) i magasinet (R), k ä n n e t e c k n a d av att öppningar (3) är anordnade i locket (1) och att solfångareorganen (2) är anordnade att samla mot anordningen infallande strålninge- energi till koncentreradestrålningsenergiknippen som faller genom öppningarna (3) så att strålningsenergi absorberas direkt i magasinets vätskemassa (L). 2. öppningarna (3) består av smala parallella slitsar i locket (1) Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att och att solfängareorganen (2) är anordnade att samla infallande strålningsenergi till smala långsträckta strålningsenergiknippen som faller genom slitsarna. 3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att solfångareorganen (2) består av axialsymmetriska linser (2,2a) som är anordnade ovanför och parallellt med slitsarna. H. k ä n n e t e c k n a d av att linserna är Fresnel-linser (2a), företrädesvis av ett plast- material såsom polymetylmetakrylat. 5. av att solfångareorganen (2) består av speglingsytor (2b). 6. Anordning enligt krav 1, 3 eller 5, k ä non e t e c k n a d av att solfångareorganen (2) är anordnade intill varandra för att täcka väsentligen hela den yta av locket (1) över vilken sol- fångareorganen är anordnade. 7. k ä n n e t e c k n a d av att slitsarna (5) företrädesvis vid sin undre del är avskärmade Anordning enligt krav 3, Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d Anordning enligt krav 2, medelst en eller flera strålningsenergigenomsläppliga tätnings- membraner (H). 8. Anordning enligt krav 7, ett rör (Ao) är anordnat i varje|slits (3) till bildning av k:ä n n e t e c k n a d av att två membraner däri, vilket rör företrädesvis är evakuerat. 9. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att locket (l) innefattar parallella block eller stavar (31) vilka är anordnade att kunna hållas på förutbestämt inbördes avstånd i horisontalled till bildning av slitsarna (3). 10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att stavarna (31) är anordnade att kunna hopföras och ev. kompletteras, varigenom lockets (l) isoleringsförmåga kan förbättras exempelvis nattetid. 7712327 -1 ll. Anordning enligt krav 1, 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d organ (9,l0) för införing och bortföring av ett isoleríngsmaterial (ll) i utrymmet mellan solfångareorganen (2) och locket (1). 12. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att ett transparent konvektionsskydd (8) är anordnat i området mellan solfångareorganen (2) och locket (1), och att organ (9,l0) är anordnade för införing och bortföring av isoleringsmaterial (ll) i utrymmet mellan konvektionsskyddet (8) och locket (1). l3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att elektricitetsalstrande energiceller (7) är anordnade i anslut- ning till öppningarna (3), vilka energiceller (7) är anordnade att transmittera icke omhändertagen strålníngsenergi till vätske- mæsm1(U. lä. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vätskan är vatten med sådan saltkoncentration att den varmaste vätskan samlas i magasinets (R) bottenskikt. 15. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att locket (1) är anordnat roterbart (M) så att solfångareorganen (2) kan hållas inriktade mot solriktningen (š). ÅNFURIDIÅ PUBLIKATIONER: