DE4308960A1 - Sonnenkollektoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Solarkollektor, der durch Materialauswahl und Bauweise bei grober Langlebigkeit einen hohen Wirkungsgrad hat.

Es gibt auf dem Markt Kollektoren, die als Rahmenkonstruktion mit mehr oder weniger Dämmstoff aufgebaut sind. Alle diese Ausführungen haben den Nachteil, daß sie atmen; d. h. der eigentliche Absorber ist nicht dicht vom Außengehäuse umschlossen, und somit fängt die umgebende Luft bei zunehmender Erwärmung an, sich auszudehnen und tritt an den Ecken und Rohrdurchführungen aus. Bei Abkühlung wird nun Umgebungsluft, feucht, kalt und mit Schadstoffen belastet, in den Kollektor gesaugt.

Bei den verwendeten Isolierstoffen ist in etlichen Fällen schon nach einigen Jahren durch die stark wechselnden Temperaturen und die immer wieder neu eintretenden Schadstoffe und Sauerstoff ein Beginn von Auflösungserscheinungen festzustellen.

Weiter gibt es auf dem Markt Vacuum-Flachkollektoren, die den Vorteil einer guten Isolierung durch Vacuum haben und dadurch keine Materialisolierung benötigen. Nachteilig wirken sich die vielen Tragestifte aus, die einseitig das Gehäuse und andererseits die Glasscheibe berühren, und so Wärme ableiten können. Dazu kommt, daß die Sammelrohre an 4 Stellen fest und vakuumdicht mit dem Gehäuse verbunden sind. Hier fließt ungewollt ein nicht unerheblicher Teil der eingesammelten Energie wieder ab.

Bei den Überlegungen zu der Erfindung wurde der geschilderte Status Quo zugrunde gelegt und entscheidende Punkte neu konzipiert.

Das Außengehäuse des Kollektors wird aus verspiegeltem, sehr langlebigem Edelstahl - W.NR 1.4301 - hergestellt. In diese Wanne wird ein Innengehäuse aus Aluminium, das innenseitig spiegelblank und außenseitig blank eloxiert, und je Seite 10 mm schmaler und 10 mm weniger tief ist, eingelegt. In diesem Gehäuse ist das selektiv beschichtete Absorberfeld nur an den 4 Endpunkten der Sammelrohre mit einem schlecht wärmeleitenden, elastischen Material an den unteren und oberen Seiten der mit Aushalsungen versehenen Gehäuse haltend durchgeführt.

Durch diese Kunststoffteile führen auf ihrer Innenseite tunnelförmige Durchbrechungen die ermöglichen, daß bei Parallelschaltung mehrerer Kollektorfelder die Luft in einem Durchgang gegen ein schweres Gas ausgetauscht werden kann.

Jeder Kollektor hat 4 Anschlüsse, die rohrseitig mit einer Kupplung versehen sind. Da aber zusätzlich an den 4 Kollektoraustritten Faltenbälge dichtend angebracht werden, ist das Kollektorfeld eine gasdichte Einheit.

Nach der Montage eines Kollektorfeldes wird dann durch Einlassen von Argongas z. B. von unten links langsam die leichtere Luft nach oben rechts verdrängt und strömt so lange aus, bis schließlich nur noch Argongas austritt. Danach wird dieser Anschluß mit einem Ausdehnungssack versehen, der dann das temperaturbedingte, unterschied­ liche Volumen immer ausgleicht. Der Vorteil der Erfindung liegt also darin, daß eine 2 Kammer-Bauweise, die aus mit zur Innenseite verspiegelten Blechen hergestellt, die im Absorber durch Sonnenlicht erzeugte Wärme, die von diesem ohnehin nur mit 12% abstrahlt, reflektiert und wieder auf den Absorber bzw. die Außenwanne auf die Innenwanne rückstrahlt.

Weiter schützt das im Kollektorfeld einschließlich der Rohrleitungsübergänge befindliche Argongas alle Bauteile vor Korrosion und bewirkt durch seine schlechte Wärmeleitfähigkeit, (Wärmeleitzahl Argon = 0.016W^-1 K^-1 Luft = 0.027 ) daß erheblich weniger Wärme abfließt, als wenn Luft im Kollektor wäre.

Claims (4)

1. Sonnenkollektor zur Erzeugung von thermischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß ein innen verspiegeltes Außengehäuse und ein kleineres innenverspiegeltes Innengehäuse über ein schlecht wärmeleitendes U-Profil mit der Scheibe verbunden sind und durch diese Anordnung die vom Absorber abstrahlende Wärme vom Innengehäuse und die von diesem evtl. abstrahlende Wärme vom Außengehäuse reflektiert wird.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein selektiv beschichteter Absorber in das Innengehäuse eingebracht und über 4, aus schlecht wärmeleitendem und elastischem Material hergestellte Haltebuchsen, die mehrere tunnelförmige Durchbrechungen haben, im ausgehalsten Innen- und Außengehäuse an den Sammelrohren gehalten werden.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausgänge des Kollektors durch Faltenbälge mit den Anschlüssen oder dem nächsten Kollektor gasdicht verbunden werden, wobei vorher die Rohrleitungen durch eine Kupplung verschraubt wurden.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die gasdichte Ausführung des Kollektors bzw. des Kollektorfeldes es möglich ist, das Luftvolumen gegen ein schlecht wärmeleitendes und vor Korrosion schützendes Gas auszuwechseln und das temperaturbedingte, unterschiedliche Volumen durch einen elastischen Ausdehnungssack auszugleichen.