SE510601C2 - Solfångaraggregat - Google Patents

Description

15 510 601 nade i tämligen begränsade eller flacka vinklar mot tillhörande 2 horisontella bottendelar. I de föredragna utföranden som exemp- lifieras i de tre förstnämnda publikationer varierar sålunda väggskalens lutningsvinkel relativt horisontalplanet i huvudsak inom området 30-60°, medan de halvsfäriska väggskalen enligt de båda sistnämnda publikationerna har större delen av sin yta vänd vertikalt uppåt. Att på detta sätt eftersträva ett maxi- malt värmeutbyte under perioder då solen står högt på himlen är i och för sig lovvärt i sådana tillämpningsfall då värmebehovet är stort under just sommarperioden, vilken på det norra halv- klotet generellt infaller under perioden maj-augusti (med maxi- mal solhöjd under juni-juli). I de allra flesta fall är emel- lertid husägares värmebehov icke störst under årets varmaste period utan fastmer under de kallare perioderna därav. Det praktiska resultatet blir därför alltför ofta att solfångar- aggregaten under den varma, solintensiva perioden producerar överskottsenergi som i avsaknad av lagringsmöjligheter icke över huvud taget låter sig tillgodogöras samtidigt som de under den kallare årstiden, då husägarnas värmebehov är betydligt större, endast ger ett mediokert energitillskott.

Qppfinninqens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovan- nämnda brist hos tidigare kända solfångaraggregat och skapa ett förbättrat solfångaraggregat. Ett grundläggande syfte med upp- finningen är sålunda att skapa ett solfångaraggregat som i och för sig ger avkall på värmeupptagningen under årets allra var- maste period, men som i gengäld säkerställer optimal värmeupp- tagning under årets kallare perioder. Det är även ett syfte att skapa ett solfångaraggregat av statisk eller passiv typ som är konstruktivt enkelt och därmed billigt att tillverka. Aggrega- tet skall även ha en estetiskt tilltalande form med en för en given värmeupptagningsförmåga minimal basyta som gör det möj- ligt att uppställa aggregatet i ett fristående tillstånd i vil- ket detsamma varken stör omgivningen eller tar i anspråk stor underlagsyta.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kän- 510 601 netecknande del. Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vi- dare definierade i de osjälvständiga kraven. 3 Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en perspektivvy av ett första utförande av solfångarag- gregatet enligt uppfinningen, Fig 2 en delvis genomskuren sidovy av samma aggregat, Fig 3 en planvy ovanifrán av aggregatet enligt fig 1 och 2, Fig 4 en planvy ovanifrán av ett alternativt utförande av agg- regatet enligt uppfinningen, Fig 5 en vertikal, partiell sektion genom aggregatet enligt fig 4, Fig 6 en horisontell, partiell sektion genom samma aggregat, Fig 7 en schematisk perspektivvy illustrerande hurusom aggre- gatet låter sig uppställas i anslutning till ett småhus, och, Fig 8 en schematisk illustration av i aggregatet ingående in- vändiga komponenter.

Detalierad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen På de olika ritningarna àskàdliggörs två olika huvudut- föranden av uppfinningen, nämligen ett utförande med generellt polygonal, enkannerligen fyrkantig tvärsnittsform enligt fig 1- 3, och ett utförande med cirkelrund tvärsnittsform enligt fig 4-6. Ehuru den yttre formen hos dessa aggregat skiljer sig åt inbegriper emellertid aggregaten i grunden samma typ av innan- mäte. Sålunda ingår i båda fallen (se fig 5, 6 och 8) en cent- ral vätsketank l med till- och frånledningar 2, 3 för tillför- sel av jämförelsevis kall vätska från en förbrukningsenhet till tanken respektive utmatning av uppvärmd vätska från tanken till förbrukningsenheten. På tankens utsida är anordnad en värmeiso- lering 4 utanpå vilken i sin tur finns ett antal kollektorer 5.

Dessa kollektorer 5 illustreras schematiskt i fig 8 i form av tre gallerliknande rörkonstruktioner vilka var för sig inbegri- per övre och undre samlingsrör 6, 7 mellan vilka sträcker sig ett antal upprätta delrör 8. De övre samlingsrören 6 är via grenledningar förbundna med en gemensam första matarledning 9.

På analogt sätt är de undre samlingsrören 7 förbundna med en W 510 601 4 De båda matarledningarna är i sin tur I det ett expan- andra matarledning 10. kopplade till en inuti tanken 1 anordnad värmeväxlare ll. visade vätskeledningssystemet ingår även en pump 12, sionskärl 13, en påfyllningsventil 14 samt en säkerhetsventil . Den elektromagnetiska strålning från solen som träffar del- rören 8 värmer på konventionellt sätt upp vätskan i dessa, var- efter den uppvärmda vätskan leds till värmeväxlaren 11 och från denna tillbaka till kollektorernas delrör via ledningen 10, varvid värmeväxlaren 11 i sin tur uppvärmer vätskan, vanligen vatten i tanken 1 i och för vidarebefordran till aktuell för- brukningsenhet.

Vätsketanken 1 är inbyggd i ett fristående hus med ett ytterväggsskal generellt betecknat 16 som vid utförandet enligt fig 1-3 inbegriper fyra upprätta väggar 16', 16", 16"2 16'”2 vilka sträcker sig mellan en överdel 17 och en väsentligen plan bottendel 18. väggskalet fyra hörnelement 19 vilka är av styv natur och kan I det visade, föredragna exemplet ingår i ytter- bilda bärande element i konstruktionen. I praktiken kan elemen- ten med fördel bestå av tvärsnittsvis vinkelformiga profiler, t ex av aluminium. Mellan varje par av hörnelement inbegriper skalet en förhållandevis tunn väggbildande skiva belägen på visst avstånd från värmeisoleringen 4 och de utanpå denna be- fintliga kollektorerna 5. Med andra ord bildas en spalt 20 mel- lan varje väggskiva och tillhörande kollektor. Tre av de fyra väggskivorna, nämligen skivorna 16', 16" och 16”'är förfärdi- gade av ett material som medger optimal genomsläppning av so- lens elektromagnetiska strålning. I praktiken föredras genom- synliga material, i synnerhet av typen akrylplast. Den fjärde väggskivan 16'"'kan däremot vara opak, varvid bakom denna skiva ej finns någon kollektor. I praktiken vänds denna vägg mot norr samtidigt som övriga väggar orienteras i de tre övriga väder- strecken.

Karaktäristiskt för det visade huset är att väggarna lu- tar i brant vinkel mot den horisontella bottendelen 18. För en- kelhets skull illustreras i fig 2 komplementvinkeln a till den vinkel som den enskilda väggskivan lutar mot bottendelen. I en- lighet med föreliggande uppfinning ligger denna vinkel a inom Med andra ord ligger väggskivans lutningsvinkel I detta sammanhang området 5-Qï gentemot bottendelen inom området 81-85°. b) V! 510 601 skall påpekas att kollektorerna 5 har formen av plana, av rör förfärdigade gallerverk, vilka är belägna i huvudsak parallellt med varje utanförliggande väggskiva. Det må här även påpekas att kollektorernas rör med fördel är svarta, varjämte värmeiso- leringens utsida kan vara ljusreflekterande.

I och med att såväl väggskivorna som kollektorerna bil- dar en stor eller brant vinkel i förhållande till bottendelen kommer insolationen vid låga solhöjder att bli maximal, något som säkerställer optimal värmeupptagning i kollektorerna under årets kallare perioder.

I praktiken kan aggregathuset ha en höjd inom området 1-1,5 meter och en basbredd utmed bottendelen inom området 0,9-1,3 meter, varvid vätsketanken inuti detsamma kan ges en volym inom området 0,5-1,0 ma. Överdelen 17 kan i praktiken med fördel ha formen av ett rörligt, t ex svängbart lock med ett visst djup. Detta gör det möjligt att härbärgera förekommande sekundärkomponenter, såsom pump, expansionskärl och ventiler i det av locket avgränsade utrymmet, varvid dessa komponenter blir enkelt åtkomliga.

Det med stympat konisk grundform konstruerade utförandet enligt fig 4-6 skiljer sig från det i fig 1-3 visade utförandet huvudsakligen endast genom att det yttre väggskalet 21 utgörs av en sammanhängande, rotationssymmetrisk skiva, vilken till större delen utgörs av ett genomsynligt eller solgenomsläppande material. I fig 4 exemplifieras hurusom skivan utmed ca 270° bàglängd består av dylikt material, medan skivan i övrigt (90° bàglängd) kan bestå av opakt material. I detta fall är kollek- torn eller kollektorerna bâgformiga istället för plana.

I fig 7 antyds hurusom det uppfinningsenliga aggregatet låter sig uppställas på exempelvis en gräsmatta utanför ett t ex en villa eller sommarstuga, i vilket ingår en för- t ex ett tappvattensystem som kan försörjas med småhus, brukningsenhet, uppvärmt vatten från aggregatet. Det är givetvis möjligt att uppställa aggregatet även på annat sätt.

Claims (3)

10 20 25 510 601 6 Patentkrav

1. Solfångaraggregat för omvandling av solenergi till värme i en vätska, innefattande en i ett fristående hus inbyggd vätske- 3) för kall respektive ett tank (1) med till- och frånledningar (2, värmd vätska, en utanpå tanken anordnad värmeisolering (4), ytterväggsskal (16, 21) som åtminstone till större delen är förfärdigat av ett solens elektromagnetiska strålning genom- släppande material, och som sträcker sig mellan en plan botten- del (18) rade kollektorer och en överdel (17), varvid innanför skalet är monte- (5) genom vilka en vätska kan passera under uppvärmning innan den förs in i tanken, och varvid åtminstone delar av ytterväggsskalet (16, 21) jämte de innanför detta be- fintliga kollektorerna (5) sträcker sig i spetsig vinkel mot bottendelen (18), vinkel ligger inom området 81-85° i syfte att åstadkomma k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda maximal insolation och därmed optimal värmeupptagning i sagda vätska under årstider då solhöjden är låg.

2. Solfångaraggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ytterväggskalet (16) är tvärsnittsvis fyrkantigt och inbegriper fyra hörnelement (19) och att åtminstone tre tunna, solstrålegenomsläppande väggskivor (16', 16", 16") förefinns mellan par av dessa hörnelement.

3. Solfångaraggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ytterväggskalet (21) har rotationssymmetrisk, stym- pat konisk grundform.