WO2009026913A2 - Thermischer sonnenkollektor - Google Patents

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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the invention relates to a thermal solar collector according to the preamble of claim 1.
  • thermal solar collector which consists of a box-shaped housing in which a collector is in sandwich construction, which is similar in construction to the known corrugated board.
  • This collector consists of a base plate and a cover plate and a profiled sheet arranged therebetween (corrugated metal sheet, trapezoidal sheet metal or rectangular sheet metal).
  • the upper side of the cover plate is coated black matt to absorb the incident solar radiation. Since the whole collector heats up, including the bottom plate, a large proportion of the heat absorbed by the sun is lost again through radiation through the bottom plate.
  • the invention has for its object to make a thermal solar collector of the type mentioned so that the radiation through the dark side of the
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the thermal solar collector due to its design has a better efficiency and even without a heavy housing is stable in itself and can be easily manufactured, so that a cheap mass production is possible.
  • Fig. 1 shows a cross section through a solar collector according to the invention
  • Fig. 2 is a bottom view of one for this
  • Solar collector provided absorber with the attached wave-shaped metal sheet.
  • the thermal solar collector contains an absorber 1, which absorbs the heat radiation of the sun with a sun-directed absorption surface and forwards it to a flowing liquid, for example water.
  • the absorber 1 has on its surface facing away from the absorption surface a wave-shaped metal sheet 2, which is watertight welded or glued to the contact lines 4 with the absorber 1, wherein the thus formed parallel side by side cavities 3 receive the flowing water.
  • transverse fluid channels 9, 10 are mounted, each having a hose connection 7, 8, via which the water flows on one side into the cavities 3 and on the other side flows out of these again, such as is shown in particular in FIG. 2.
  • the absorber 1 described above is used together with the wave-shaped metal sheet 2 in a housing 6, which is covered with a glass plate 5.
  • the space between the wave-shaped metal sheet 2 and the bottom of the housing 6 is filled with granules 12 having a low thermal conductivity.
  • the remaining space between the granules 12 is pumped airless via a pump nozzle 11.
  • the space between the absorber 1 and the glass plate 5 is filled with a gas, preferably sulfur hexafluoride or krypton, at a pressure of preferably 0.1 bar to 0.01 bar to further reduce the thermal conductivity.
  • a gas preferably sulfur hexafluoride or krypton

Abstract

Ein thermischer Sonnenkollektor mit einem Absorber (1), der mit einer zur Sonne gerichteten Absorptionsfläche die Wärmestrahlung der Sonne absorbiert und an eine in an der der Absorptionsfläche abgekehrten Oberfläche angeordneten Metallkanälen entlangströmende Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, weiterleitet, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (1) zusammen mit den Metallkanälen in ein mit einer Glasplatte (5) abgedecktes Gehäuse (6) eingesetzt ist und dass der Raum zwischen den Metallkanälen und dem Boden des Gehäuses (6) mit einem Granulat (12) mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefüllt ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Thermischer Sonnenkollektor
Die Erfindung betrifft einen thermischen Sonnenkollektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 20 2005 016 100 Ul ist ein derartiger thermischer Sonnenkollektor bekannt, der aus einem kastenförmigen Gehäuse besteht, in dem sich ein Kollektor in Sandwichbauweise befindet, der im Aufbau dem bekannten Wellpappekarton ähnelt. Dieser Kollektor besteht aus einer Bodenplatte und einer Deckplatte und einem dazwischen angeordneten Profilblech (Wellblech, Trapezblech oder Rechteckblech) . Die obere Seite der Deckplatte ist schwarzmatt beschichtet, um die einfallende Sonnenstrahlung aufzunehmen. Da sich der ganze Kollektor erwärmt, also auch die Bodenplatte, geht ein großer Anteil der von der Sonne aufgenommenen Wärme durch Abstrahlung über die Bodenplatte wieder verloren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen thermischen Sonnenkollektor der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass die durch Abstrahlung auf der Schattenseite des
Kollektors entstehenden Wärmeverluste verringert werden, so dass sich der Wirkungsgrad des Sonnenkollektors entsprechend erhöht.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der thermische Sonnenkollektor aufgrund seiner Gestaltung einen besseren Wirkungsgrad hat und auch ohne ein schweres Gehäuse in sich stabil ist und einfach hergestellt werden kann, so dass eine billige Massenherstellung ermöglicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Sonnenkollektor und
Fig. 2 eine Ansicht von unten auf einen für diesen
Sonnenkollektor vorgesehenen Absorber mit dem angesetzten wellenförmigen Metallblech.
Der thermische Sonnenkollektor enthält einen Absorber 1, der mit einer zur Sonne gerichteten Absorptionsfläche die Wärmestrahlung der Sonne absorbiert und an eine strömende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, weiterleitet. Der Absorber 1 weist auf seiner von der Absorptionsfläche abgekehrten Oberfläche ein wellenförmig gestaltetes Metallblech 2 auf, das an den Berührungslinien 4 mit dem Absorber 1 wasserdicht verschweißt oder verklebt ist, wobei die somit parallel nebeneinander gebildeten Hohlräume 3 das strömende Wasser aufnehmen. An den Stirnseiten des wellenförmig gestalteten Metallblechs 2 sind quer verlaufende Flüssigkeitskanäle 9, 10 angebracht, die je einen Schlauchanschluss 7, 8 aufweisen, über die das Wasser auf der einen Seite in die Hohlräume 3 hineinströmt und an der anderen Seite aus diesen wieder herausströmt, wie insbesondere in der Fig. 2 dargestellt ist.
Gemäß Fig. 1 ist der vorstehend beschriebene Absorber 1 zusammen mit dem wellenförmig gestalteten Metallblech 2 in ein Gehäuse 6 eingesetzt, das mit einer Glasplatte 5 abgedeckt ist. Der Raum zwischen dem wellenförmig gestalteten Metallblech 2 und dem Boden des Gehäuses 6 ist mit einem Granulat 12 gefüllt, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der verbleibende Raum zwischen dem Granulat 12 ist über einen Pumpstutzen 11 luftleer gepumpt. Durch das mit Granulat gefüllte Vakuum in dem Gehäuse wird die mechanische Stabilität stark erhöht.
Der Raum zwischen dem Absorber 1 und der Glasplatte 5 ist mit einem Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid oder Krypton, mit einem Druck von vorzugsweise 0,1 bar bis 0,01 bar gefüllt, um die Wärmeleitfähigkeit weiter zu verringern.
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
1 Absorber 2 wellenförmiges Metallblech
3 Hohlräume
4 Berührungslinien
5 Glasplatte
6 Gehäuse 7 Schlauchanschluss
8 Schlauchanschluss
9 Flüssigkeitskanal
10 Flüssigkeitskanal
11 Pumpstutzen 12 Granulat
.**********.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Thermischer Sonnenkollektor mit einem Absorber (1), der mit einer zur Sonne gerichteten Absorptionsfläche die
Wärmestrahlung der Sonne absorbiert und an eine in an der der Absorptionsfläche abgekehrten Oberfläche angeordneten Metallkanälen entlangströmende Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (1) zusammen mit den Metallkanälen in ein mit einer Glasplatte (5) abgedecktes Gehäuse (6) eingesetzt ist und dass der Raum zwischen den Metallkanälen und dem Boden des Gehäuses (6) mit einem Granulat (12) mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefüllt ist.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkanäle aus parallel nebeneinander angeordneten Röhren bestehen, die an den Berührungslinien mit dem Absorber (1) wärmeleitend verbunden, vorzugsweise verschweißt sind.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkanäle aus einem wellenförmig gestalteten Metallblech (2) bestehen, das an den Berührungslinien (4) mit dem Absorber (1) wärmeleitend und wasserdicht verbunden ist, wobei die somit parallel nebeneinander gebildeten Hohlräume (3) die strömende Flüssigkeit aufnehmen.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wellenförmig gestaltete Metallblech (2) an den Berührungslinien (4) mit dem Absorber (1) verschweißt oder mit einem Metallkleber verklebt ist.
5 5. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten der parallel nebeneinander angeordneten Röhren bzw. des wellenförmig gestalteten Metallblechs (2) quer verlaufende Flüssigkeitskanäle (9, 10) mit je einem0 Schlauchanschluss (7, 8) für den Zu- und Abfluss der Flüssigkeit angebracht sind.
6. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der verbleibende Raum5 zwischen dem Granulat (12) über einen Pumpstutzen (11) luftleer gepumpt ist.
7. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen dem0 Absorber (1) und der Glasplatte (5) mit einem Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid oder Krypton, mit einem Druck von vorzugsweise 0,1 bar bis 0,01 bar gefüllt ist. 5 8. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Glasplatte (5) nach außen gerichtete Verstärkungsrippen angeformt sind.
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