DE2829708A1 - Absorber fuer einen sonnenkollektor - Google Patents
Absorber fuer einen sonnenkollektorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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Description
78 151 RS
Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler 6000 Frankfurt am Main, ¥eissfrauenstrasse 9
Absorber für einen Sonnenkollektor
Die Erfindung betrifft einen Absorber für einen Sonnenkollektor, welcher vor einer die Wärmeenergie transportierenden
Flüssigkeit durchströmt wird.
Sonnenkollektoren werden angewandt, um Sonnenenergie zu absorbieren und diese in Form von Wärme für z.B.
die Beheizung von Gebäuden oder Schwimmbädern nutzbar zu machen. Sie bestehen aus einem Absorber, welcher
mit Isoliermaterial umgeben ist, einem Rohrleitungssystem, in welchem eine Flüssigkeit die absorbierte
Energie zu dem Anwendungsort dar erhaltenen Wärmeenergie
transportiert, und einem Tragelement r welches Absorber und Rohrleitungssystem zu einer Einheit zusammenhält.
Zur Erhöhung der Betriebstemperatur des Sonnenkollektors kann dem Absorber ein Sonnenspiegel
vorgebaut sein, durch welchen das Sonnenlicht auf dem Absorber focussiert wird (vgl. z.B. Plastverarbeiter,
28. Jahrgang 1977, Nr. 1, Seite 48).
Es ist bekannt, die Absorber als Tafel, Bänder oder Röhren mit schwarzer Oberfläche, \\relche mit der die
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Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit in Verbindung stehen auszubilden. Die schwarze Oberfläche wird dabei ·
entweder in Form eines schwarzpigmentierten Lackes oder durch eine Schwarzpigmentierung des Absorbermaterials *
• erreicht.
10
10
Derartige Absorber weisen jedoch den Nachteil auf,.dass
sie die Wärmeenergie der aiiftreffenden Strahlung mittels dem Absorbermaterial zwar absorbieren, aber einen
grossen Teil nicht an die die Wärmeenergie transportierenden Flüssigkeit übertragen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Absorber für einen Sonnenkollektor, welcher von einer die Wärmeenergie
transportierenden Flüssigkeit durchströmt wird und wel-
eher dadurch gekennzeichnet ist, dass der Absorber aus
einem Material geformt ist, welches mindestens 50 $
der Sonnen- bzw. Globalstrahlung durchlässt und die die
Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit ein die Sonnenenergie absorb!erendendes Pigment dispergiert und/
oder einen die Sonnenenergie absorbierenden Farbstoff gelö st enthält.
Als Material, welches mindestens 50 $ der Sonnen- bzw.
Globalstrahlung durchlässt, kann ein Material verwendet
werden, welches je nach Beschaffenheit und Wandstärke
durchsichtig, durchscheinend öder transparent sein kann.
Als ein derartiges Material kann eingesetzt werden:
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Polymettiylmetacrylat, Polycarbonat, Polystyrol, Polyvinylchlorid,
gesättigtes und ungesättigtes Polyesterharz mit Glasfaser verstärkt, Epoxydharz mit Glasfaser
verstärkt, Polyäthylen, Polypropylen, silikatisches Glas, Quarzglas, Silikonkautschuk.
10
Die die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit kann eine Flüssigkeit sein, welche einen Schmelzpunkt niedriger
als -20°C und einen Siedepunkt höher als 780C bei
Normaldruck aufweist. Weiterhin kann die die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit eine Viskosität
von maximal 120 (Pa.S) aufweisen, wenn sie keine Fliessgrenze besitzt. Besitzt die die Wärmeenergie transportierende
Flüssigkeit eine Fliessgrenze von maximal 800 (Pa.) kann die Flüssigkeit eine Viskosität von maximal
60 Pa.S aufweisen. Die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit kann aus Wasser, Äthylenglykol, einem beliebigen
Gemisch aus Wasser und Äthylenglykol, Kohlen-" wasserstoff, Alkohol, Glykol, Äther, Ester, Silikonöl
bzw. Gemischen dieser Flüssigkeiten bestehen.
Als Pigment -kann die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit
Eisenoxid schwarz (C.I. 77 4Q0, CI. Pigment
black 11), Mangandioxid (C.I. 77 728, C.I. Pigment black
14), Graphit (C.I. 77 265, C.I. Pigment black 10), Anilin schwarz (C.I. 50 440, CI. Pigment black 1), Russ
(CI. 77 266, CI. Pigment black 6 und 7), Phthalocyaninblau (C.I. 74 160, CI. Pigment Blue 15), Phthalocyaninblau
(CI1 74 I60, CI. Pigment Blue 16), Phthalocyaninblau
(CI. 74 200, CI. Pigment Blue 17), dispergiert
enthalten, dabei kann das Eisenoxidscharz in Mengen von 0,03 bis 65 Gew.-^, bezogen auf die gesamte
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Dispersion in der Flüssigkeit enthalten sein. Der verwendete Russ kann in einer Menge von 0,0005 bis ^
Gew.-5^, bezogen auf die gesamte Dispersion in der Flüssigkeit
enthalten sein.
Als lösliche Farbstoffe kann die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit Nigrosin W flüssig (C.I. 50 420,
CX. Acid Black Z) enthalten.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann der Absorber für einen Sonnenkollektor eine Russdispersion
als Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit enthalten, welche aus einem Gemisch von Wasser und/oder Äthylenglykol,
Russ und Dispergierhilfsmittel besteht. Derartige Dispergierhilfsmittel können z.B. Alkylarylpolyglykoläther
oder Alkylarylsulfonate sein.
Die Form und der Aufbau des erfindungsgemässen Absorbers
für einen Sonnenkollektor können gleichartig wie bei bekannten Absorbern sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann
- durch Verspiegeln der sonnenabgewandten Seite des Absorbers
die Wärmestrahlung auf die die Wärmeenergie transportierende Flüssigkeit reflektiert werden. Weiterhin
kann
- durch Angleichen des Brechungsindexes des Absorbermaterials
an den Brechungsindex der die Wärmeenergie transportierenden Flüssigkeit die Reflexion an der
Grenzfläche verhindert werden« Weiterhin kann
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- durch eine Formgebung des Äbsorbermaterials auf der der Sonne zugewandten Seite des Absorbers der
Effekt einer Sammellinse erzielt werden, wodurch die auftreffenden Strahlen auf die die Wärmeenergie
transportierende Flüssigkeit konzentriert werden.
Der Einbau des erfindungsgemässen Absorbers kann in
' einem Sonnenkollektor in bekannter ¥eise erfolgen.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Sonnenkollektors liegt
in der direkten Erwärmung der die Wärmeenergie transportierenden Flüssigkeit, wodurch ein erheblicher Anteil
an Wärmeverlusten vermieden werden kann.
Der erfindungsgemässe Sonnenkollektor wird anhand der
folgenden Beispiele näher erläutert und beschrieben:
Zwei gleichartige röhrenförmige Behälter aus Polymethylmethacrylat
werden verwendet. Einer der Behälter wird an der Oberfläche mit einem schwarzen Lackanstrich versehen.
Beide Behälter werden mit einer Russdispersion (25 Gew.-^
Russ Corax R, 6 Gew.-^ Netzmittel Nonylphenolpolyglykoläther,
69 Gew.-$ Wasser) befüllt, wärmeisoliert und im
gleichen Abstand durch eine Maske von einer Ultra-Vita-Luxlampe
der Fa. Osram (300 W) bestrahlt. Die Erwärmung in Abhängigkeit von der Zeit wird gemessen.
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Bestrahlungsdauer Temperatur in
Gefäss 1 Gefäss
1Ti' (durchsichtig) ( schwarzlackiert)
(geraäss Stand der Tectmik)
10 O 22°C 22°C
10 27 27
20 32 31
, 30 - - ' · 36 · 34
ko 40 37
15 50 _hk 39
60 46 4i
20 Dispersionen, die ebenfalls geeignet sind, sind:
in Gew.-$
A. Russ aus RCF-LS-Klasse
25
25
| A. Russ aus RCF-LS-Klasse | 30,0 |
| (Printex 200 (R) | |
| Ligninsulfonat | 1,5 |
| Äthylenglyko1 | 10,0 |
| Wasser | 58,5 |
| Bo Russ aus HCC-Klasse | 10,0 |
| Äthylenglyko1 | 10,0 |
| Nonylphenolpolyglykoläther | 10,0 |
| Natriumhydroxid | 0,3 |
| Wasser | 69,7 |
78 151 RS
in Gew.-# 5
C. Russ aus RCC-Klasse 10,0 (Printex J®) 1,5
Alkylarylsulfonat\Natrium-
salz eine Naphthalinsulfon-
säurekondensationsproduktes) 1,5 Ä thylenglyko 1 88,5
D. Russ aus RCC-Klasse (oxidiert) 20,0 (Spezialschwarz 4^· ')
Alkylarylsulfonat \. ISTatriumsalz
eines Naphthalinsuifonsäurekondensationsproduktesj
2,5 Natriumhydroxid 0,6
Wasser 76,9
Ein schwarzpigmentiertes Gefäss, wie in Beispiel 1 „c beschrieben, wird mit Wasser gefüllt und anschlies
send wie in Beispiel 1 beschrieben, bestrahlt.
Ebenso wird ein Gefäss aus dem durchsichtigen Material gemäss Beispiel 1 mit derselben farblosen
Flüssigkeit gefüllt und gemäss Beispiel 1 bestrahlt, Dabei werden die folgenden Temperaturen gemessen:
■ - 8. 35
| 78 | - | schwärζlak- kiertes Ge- fäss |
151 RS | 2829?» | |
| - χ: | 22°C | durchsich tiges Ge- fäss |
|||
| Bestrahlungsdauer Min. |
26 | 22°C | |||
| O | 31 | 25 | |||
| 10 | 34 | 30 | |||
| 20 | 37 | 33 | |||
| 30 | 39' | 35 | |||
| 41 | 37 | ||||
| 50 | 39 | ||||
| 6ο |
Claims (1)
- 78 151 RSDeutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler 6000 Frankfurt am Main, ¥eissfrauenstrasse 9Absorber für einen SonnenkollektorC!PatentanspruchAbsorber für einen Sonnenkollektor, welcher von einer die Wärmeenergie transportierenden Flüssigkeit durchströmt wirdy dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber aus einem Material geformt ist, welches mindestens 50 $ der Sonnen- bzw. Globalstrahlung durchlässt, und die die Wärmeenergie transpor tierende Flüssigkeit ein die Sonnenenergie absorbierendes Pigment dispergiert und/oder einen die Sonnenenergie absorbierenden Farbstoff gelöst enthält.PAT/Dr.We-Eh
197890988370358
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| FR7914601A FR2430578A1 (fr) | 1978-07-06 | 1979-06-07 | Absorbeur pour capteur solaire |
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