WO2008128746A2 - Solarröhre, solarröhrenkollektoren sowie deren verwendung - Google Patents

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WO2008128746A2
WO2008128746A2 PCT/EP2008/003190 EP2008003190W WO2008128746A2 WO 2008128746 A2 WO2008128746 A2 WO 2008128746A2 EP 2008003190 W EP2008003190 W EP 2008003190W WO 2008128746 A2 WO2008128746 A2 WO 2008128746A2
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tube
injection
collector
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Thorsten Siems
Kurt Schüle
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
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    • F24S2080/05—Flow guiding means; Inserts inside conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the present invention relates to improved solar tubes as well as improved solar tube collectors.
  • the improved systems are characterized by miniaturization, for example by small housing, as well as by reduced flow resistance of the guided through the collectors heat carrier and also by minimizing the pressure drop of the heat carrier.
  • the water-glycol mixture are the use of water as a heat carrier with high heat capacity and the simultaneous suitability as a corrosion protection agent.
  • the disadvantage for the highly effective evacuated tube collectors is the water-glycol mixture when the state of stagnation (plant downtime) is reached. The resulting high temperatures lead to a degradation of the heat carrier, which endangers the safe operation of such systems.
  • Air as a heat carrier is currently used only in some flat plate collectors.
  • the low heat capacity and large volume compared to water results in larger ducts and larger primary drive losses (e.g., from the fans).
  • These drive losses are caused by high flow resistance and / or pressure losses, which have a disadvantageous effect, in particular in the case of large solar collectors with a large number of solar tubes.
  • Possible air ducts are shown in the illustrations.
  • the inlet or outlet of the air in the vacuum tube by an injection pipe or another profile / sheet is actively realized. Through this sheet, the interior of the tube is separated into at least two parts. The sealing between the spaces is then e.g. by the spring properties of the sheet which is biased introduced into the tube and there, for example. centered in the center, but also the use of a seal / surface on the tube or on the injection profile would be conceivable.
  • the air is directed, for example, out of the injection profile against the air-carrying and hot tube, in order to disturb the laminar boundary layer and to improve the heat transfer.
  • the use of, for example, turbulators, swirl springs or deformed Injection profiles improve the heat transfer to the solar tube.
  • the individual solar tubes can be realized from at least one inner or an inner and outer profile.
  • the cross section may e.g. be round, rectangular or optimized for glare protection, for example, to shield a facade from sunlight.
  • the outer profile of the solar tube may have a dirt-repellent surface structure or cross-sectional area.
  • the air can also enter the tube inversely through the annular gap and can be penetrated by e.g. emerge the injection profile.
  • the housing is designed point-symmetrical as in FIGS. 5 to 7.
  • the course of the partition can also take on any bionic forms, for example an S-curve.
  • space and the pressure loss in the header are kept small.
  • the use of a continuous injection profile / tube is advantageous, this allows a symmetrical arrangement of the solar tubes.
  • These tubes / profiles can also be used in two parts for easier transport. For cohesion and
  • a screw connection or a bayonet catch in the center bar is used to assemble the collector.
  • the air flow in the header is shown in FIGS. 5 to 8 and allows several needs-based solutions.
  • the channels can be arranged optimized for lower pressure losses. This also saves collector gross area (housing area).
  • An integrated return channel in the housing can optionally be realized.
  • the shaping can be carried out according to the production process.
  • the insulation between the inner air guide plates and the outer jacket As a foamed molding, the internal structures may also be e.g. according to bionic approaches freely formed and an external weather protection and sealing surfaces are integrated in the molding process, depending on the planned temperature range and target life.
  • Some possible combinations are: PU foam with a weatherproof outer layer with or without injected seals for housings and solar tubes and for high temperatures with a temperature-stable insulating layer, e.g. Silicone foam insert, aluminum-laminated glass foam or glass wool treated with aluminum sheet or treated with appropriate anti-abrasion protection.
  • the curved outer cover is both a design element and a protection of the upper sealing surfaces from impact water, see figures "Air duct 1."
  • the space between the housing and the cover can be used as an air duct, whereby the cover is to be insulated.
  • the simple design of the collector makes it possible to use different lengths of solar tubes, so that roof windows, for example, do not represent an installation problem. At these points, the injection profile at the collector is shortened and shorter solar tubes are used. The utilization of complex building surfaces, facades and eg roof gables can thus be realized.
  • the simple design of the collector also allows use in building facades. Due to the internal structure different long tubes e.g. easy to realize for different sized windows. Since no rigid piping is necessary for the air collectors, e.g. Also air hoses or sliding chain link systems can be used. Hereby, a movable solar air collector can be realized, which generates warm / hot air and serves as sun protection on the same side, see illustration facade collector.
  • the collector can be installed outside, in the middle or in the building facade or in the room. Via a drive, e.g. The position can be freely adjusted either electrically or manually. There is the possibility to move complete modules or single tubes. It can also be a system with fixed and movable collectors or tubes can be realized.
  • the movable element has its inlets and outlets integrated in the facade or in the collector frame.
  • the connection can also be in an end or intermediate position. For this purpose, connections are made at these positions which automatically open and close when the collector is positioned there.
  • the opening and closing of the collector terminals can be mechanically, hydraulically, pneumatically or electrically driven.
  • FIG. 9 shows a solar tube which is open on both sides.
  • air or other fluids is heated by the sun on the profile, which is optimized for the solar energy harvesting operation with eg a coating or paint.
  • the advantage of this tube is the very low pressure drop, which is especially important for air collectors. Due to the fact that air can be used, the wall of the profile can be very small and the profile structure can be freely selected. So that no damage occurs due to the thermal expansion, a length compensator can be integrated into the outer / n profiles made of an at least partially transparent material, eg glass profiles, or in the air guide profile.
  • a simple design of the solar tube is the use of Lucasleitprofils on which there are several seals, which serve as spacers and attachment of a profile of an at least partially transparent material.
  • the profile may also consist of several profiles of an at least partially transparent material with different sizes, which serve as a thermal insulation for the solar tube without or with a vacuum or a gas filling in the space.
  • connections between the individual tubes may e.g. be realized by means of compression fittings, threads, jaw coupling, a plug-in system or other sealing closure techniques.
  • the attachment of the tube itself may e.g. be realized with simple pipe clamps.
  • P. have at least one housing or a profile / pipe collector at the inlet and outlet. These fields can be created as diagonal harps or double harps (where the inlet and outlet are on the same collector field side).
  • Sunscreen e.g. integrated in house facades, canopies (for example carports)
  • Air as a heat carrier allows heat generation in which a system operation is to ensure trouble-free. This is reflected in the reliability and above all in the cost price.
  • FIG. 1 shows a solar tube according to the invention, which has an injection device, in this case a tube which is perforated in the region of the closed end of the housing of the solar tube.
  • an injection device in this case a tube which is perforated in the region of the closed end of the housing of the solar tube.
  • cold air is introduced into the solar tube, which is deflected at the end of the solar tube, ie at the reversal point, and flows back under heating on the coated inner wall of the shell of the solar tube.
  • the perforation of the tube is a significant reduction in the flow resistance of the fluid used, for example air, achieved. At the same time prevents excessive pressure drop takes place in the solar tube.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the solar tube, in which the injection device is formed by an injection plate. From the cross-section of such a solar tube, also shown in FIG. 2, it can be seen that the tube is divided by the plate into two half-spaces, in which the heat carrier flows in respectively opposite directions. The fact that the injection plate has a substantially lower surface than the injection tube, a further reduction of the flow resistance and thus also the pressure drop is ensured.
  • Figure 3 shows a further improved embodiment of the injection plate, wherein the injection plate is perforated in the region of the closed end of the solar tube. This also leads to a significant improvement in the flow characteristics of the heat carrier, such as air.
  • Figure 4 shows an embodiment of the solar tubes according to the invention, in which on the injection plate, which may optionally be perforated, nor a guide for the supply or removal of heat carrier is present.
  • this connection can be used to connect to a further tube or else to seal when the tube is connected, for example, to a housing.
  • Figure 4 a Cross-section and a perspective view of the device specified.
  • FIG 5 to 8 different embodiments of a solar tube collector in front and top view, in which two pairs of solar tubes are arranged in pairs on opposite sides.
  • the solar tubes are connected by the injection unit, which may be formed, for example, tubular, but also as an injection plate with associated feed (as shown in Figure 4).
  • the injection unit which may be formed, for example, tubular, but also as an injection plate with associated feed (as shown in Figure 4).
  • the two opposite solar tubes are connected and each of the solar tubes has an injection profile.
  • the profile may have a round or crescent-shaped cross section, for example.
  • the solar tubes can be attached to the collector housing (header) by means of a quick assembly system and sealed.
  • a sleeve on the solar tube can be attached (preferably glued), which ensures the sealing function relative to the collector housing with or without auxiliary seal (eg O-ring or conical seat).
  • the sleeve or seal can have elements for quick attachment of the tubes to the collector housing (for example, by clip mounting, bayonet fitting, screw cap or the like).
  • the housing is divided into two parts, with inlet and outlet for the heat transfer medium on the housing are located on the same side. The continuous injection unit thus ensures that the heat medium flows through both solar tubes.
  • FIG. 6 shows a similar embodiment, with a seal between housing and solar tubes additionally being present here.
  • the partition wall of the housing is guided diagonally, thus allowing an arranged on opposite sides inlet and outlet.
  • the solar tubes in such a way that they are not continuously connected to an opposite solar tube via the injection unit, but each connected both to the range for cold and for the warm air of the housing ,
  • the air inlet or outlet is located on the housing on opposite sides.
  • FIG. 9 shows an embodiment of a solar collector, in which a plurality of solar tubes are mounted on one side of a housing. If such a solar system is mounted on, for example, a roof, it may u.U. be advantageous to perform the solar tubes depending on the structural condition of different lengths, which allows recesses. Thus, for example, roof windows can be effectively rebuilt.
  • FIG 10 embodiments of solar collectors for example, as a sunscreen in front of windows can be attached.
  • On the left side of the figure collectors are shown, which are designed on one side and can be moved up and down on a suspension in front of a window. In strong sunlight can thus be done by collectors based for example on Sydney tubes, an effective shielding of the sun's rays, as these collectors have a black coating.
  • On the right side of Figure 10, an alternative embodiment of a solar collector according to the invention is shown, in which two housings by connecting tubes, in which the heating of the heat carrier takes place, are connected. Such an embodiment is, as far as flow resistance or pressure drop within the device, particularly advantageous, since it can be dispensed with entirely on the injection elements.
  • the heat transfer to the solar tube can be improved.
  • the connection of such solar tubes which are open on both sides and, for example, fitted in housings (headers) on both sides, can be achieved, for example, by rapid attachment of the tubes to one another or to the collector housing (such as claw coupling, bayonet connection, click, snap and / or or Defender closures).
  • the solar tubes may have an applied on the outer surface sleeve and / or seal or the like, which may also include the aforementioned quick-mounting aids.
  • FIG. 11 shows a double-sided open solar tube, such as they are used in the solar collector shown on the right side of FIG.
  • the open on both sides of the solar tube can be formed on several variants, for example, a modified form of the Sydney tube, which is open on both sides and has no injection profile, conceivable, on the other hand, there is also the possibility that the Heilleitprofil, which optionally also be coated can, is formed from a sheet or steel tube.
  • the embodiments need not necessarily be round, but may also be cuboid or diamond-shaped in cross section.
  • a profile made of an at least partially transparent material is applied to this steel tube or sheet-metal tube, which is connected to one another via seals at the edge of the solar tube.
  • the formed gap in the profile of an at least partially transparent material can be evacuated or filled with an insulating gas.
  • the profile of an at least partially transparent material thus corresponds to the structure of double-glazed windows.
  • the two profiles are welded together from an at least partially transparent material at their ends and this overall profile is applied via seals on the example steel pipe.
  • the seals can be normal O-rings.
  • This embodiment has the advantages that the technically difficult to realize connection of eg glass and steel can be done via a rubber seal and the essential easier-to-realizable connection can be made from glass to glass by welding.
  • the resulting gap between the glass profiles can be evacuated efficiently, which significantly improves the insulation of the steel pipe inside.
  • FIG. 12 shows the interconnection of solar tubes to a solar tube collector according to the invention.
  • the solar tubes as shown in FIG. 11, are arranged between two housings, namely the distributor or the collector.
  • the distributor or the collector In this arrangement of the tubes thus eliminates the injection unit, which is necessary when the solar tubes are closed on one side and the heat transfer medium must be redirected. This leads to significantly reduced flow resistance or pressure drops in the solar tube collector according to the invention and thus to a significant increase in efficiency.
  • Perforation of the profile sheath of the solar tube, e.g. Double-walled glass, evacuated: Injection profile or injection plate: Interior: Direction of flow (also possible in other directions): Perforation of injection plate: Guide: Transition from injection profile to injection plate: Housing partition
  • guide cover e.g. Sheet metal space

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Solarröhren für Solarröhrenkollektoren, umfassend eine zumindest doppelwandige, einseitig geschlossene Ummantelung (2), die einen Innenraum (4) einschließt, sowie eine im Innenraum (4) vorhandene Injektionsvorrichtung (3) zum Injizieren eines Wärmeträgers.

Description

Solarröhre, Solarröhrenkollektoren sowie deren Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Solarröhren sowie verbesserte Solarröhrenkollektoren. Die verbesserten Systeme zeichnen sich durch Miniaturisierung, beispielsweise durch kleine Gehäuse, sowie durch verminderten Strömungswiderstand des durch die Kollektoren geleiteten Wärmeträgers und ebenso durch eine Minimierung des Druckabfalls des Wärmeträgers aus.
Derzeit gibt es am Markt solarthermische Systeme, die hauptsächlich mit einem Wärmeträger aus dem Frostschutzmittel Wasser-Glykol betrieben werden. Der Großteil davon wird als Flachkollektor ausgeführt. Der kleinere Anteil wird durch unabgedeckte Schwimmbadabsorbern und Vakuumröhrenkollektoren abgedeckt.
Vorteile des Wasser-Glykolgemisches sind der Einsatz von Wasser als Wärmeträger mit hoher Wärmekapazität und die gleichzeitige Eignung als KorrosionsSchutzmittel. Nachteilig wirkt sich für die hocheffektiven Vakuumröhrenkollektoren das Wasser-Glykolgemisch aus, wenn der Stagnationszustand (Anlagenstillstand) erreicht wird. Die dabei entstehenden hohen Temperaturen führen zu einer Degradation des Wärmeträgers, welches den sicheren Betrieb solcher Anlagen gefährdet.
Es gibt derzeit diverse Lösungsansätze, die sich mit der Vermeidung und Verhinderung der Auswirkungen von Stagnationszuständen beschäftigen. Für hochskalierte Anlagen besteht jedoch immer ein Restrisiko.
Luft als Wärmeträger wird derzeit nur in einigen Flachkollektoren eingesetzt. Die geringe Wärmekapazität und das große Volumen im Vergleich zu Wasser führen zu größeren Leitungen und größeren primären Antriebsverlusten (z.B. von den Ventilatoren). Diese Antriebsverluste werden durch hohe Strömungswiderstände und/oder Druckverluste bedingt, die sich insbesondere bei großen Solarkollektoren mit einer Vielzahl von Solarröhren nachteilig auswirken.
Es gibt derzeit keine befriedigende Lösung, zum einen die Stagnationssicherheit von Vakuumröhrenkollektoren sicher zu gewährleisten, zum anderen Druckverluste oder die Strömungswiderstände zu minimieren. Auf die hohen Temperaturen zu verzichten, scheint jedoch keine geeignete Lösung zu sein, da der Bedarf an Prozesswärme im mittleren Temperaturbereich bis 2000C prinzipiell durch Vakuumröhrenkollektoren bereitgestellt werden kann.
Bei der Raumbeheizung, bei Trocknungsprozessen, bei der solaren Klimatisierung sowie in industriellen Niedertemperaturöfen ist der Bedarf an heißer und warmer Luft von großer Bedeutung.
Ausgehend von den Nachteilen des Standes der Technik ist es somit Aufgabe vorliegender Erfindung, Solarröhren bzw. Solarröhrenkollektoren bereitzustellen, die eine verbesserte Stagnationssicherheit aufweisen. Ebenso ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, die Strömungswiderstände und/oder die Druckverluste in Solarröhren bzw. Solarröhrenkollektoren zu verringern. Weiterhin ist es Aufgabe, eine Miniaturisierung derjenigen Bestandteile, die nicht der Erwärmung des Wärmeträgers dienen, zu gewährleisten.
Diese Aufgaben werden mit der Solarröhre gemäß Anspruch 1, mit dem Solarröhrenkollektor gemäß Anspruch 18 sowie dem Solarröhrenkollektor gemäß Anspruch 25 gelöst. Dabei stellen die abhängigen Ansprüche jeweils vorteilhafte Weiterbildungen dar. Mit den Ansprüchen 32 bis 35 werden Verwendungszwecke der erfindungsgemäßen Solarröhrenkollektoren angegeben.
Überraschenderweise konnte festgestellt werden, dass sowohl mit den erfindungsgemäßen Solarröhren sowie den erfindungsgemäßen Solarröhrenkollektoren sowohl eine Miniaturisierung, z.B. des Gehäuses, möglich ist, sowie sich verbesserte Werte bei der Druckverminderung oder des Druckabfalls ergeben. Weiterhin konnte überraschenderweise beobachtet werden, dass die Strömungswiderstände in den erfindungsgemäßen Gegenständen gegenüber Vorrichtungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, vermindert sind. Somit lassen sich Solarröhren bzw. Solarröhrenkollektoren bereitstellen, die eine im Vergleich zu den Solarröhrenkollektoren aus dem Stand der Technik ver-
6 besserte Effizienz aufweisen.
Mögliche Luftführungen sind den Abbildungen zu entnehmen. Bei allen Varianten des Kollektors wird die Ein- oder Ausleitung der Luft in die Vakuumröhre durch ein Injektionsrohr oder ein anderes Profil / Blech aktiv realisiert . Durch dieses Blech wird der Innenraum der Röhre in mindestens zwei Teile getrennt. Die Abdichtung zwischen den Räumen erfolgt dann z.B. durch die Federeigenschaften des Bleches welches vorgespannt in die Röhre eingebracht wird und sich dort z.B. in der Mitte zentriert, aber auch der Einsatz einer Dichtung/ -fläche an der Röhre oder an dem Injektionsprofil wäre vorstellbar.
Im Umkehrpunkt vor dem Boden der Röhre erfolgt eine weiche Umlenkung der Luft siehe Abbildungen „Umlenkungen", in dem das Injektionsprofil zunehmend stärker perforiert, gelocht oder eingekerbt wird. Das untere Ende am Injektionsprofil enthält einen Abschnitt, der für den strömungsgünstigen und den Wärmeübergang begünstigenden Wendevorgang der Luft vorteilhaft ist. Dazu wird die Luft bspw. aus dem Injektionsprofil gegen die luftführende und warme Röhre gelenkt, um dort die laminare Grenzschicht zu stören und den Wärmeübergang zu verbessern. Für beide Strömungsrichtungen kann der Einsatz von z.B. Turbulato- ren, Drallfedern oder deformierten Injektionsprofilen, den Wärmeübergang an der Solarröhre verbessern.
Bei der Verwendung eines Injektionsbleches wird auf der anderen Injektionsprofilseite (Headerseite, Header = Gehäuse des Solarröhrenkollektors) ein Übergang z.B. auf ein Rohrprofil realisiert, siehe Abbildung „Übergang Injektionsprofil". Hierfür kann ein Stück Rohr oder das Blech (z.B. als Rohr gebogen) verwendet
C werden.
Die einzelnen Solarröhren können dabei aus mindestens einem inneren oder einem inneren und äußeren Profil realisiert werden. Der Querschnitt kann z.B. rund, rechteckig oder auf Blendschutz optimiert sein, um beispielsweise eine Fassade vor Sonneneinstrahlung abzuschirmen. Das Außenprofil der Solarröhre kann eine schmutzabweisende Oberflächenstruktur oder Querschnittsfläche aufweisen.
Bei gegenüberliegender Anordnung der Röhren kann die Luft auch invers dazu durch den Ringspalt in die Röhre eintreten und durch z.B. das Injektionsprofil austreten.
Die gegenüberliegende Anordnung der Röhren hat den Vorteil, dass die verlustbehaftete Oberfläche des Headers im Verhältnis zu den sehr gut isolierten Vakuumröhren klein bleibt, es wird jeweils ein Gehäuse eingespart. Die teilweise Durchführung durch den Header wird in der Patentschrift Nr. US 005163821 A „So- larthermal Powered Water Pump", sowie in DE 32 05 238 Al und US 4,016,860 beschrieben.
Vorteilhaft ist, wenn das Gehäuse wie in Fig. 5 bis 7 punktsymmetrisch ausgeführt ist. Anstelle eines diagonalen Verlaufs kann der Verlauf der Trennwand jedoch auch beliebige bionische Formen, beispielsweise eine S-Kurve, annehmen. Mit solch einem Header wird Platz und der Druckverlust im Header klein gehalten. Auch die Verwendung eines durchgehenden Injektions- profils/-rohr ist vorteilhaft, dies ermöglicht eine symmetrische Anordnung der Solarröhren. Diese Rohre/Profile können auch zweiteilig für den einfacheren Transport verwendet werden. Für den Zusammenhalt und
Ir für die Montage des Kollektors wird z.B. eine Ver- schraubung oder ein Bajonettverschluss im Mittelsteg verwendet .
Die Luftführung im Header ist den Fig. 5 bis 8 zu entnehmen und lässt mehrere bedarfsgerechte Lösungen zu. Die Kanäle können für geringere Druckverluste optimiert angeordnet werden. Dies spart zudem noch Kollektorbruttofläche (Gehäusefläche) . Ein integrierter Rückkanal im Gehäuse kann gegebenenfalls realisiert werden.
Die Formgebung kann je nach Produktionsverfahren ausgeführt werden. Als Blechteil liegt die Isolierung zwischen den inneren Luftführungsblechen und dem äußeren Mantel. Als geschäumtes Formteil können die inneren Strukturen auch z.B. nach bionischen Ansätzen frei geformt werden und ein äußerer Witterungsschutz sowie Dichtflächen im Formgebungsprozess integriert werden, je nach geplantem Temperaturbereich und angestrebter Lebensdauer. Einige mögliche Kombinationen sind: PU-Schaum mit witterungsfester Außenschicht mit oder ohne eingespritzten Dichtungen für Gehäuse und Solarröhren und für hohe Temperaturen mit einer temperaturstabileren Dämmschicht z.B. Silikonschaumeinlage, alukaschierter, mit Alublech geschütztem oder mit entsprechendem Abrasivschutz bearbeiteter Glasschaum oder Glaswolle.
Die gekrümmte äußere Abdeckung ist sowohl Designelement als auch ein Schutz der oberen Dichtflächen vor Schlagwasser, siehe Abbildungen „Luftführung 1". Der Zwischenraum zwischen Gehäuse und der Abdeckung kann als Luftkanal verwendet werden. Hierbei ist die Abdeckung zu dämmen. Der einfache Aufbau des Kollektors ermöglicht es unterschiedlich lange Solarröhren zu verwenden, damit z.B. Dachfenster kein Installationsproblem darstellen. An diesen Stellen werden am Kollektor das Injektionsprofil verkürzt und kürzere Solarröhren verwendet. Auch die Ausnutzung von komplexen Gebäudeflächen, Fassaden und z.B. Dachgiebeln kann somit realisiert werden.
Der einfache Aufbau des Kollektors ermöglicht auch den Einsatz in Gebäudefassaden. Durch den internen Aufbau sind unterschiedliche lange Röhren z.B. für unterschiedlich große Fenster einfach zu realisieren. Da für die Luftkollektoren keine starren Rohrleitungen notwendig sind, können z.B. auch Luftschläuche oder verschiebbare Kettengliedersysteme verwendet werden. Hiermit kann ein beweglicher Solarluftkollektor realisiert werden, welcher warme/heiße Luft erzeugt und gleichseitig als Sonnenschutz dient, siehe Abbildung Fassadenkollektor. Der Kollektor kann außerhalb, mittig oder in der Gebäudefassade oder im Raum installiert werden. Über einen Antrieb, z.B. e- lektrisch oder von Hand kann die Position frei eingestellt werden. Es gibt die Möglichkeit komplette Module oder einzelne Röhren zu verschieben. Es kann auch ein System mit fest installierten und beweglichen Kollektoren oder Röhren realisiert werden. Das bewegliche Element hat seine Ein- und Auslässe in der Fassade integriert oder in dem Kollektorrahmen. Der Anschluss kann sich auch in einer End- oder Zwischenposition befinden. Hierfür werden an diesen Positionen Anschlüsse angebracht die sich automatisch öffnen und schließen, wenn der Kollektor dort positioniert wird. Die Öffnung und Schließung der Kollektoranschlüsse kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetrieben erfolgen.
L In Fig. 9 ist eine beidseitig geöffnete Solarröhre dargestellt. Im Luftleitprofil wird Luft oder auch andere Fluide durch die Sonneneinstrahlung auf das Profil, welches für den solaren Energiesammelbetrieb mit z.B. einer Beschichtung oder Lackierung optimiert ist, erhitzt. Der Vorteil dieser Röhre ist der sehr geringe Druckverlust, was besonders wichtig bei Luft- kollektoren ist. Aufgrund dessen dass Luft verwendet werden kann, kann die Wandung des Profiles sehr gering sein und die Profilstruktur frei wählbar sein. Damit durch die thermische Ausdehnung keine Beschädigungen entstehen, kann ein Längenkompensator in die äußere/-n Profile aus einem zumindest teilweise transparenten Material, z.B. Glasprofile, oder in das Luftleitprofil integriert werden. Eine einfache Bauform der Solarröhre ist die Verwendung des Luftleitprofils, auf dem sich mehrere Dichtungen befinden, welche als Abstandshalter und Befestigung eines Profiles aus einem zumindest teilweise transparenten Material dienen. Das Profil kann auch aus mehreren Profilen aus einem zumindest teilweise transparenten Material mit unterschiedlichen Größen bestehen, welche ohne oder mit einem Vakuum oder einer Gasfüllung im Zwischenraum als Wärmedämmung für die Solarröhre dienen.
Die Verbindungen zwischen den einzelnen Röhren können z.B. mit Hilfe von Klemmringverschraubungen, Gewinden, Klauenkupplung, einem Stecksystem oder anderen dichtenden Verschlusstechniken realisiert werden. Die Befestigung der Röhre selbst kann z.B. mit einfachen Rohrschellen realisiert werden.
Aufgrund des sehr geringen Druckverlustes können somit große Kollektorfelder installiert werden, welche
P. mindestens ein Gehäuse oder ein Profil-/Rohrsammler am Einlass und Auslass besitzen. Diese Felder können als diagonal durchströmte Harfen oder Doppelharfen (bei denen der Ein- und Auslass auf der gleichen Kollektorfeldseite sich befindet) erstellt werden.
Bevorzugte Anwendungsgebiete sind beispielsweise
die Bereitstellung von Warmwasser warme Luft zur Gebäudebeheizung (sehr einfach und kostengünstig in Passivhäusern und gewerblichen und öffentlichen Objekten wo vorhandene Lüftungs- systeme existieren bzw. vorgesehen sind) Gebäudetrocknung (z.B. gegen Probleme mit Feuch- tigkeits-, Schimmelbildung, oder Korrosion) und Fassadentrocknung (bsp. Kondensatbildung in Gebäudefassaden)
Bereitstellung von Prozesswärme für Bäckereien, Galvanikbetrieben, Lackierereien etc. die warme Luft oder vorgewärmte Frischluft benötigen. Früchtetrocknung, z.B. Tomatentrocknung in Eritrea, Afrika. Auch ist die solare Trocknung dort sinnvoll, wo die Verwendung von Holz als Energieträger noch viel gravierendere Umweltfolgen hat als bei uns . Pellettrocknung
In Verbindung mit einer sorptionsgestützen Kältemaschine zur Klimatisierung von Gebäuden. Speicherung der Wärme mit gänzlich neuen Möglichkeiten die durch den Wärmeträger Luft eröffnet werden.
Sonnenschutz z.B. in Hausfassaden integriert, Ü- berdachungen (z.B. Carports)
Vorteile gegenüber vorhandenen Technologien stellen u.a. dar :
f£ Falls die erwärmte Luft benötigt wird, erfolgt die Bereitstellung ohne Übertragungsverluste, wie z.B. mit Luftwasserwärmeüberträger
Luft als Wärmeträger ermöglicht eine Wärmeerzeugung bei dem ein Anlagenbetrieb störungsfreier zu gewährleisten ist. Dies schlägt sich in der Betriebssicherheit und vor allem in den Gestehungskosten nieder.
Luftkollektoranlagen sind im Gegensatz zu Wasserkollektoren ohne Zusatzaufwand sehr hoch skalierbar. Betriebszustände die als Stagnation bezeichnet werden sind ohne besondere Maßnahmen sicher beherrschbar.
Gegenüber anderen Luftkollektoren liegt der Wirkungsgrad dieses Kollektors bei höheren Temperaturen deutlich besser. Dies eröffnet neue Anwendungsgebiete die bisher nur den Wasserkollektoren vorbehalten waren.
Vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgend abgebildeten Figuren näher erläutert, ohne die Erfindung auf die dort dargestellten speziellen Ausführungsformen beschränken zu wollen.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Solarröhre, die eine Injektionsvorrichtung, in diesem Falle ein Rohr, das im Bereich des geschlossenen Endes des Gehäuses der Solarröhre perforiert ist, aufweist. Durch dieses Rohr wird kalte Luft in die Solarröhre eingeführt, die am Ende der Solarröhre, also am Umkehrpunkt, umgelenkt wird und an der beschichteten Innenwand der Ummantelung der Solarröhre unter Erwärmung zurückströmt. Durch die Perforierung des Rohres wird eine deutliche Absenkung des Strömungswiderstands des eingesetzten Fluids, beispielsweise Luft, erreicht. Zeitgleich wird verhindert, dass ein übermäßiger Druckabfall in der Solarröhre stattfindet.
Figur 2 eine alternative Ausführungsform der Solarröhre, bei dem die Injektionsvorrichtung durch ein Injektionsblech gebildet wird. Aus dem ebenso in Figur 2 abgebildeten Querschnitt einer derartigen Solarröhre ist ersichtlich, dass die Röhre durch das Blech dabei in zwei Halbräume geteilt wird, in denen der Wärmeträger in jeweils entgegengesetzten Richtungen strömt. Dadurch, dass das Injektionsblech eine wesentlich geringere Oberfläche als das Injektionsrohr aufweist, wird eine weitere Verminderung des Strömungswiderstandes und somit ebenso des Druckabfalls gewährleistet.
Figur 3 eine weitere verbesserte Ausführungsform des Injektionsblechs, wobei das Injektionsblech im Bereich des geschlossenen Endes der Solarröhre perforiert ist. Auch dies führt zu einer erheblichen Verbesserung der Strömungseigenschaften des Wärmeträgers, beispielsweise Luft.
Figur 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarröhren, bei dem auf dem Injektions- blech, das optional perforiert sein kann, noch eine Führung zur Zu- oder Abführung von Wärme- träger vorhanden ist. Über diese Führung kann beispielsweise eine Verbindung mit einer weiteren Röhre erfolgen oder auch eine Abdichtung, wenn die Röhre beispielsweise an ein Gehäuse angeschlossen wird. Ebenso ist in Figur 4 ein Querschnitt sowie eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung angegeben.
Figur 5 bis 8 verschiedene Ausführungsformen eines Solarröhrenkollektors in Frontansicht und Aufsicht, bei dem jeweils zwei Solarröhren auf gegenüberliegenden Seiten paarweise angeordnet sind. Die Solarröhren sind dabei durch die Injektionseinheit, die beispielsweise rohrförmig, aber auch als Injektionsblech mit dazugehöriger Zuführung (wie dies in Figur 4 dargestellt ist) ausgebildet sein kann, verbunden. Ebenso ist die Möglichkeit gegeben, dass die zwei gegenüberliegenden Solarröhren verbunden sind und jede der Solarröhren ein Injektionsprofil aufweist. Das Profil kann dabei einen z.B. runden oder halbmondförmigen Querschnitt haben. Ebenso ist es bei den Ausführungsformen, die verbundene Solarröhren aufweisen, vorteilhaft, wenn die Verbindung durch die Decke der Vorrichtung oder die Bodenisolation des Headers geführt wird. Dies führt zu einem geringeren Druckverlust im Header. Die Solarröhren können dabei am Kollektorgehäuse (Header) mittels Schnellmontagesystem befestigt und abgedichtet werden. Zur Montage und Abdichtung kann eine Hülse auf der Solarröhre befestigt werden (vorzugsweise geklebt) , die mit oder ohne Hilfsdichtung (z.B. O-Ring oder Kegelsitz) die Dichtfunktion gegenüber dem Kollektorgehäuse gewährleistet. Die Hülse bzw. Dichtung kann dabei Elemente zur Schnellbefestigung der Röhren am Kollektorgehäuse aufweisen (beispielsweise durch Klippmontage, Bajonettver- schluss, Drehverschluss oder ähnlichem) . In Figur 5 ist dabei das Gehäuse zweigeteilt, wobei sich Ein- und Auslass für den Wärmeträger am Ge- häuse an der gleichen Seite befinden. Durch die durchgehende Injektionseinheit ist somit gewährleistet, dass das Wärmemediura beide Solarröhren durchströmt. In Figur 6 ist eine ähnliche Ausführungsform dargestellt, wobei hier noch zusätzlich eine Dichtung zwischen Gehäuse und Solarröhren vorhanden ist. In Figur 7 ist die Trennwand des Gehäuses diagonal geführt, was somit einen auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Ein- und Auslass ermöglicht. Ebenso ist es jedoch möglich, wie beispielsweise in Figur 8 dargestellt, die Solarröhren so auszubilden, dass sie nicht durchgehend mit einer gegenüberliegenden Solarröhre über die Injektionseinheit verbunden sind, sondern jeweils sowohl mit dem Bereich für kalte als auch dem für warme Luft des Gehäuses verbunden sind. So erfolgt beispielsweise der Eintritt der kalten Luft durch die Injektionseinheit, während die warme Luft in einen davon abgetrennten Bereich des Gehäuses wieder aus den Solarröhren austritt. Der Luft- einlass bzw. -auslass ist am Gehäuse auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet.
Figur 9 eine Ausführungsform eines Solarkollektors, bei dem mehrere Solarröhren einseitig an einem Gehäuse angebracht sind. Falls eine derartige Solaranlage auf beispielsweise einem Dach angebracht wird, kann es u.U. von Vorteil sein, die Solarröhren je nach baulicher Gegebenheit unterschiedlich lang auszuführen, was Aussparungen ermöglicht. Somit können beispielsweise Dachfenster effektiv umbaut werden.
Figur 10 Ausführungsformen von Solarkollektoren, die beispielsweise als Sonnenschutz vor Fenstern angebracht werden können. Auf der linken Seite der Figur sind Kollektoren dargestellt, die einseitig ausgeführt sind und an einer Aufhängung vor einem Fenster auf und ab bewegt werden können. Bei starker Sonneneinstrahlung kann somit durch Kollektoren, die beispielsweise auf Sydney-Röhren basieren, eine effektive Abschirmung der Sonnenstrahlen erfolgen, da diese Kollektoren eine schwarze Beschichtung aufweisen. Auf der rechten Seite der Figur 10 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Solarkollektors dargestellt, bei dem zwei Gehäuse durch verbindende Röhren, in denen die Erwärmung des Wärmeträgers erfolgt, verbunden sind. Eine derartige Ausführungsform ist, was Strömungswiderstände bzw. Druckabfall innerhalb der Vorrichtung anbelangt, besonders vorteilhaft, da hier gänzlich auf die Injektionselemente verzichtet werden kann. Durch den Einsatz von z.B. Turbulatoren, Drallfedern oder deformierten Injektionsprofilen in derartigen Solarröhren kann der Wärmeübergang an der Solarröhre verbessert werden. Die Verbindung derartiger Solarröhren, die auf beiden Seiten offen sind und z.B. auf beiden Seiten in Gehäusen (Headern) eingepasst sind, kann beispielsweise durch Schnellbefestigung der Röhren untereinander oder am Kollektorgehäuse (wie z.B. Klauenkupplung, Bajonettver- schluss, Klick-, Schnapp- und/oder Defender- Verschlüsse) erfolgen. Auch hier können die Solarröhren eine auf der Außenoberfläche aufgebrachte Hülse und/oder Dichtung oder ähnliches aufweisen, die ebenso die zuvor genannten Schnellmontagehilfen beinhalten kann.
Figur 11 eine beidseitig offene Solarröhre, wie sie im Solarkollektor, der auf der rechten Seite der Figur 10 abgebildet ist, verwendet wird. Die beidseitig offene Solarröhre kann dabei auf mehrere Varianten gebildet sein, beispielsweise ist eine modifizierte Form der Sydney-Röhre, die auf beiden Seiten geöffnet ist und kein Injektionsprofil aufweist, denkbar, andererseits besteht auch die Möglichkeit, dass das Luftleitprofil, das optional auch beschichtet sein kann, aus einem Blech bzw. Stahlrohr gebildet ist. Die Ausführungsformen müssen jedoch nicht notwendigerweise rund sein, sondern können auch quaderförmig bzw. rautenförmig im Querschnitt sein. Auf diesem Stahlrohr oder Blechrohr ist zu Isolationszwecken ein Profil aus einem zumindest teilweise transparenten Material aufgebracht, das über Dichtungen am Rand der Solarröhre miteinander verbunden ist. Somit ist der gebildete Zwischenraum im Profil aus einem zumindest teilweise transparenten Material evakuierbar oder mit einem isolierenden Gas befüllbar. Das Profil aus einem zumindest teilweise transparenten Material entspricht somit dem Aufbau von doppelglasigen Fensterscheiben. In Variante 2 ist die Möglichkeit abgebildet, dass die beiden Profile aus einem zumindest teilweise transparenten Material an ihren Enden miteinander verschweißt sind und dieses Gesamtprofil über Dichtungen auf das beispielsweise Stahlrohr aufgebracht ist. Die Dichtungen können dabei normale O-Ringe sein. Diese Ausführungsform bringt die Vorteile mit sich, dass die technisch schwer realisierbare Verbindung von z.B. Glas und Stahl über eine Gummidichtung erfolgen kann und die wesentliche einfacher zu realisierbare Verbindung von Glas zu Glas durch Verschweißen hergestellt werden kann. Somit kann der entstehende Zwischenraum zwischen den Glasprofilen effizient evakuiert werden, was die Isolierung des innen befindlichen Stahlrohrs deutlich verbessert.
Figur 12 die Verschaltung von Solarröhren zu einem erfindungsgemäßen Solarröhrenkollektor . Dabei sind die Solarröhren, wie sie in Figur 11 dargestellt sind, zwischen zwei Gehäusen, nämlich dem Verteiler bzw. dem Sammler, angeordnet. Bei dieser Anordnung der Röhren entfällt somit die Injektionseinheit, die notwendig ist, wenn die Solarröhren einseitig geschlossen sind und der Wärmeträger umgelenkt werden muss . Dies führt zu deutlich verringerten Strömungswiderständen bzw. Druckabfällen im erfindungsgemäßen Solarröhrenkollektor und somit zu einer deutlichen Erhöhung der Effizienz.
Bezugszeichenliste
: Perforierung des Profils : Ummantelung der Solarröhre, z.B. doppelwandi- ges Glas, evakuiert : Injektionsprofil bzw. Injektionsblech : Innenraum : Durchströmungsrichtung (auch in andere Richtung möglich) : Perforierung des Injektionsblechs : Führung : Übergang vom Injektionsprofil auf Injektionsblech : Trennwand Gehäuse
Einlass für Kaltluft Auslass für Warmluft Dichtung, Führung Abdeckung, z.B. Blech Zwischenraum
Hindernis im Kollektorfeld, z.B. Dachfenster Gehäuse Kollektoren Gebäudefassade Luftaustritt Luftleitprofil Glasprofil Dichtungen
Verbundstelle von zwei Glasprofilen Verteiler Sammler

Claims

Patentansprüche
1. Solarröhre für Solarröhrenkollektoren, umfassend eine zumindest doppelwandige, einseitig geschlossene Ummantelung, die einen Innenraum einschließt, sowie eine im Innenraum vorhandene Injektionsvorrichtung zum Injizieren eines Wärmeträgers .
2. Solarröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung als in den Innenraum eingebrachtes Injektionsrohr und/oder als Injektionsblech ausgebildet ist.
3. Solarröhre nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Injektionsrohr im Innenraum gleichmäßig beabstandet zur an den Innenraum angrenzenden Wandung der Ummantelung angeordnet ist .
4. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung zumindest im Bereich des geschlossenen Endes der Ummantelung strukturiert ist, insbesondere perforiert, geriffelt, gelocht, mit Aussparungen versehen, gewellt und/oder gezackt ist.
5. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung und/oder die an den Innenraum angrenzende Wandung der Ummantelung zumindest teilweise eine Oberflächenstrukturierung aufweist, die den Strömungswiderstand des Wärmeträ- gers vermindert und den Wärmeübergang verbessert, insbesondere eine einem Golfball nachempfundene Oberflächenstrukturierung .
6. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelwan- dige Ummantelung aus einem im Wellenlängenbereich von 200 bis 3000 nm zumindest teilweise transparenten Material gebildet ist.
7. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Quarzglas und transparenten Kunststoffen, insbesondere (Meth) -Acrylaten, Plexiglas, Polyamiden, PP, PE und/oder Polycarbonaten.
8. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung aus einem mit einem Profil aus zu einem zumindest teilweise transparenten Material umgebenen Stahlrohr gebildet ist, wobei das Stahlrohr optional mit einer Wärme absorbierenden Be- schichtung versehen sein kann.
9. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung zwischen den mindestens zwei Wandungen zumindest teilweise evakuiert und/oder zumindest teilweise mit einem thermisch isolierenden Medium, insbesondere einem Gas und/oder einem isolierenden Stoff, gefüllt ist.
10. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Innenraum angrenzende Wandung der Ummantelung und/oder die Injektionsvorrichtung zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen ist, die gegenüber Licht im Wellenlängenbereich zwischen 200 und 3000 nm einen Absorptionskoeffizienten von mindestens 0,7, bevorzugt mindestens 0,9, besondere bevorzugt mindestens 0,95 aufweist.
11. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Injektionsblech den Innenraum der Solarröhre im Querschnitt in zwei Bereiche unterteilt.
12. Solarröhre nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet ist.
13. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bereichsweise auf mindestens einer Seite des Injektionsblechs eine Führung für den Wärmeträger vorgesehen ist, die bevorzugt als Rohr mit kreisförmigem oder halbmondförmigem Querschnitt und/oder Schlauch ausgebildet ist.
14. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie über die Injektionsvorrichtung, bevorzugt über das Injektionsrohr oder die Führung für das Injektions- blech, mit einer weiteren Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden ist.
15. Solarröhre nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie über die Injektionsvorrichtung, bevorzugt über das Injektionsrohr oder die Führung für das Injektionsblech, mit der Injektionsvorrichtung, bevorzugt mit einem Injektionsrohr oder einer Führung für das Injektions- blech einer weiteren Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden ist .
16. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Umman- telung zumindest bereichsweise eine Hülse zur Montage und/oder Abdichtung befestigt, vorzugsweise geklebt ist.
17. Solarröhre nach vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse mindestens ein Element zur Befestigung der Solarröhre aufweist.
18. Solarröhre nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse und/oder das mindestens eine Schnellbefestigungselement am of- fenseitigen Ende der Ummantelung angebracht ist.
19. Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus gasförmigen und/oder flüssigen Wärmeträgern.
20. Solarröhre nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luft, Wasser und/oder Glykol.
21. Solarröhrenkollektor, umfassend:
a) ein Gehäuse, das durch eine Trennwand in einen Einlass- und einen Auslassbereich für einen Wärmeträger unterteilt ist,
b) an mindestens einer Seite des Gehäuses mindestens jeweils eine angebrachte Solarröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit dem Einlass- und/oder Auslassbereich des Gehäuses in Verbindung steht.
22. Solarröhrenkollektor nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Solarröhren auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind.
23. Solarröhrenkollektor nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei gegenüberliegende Solaröhren mit ihrer Längsachse auf einer Graden angeordnet sind.
24. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei gegenüberliegende Solarröhren über die Injektionseinheiten verbunden sind.
25. Solarröhrenkollektor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Solarröhre nur auf einer Seite des Gehäuses angeordnet ist.
26. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Solarröhren eine unterschiedliche Länge aufweisen.
27. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbereich des Gehäuses und/oder die Trennwand zumindest teilweise eine Oberflächenstrukturierung aufweist, die den Strömungswiderstand des Wärme- trägers vermindert, insbesondere eine einem Golfball nachempfundene Oberflächenstrukturierung .
28. Solarröhrenkollektor, umfassend:
a) mindestens zwei Gehäuse, die jeweils mindestens eine Öffnung zur Zu- oder Abführung eines Wärmeträgers aufweisen, sowie b) mindestens eine, die mindestens beiden Gehäuse verbindende Solarröhre, umfassend eine beidseitig geöffnete, rohrförmige Ummante- lung, die zumindest doppelwandig ausgeführt ist und einen Innenraum einschließt.
29. Solarröhrenkollektor nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuse und/oder die an den Innenraum angrenzende Wandung der Ummantelung zumindest teilweise eine Oberflächenstrukturierung aufweist, die den Strömungswiderstand des Wärmeträgers vermindert, insbesondere eine einem GoIf- ball nachempfundene Oberflächenstrukturierung.
30. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 28 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die doppel- wandige Ummantelung aus einem in einem Wellenlängenbereich von 200 bis 3000 nm zumindest teilweise transparenten Material gebildet ist.
31. Solarröhrenkollektor nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Quarzglas und transparenten Kunststoffen, insbesondere (Meth) -Acrylaten, Plexiglas, Polyamiden, PP, PE und/oder Polycarbonaten.
32. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ummantelung aus einem mit einem Profil aus einem zumindest teilweise transparenten Material umgebenen Stahlrohr gebildet ist, wobei das Stahlrohr optional mit Licht im Wellenlängenbereich von 200 bis 3000 nm absorbierenden Beschichtung versehen sein kann.
33. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Umman- telung zwischen den mindestens zwei Wandungen zumindest teilweise evakuiert und/oder zumindest teilweise mit einem thermisch isolierenden Medium, insbesondere einem isolierenden Gas und/oder einem isolierenden Stoff, gefüllt ist.
34. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Innenraum angrenzende Wandung die Ummantelung zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen ist, die gegenüber Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 200 und 3000 nm einen Absorptionskoeffizienten von mindestens 0,7, bevorzugt mindestens 0,9, besonders bevorzugt von mindestens 0,95 aufweist.
35. Solarröhrenkollektor nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus gasförmigen und/oder flüssigen Wärmeträgern.
36. Solarröhrenkollektor nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme- träger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luft, Wasser und/oder Glykol .
37. Verwendung eines Kollektors nach einem der Ansprüche 21 bis 36 als Fassadenkollektor und/oder Dachkollektor und/oder Überdachung, insbesondere eines Carports .
38. Verwendung eines Kollektors nach einem der Ansprüche 21 bis 36 zur Erzeugung von Warmwasser und/oder Warmluft.
39. Verwendung eines Kollektors nach einem der Ansprüche 21 bis 36 zur Gebäudeheizung; Gebäudetrocknung; Bereitstellung von Prozesswärme, z.B. für Bäckereien, Galvanikbetrieben, Wäschereien oder Lackierereien; Trocknung von Lebensmitteln, chemischen Produkten, Holz und/oder Pellets; zum Betreiben von Kältemaschinen, bevorzugt sorpti- onsgestützte Kältemaschinen.
40. Verwendung eines Kollektors nach einem der Ansprüche 21 bis 36 als Sonnenschutz.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8378280B2 (en) 2007-06-06 2013-02-19 Areva Solar, Inc. Integrated solar energy receiver-storage unit
US8739512B2 (en) 2007-06-06 2014-06-03 Areva Solar, Inc. Combined cycle power plant
US8807128B2 (en) 2007-08-27 2014-08-19 Areva Solar, Inc. Linear fresnel solar arrays
DE102013110026A1 (de) 2013-09-12 2015-03-12 Emily May Kollektorröhre für einen Solarkollektor und Solarkollektor mit mehreren Kollektorröhren
US9022020B2 (en) 2007-08-27 2015-05-05 Areva Solar, Inc. Linear Fresnel solar arrays and drives therefor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101881522A (zh) * 2010-04-12 2010-11-10 江苏浴普太阳能有限公司 一种同轴套管双回路真空管集热器连箱
DE102011017276A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Markus Meny Absorberrohr für Kollektoren und/oder Reflektoren eines solarthermischen Kraftwerks
DE102012009027A1 (de) * 2012-05-05 2013-11-07 Martin Kronstedt luftdurchströmter Vakuumröhrenkollektor mit und ohne hinterliegenden CPC-Spiegeln
EP2827078A1 (de) * 2013-07-17 2015-01-21 Urs Furter Solarkollektor zur Beheizung einer Zirkulationsflüssigkeit und Verfahren zur Herstellung eines Solarkollektors
CN115057410B (zh) * 2022-06-16 2023-07-14 西安交通大学 一种基于强化预热的锥形太阳能甲烷重整反应器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2205378A (en) * 1938-03-12 1940-06-25 Abbot Charles Greeley Solar flash boiler
US4016860A (en) * 1976-01-12 1977-04-12 Owens-Illinois, Inc. Tubular solar energy collection system utilizing air media
US4018215A (en) * 1975-07-28 1977-04-19 Owens-Illinois, Inc. Liquid operated solar energy collector
FR2444237A1 (fr) * 1978-12-11 1980-07-11 Chausson Usines Sa Capteur solaire
EP0025305A1 (de) * 1979-08-29 1981-03-18 Jacques Marie Hanlet Absorber für elektromagnetische Energie
DE3205238A1 (de) * 1981-02-17 1982-08-26 Owens-Illinois, Inc., 43666 Toledo, Ohio Solarkollektormodul
US4452233A (en) * 1982-03-04 1984-06-05 Goodman Jr Maurice Solar energy collector
DE4121670A1 (de) * 1991-06-29 1993-01-07 Dornier Gmbh Solarkollektor als gebaeude-bauelement
EP1167893A2 (de) * 2000-06-19 2002-01-02 Friedrich Udo Müller Vorrichtung zum Erwärmen oder Kühlen eines fluiden Mediums, insbesondere Sonnenkollektor, sowie Ventil zum Einsatz in einer solchen Vorrichtung
WO2005088207A1 (de) * 2004-03-15 2005-09-22 Uestuen Orhan Wärmetauscher mit vakuumröhre

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163821A (en) 1991-04-02 1992-11-17 Worldwater, Inc. Solar thermal powered water pump

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2205378A (en) * 1938-03-12 1940-06-25 Abbot Charles Greeley Solar flash boiler
US4018215A (en) * 1975-07-28 1977-04-19 Owens-Illinois, Inc. Liquid operated solar energy collector
US4016860A (en) * 1976-01-12 1977-04-12 Owens-Illinois, Inc. Tubular solar energy collection system utilizing air media
FR2444237A1 (fr) * 1978-12-11 1980-07-11 Chausson Usines Sa Capteur solaire
EP0025305A1 (de) * 1979-08-29 1981-03-18 Jacques Marie Hanlet Absorber für elektromagnetische Energie
DE3205238A1 (de) * 1981-02-17 1982-08-26 Owens-Illinois, Inc., 43666 Toledo, Ohio Solarkollektormodul
US4452233A (en) * 1982-03-04 1984-06-05 Goodman Jr Maurice Solar energy collector
DE4121670A1 (de) * 1991-06-29 1993-01-07 Dornier Gmbh Solarkollektor als gebaeude-bauelement
EP1167893A2 (de) * 2000-06-19 2002-01-02 Friedrich Udo Müller Vorrichtung zum Erwärmen oder Kühlen eines fluiden Mediums, insbesondere Sonnenkollektor, sowie Ventil zum Einsatz in einer solchen Vorrichtung
WO2005088207A1 (de) * 2004-03-15 2005-09-22 Uestuen Orhan Wärmetauscher mit vakuumröhre

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8378280B2 (en) 2007-06-06 2013-02-19 Areva Solar, Inc. Integrated solar energy receiver-storage unit
US8739512B2 (en) 2007-06-06 2014-06-03 Areva Solar, Inc. Combined cycle power plant
US8807128B2 (en) 2007-08-27 2014-08-19 Areva Solar, Inc. Linear fresnel solar arrays
US9022020B2 (en) 2007-08-27 2015-05-05 Areva Solar, Inc. Linear Fresnel solar arrays and drives therefor
DE102013110026A1 (de) 2013-09-12 2015-03-12 Emily May Kollektorröhre für einen Solarkollektor und Solarkollektor mit mehreren Kollektorröhren
DE102013110026B4 (de) * 2013-09-12 2015-10-08 Emily May Kollektorröhre für einen Solarkollektor und Solarkollektor mit mehreren Kollektorröhren

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007018644A8 (de) 2009-01-29
DE102007018644A1 (de) 2008-10-23
WO2008128746A3 (de) 2009-03-05

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