BE892527A

BE892527A - Zonnecollector

Info

Publication number: BE892527A
Application number: BE2/59631A
Authority: BE
Inventors: P Vandeplas; L Kinnaer; S Heusdains
Original assignee: Studiecentrum Kernenergi
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1982-07-16

Description

"Zonnecollector" De uitvinding heeft betrekking op een zonnecollector bestaande uit een absorbeerplaat met ten minste een doorstromingskanaal dat voorzien is van een inlaat en een uitlaat voor

en waarin de absorbeerplaat is gemonteerd .

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een zonnecollector van het platte plaat type die dubbelzijdig werkt. Opdat zulke collector voor de thermische conversie van zonne-energie een hoog rendement zou hebben, ook bij werkings-

men, moeten de verliezen die langs de tweede zijde optreden sterk overgecompenseerd worden door de energie die langs deze zijde gewonnen wordt. De uitvinding versch aft een collector met zulk hoog rendement.

Een doel van de uitvinding is een zonnecollector van het gedoelde type te verschaffen die verticaal kan worden opgesteld en die dank zij zijn dubbelzijdige werking onderworpen

kan worden aan een 50 tot 80 % hogere belichting, in vergelijking met een enkelzijdig werkende collector, zowel bij diffuus licht als bij rechtstreekse instraiing.

zulke zonnecollector waarvan de hoeveelheid opgevangen licht kan worden verhoogd, bij verticale opstelling, door gebruik in combinatie met witte reflectoren en/of met spiegelreflectoren.

Tot dit doel is de absorbeerplaat aan weerszijden bekleed met een selectief absorberende laag, is de behuizing aan weerszijden ten minste plaatselijk van doorschijnend

lagere dan atmosferische druk gevuld.

Bij voorkeur bevat de behuizing een kader, twee daarop gemonteerde naast elkaar gelegen doorschijnende

platen die samen met het kader een hermetisch gesloten ruimte bepalen en afstandhouders die de twee doorschijnende platen op een afstand van elkaar houden, terwijl de absorbeerplaat van volledig naast haar doorstromingskanaal gelegen openingen voor deze afstandhouders is voorzien,door welke openingen de afstandhouders zich uitstrekken zonder enig contact met de absorbeerplaat.

Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hier volgende beschrijving

van eenzonnecollector volgens de uitvinding; deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet; de verwijzingscijfers betreffen de hieraan toegevoegde tekeningen.

Figuur 1 is een zijaanzicht van een zonnecollector <EMI ID=6.1> Figuur 2 stelt een doorsnede voor volgens de lijn II-II uit figuur 1. Figuur 3 is een vooraanzicht van de zonnecollector uit de vorige figuren maar op kleinere schaal en met gedeeltelijke wegsnijdingen getekend. Figuur 4 stelt een doorsnede voor volgens de lijn IV-IV uit figuur 3, op grotere schaal getekend. Figuur 5 stelt een doorsnede voor volgens de lijn V-V uit figuur 3, op dezelfde schaal als figuur 4 getekend.

In de verschillende figuren hebben dezelfde verwijzingscijfers betrekking op dezelfde elementen.

een absorbeerplaat 1 en een behuizing 2 daarvoor.

De behuizing 2 is in hoofdzaak gevormd door een rechthoekig kader 3 en twee platen 4 van gehard glas. Het <EMI ID=8.1>

door middel van siliconenrubber.

Deze behuizing 2 wordt verticaal opgesteld met haar langsrichting horizontaal boven een bodem,bij voorbeeld een dak. Deze bodem en dit dak zijn bij voorkeur bekleed met reflecterend materiaal en naast de zonnecollector kunnen op deze bodem reflectoren opgesteld zijn opdat de zonnecollector zoveel mogelijk zonnelicht zou ontvangen. De behuizing 2 is aan de buitenzijde van de twee bovenste hoeken van haar kader 3 voorzien van twee vastgelaste beugels 6. Deze beugels 6 dienen voor het vastgrijpen van de collector bij zijn verplaatsing, voor het aansluiten van de elektroden bij een elektrochemische behandeling van de in het kader 3 gemonteerde abaorbeerplaat

1 tijdens de fabricage van de collector en voor de bevestiging van de collector&#65533;bij voorbeeld aan een verticale wand.

Op de binnenkant van het kader 3 zijn op verschillende plaatsen steunen 7 vastgelast voor'de absorbeerplaat 1. Deze steunen 7 zijn hoekijzers waarvan de hoekribhe loodrecht op

zijn de hoekijzers 7 aan de binnenzijde van het kader 3 vastgelast; hun hoek is dus naar binnen gekeerd. Deze hoek

wordt gekruist door een gleuf 8 waarin een rand van de absorbeerplaat 1 past.

In de onderste horizontale profiellijst van het

kader 3 zijn nog twee openingen 9 en 10 aangebracht voor respectievelijk een inlaat 11 en een uitlaat 12 van de absorbeerplaat
1.

Deze absorbeerplaat is een vlakke radiatorplaat van zacht staal of koper die aan weerszijden bekleed is met een

kleine emissiviteit. De absorbeerplaat is gevormd door twee

rechthoekige platen 13 die met hun randen 14 over gans de omtrek aan elkaar zijn gelast. Tussen de langsranden 14 zijn in de platen 13 in de dwarsrichting lopende indrukkingen 15 aangebracht ter plaatse waarvan de pl aten 13 eveneens aan

1 aan de bovenkant een invoerruimte 16 en aan de onderkant

een afvoerruimte 17 gevormd, welke ruimten 16 en 17 met

elkaar in verbinding staan door kanalen 18 die tussen de indrukkingen 15 zijn gevormd. Met de samengelaste randen 14 steekt de absorbeerplaat 1 in de steunen 7. Bij ther.mische uitzetting en inkrimping kan de plaat 1 met haar randen heen

en weer schuiven in de steunen 7. De inlaat 11 mondt

uit op de invoerruimte 16 en loopt, in de behuizing 2, langs

de absorbeerplaat 1 opwaarts vanaf de opening 9. Ter

plaatse van de opening 9 is de inlaat 11 van een aansluitstuk

19 voorzien voor een leiding van een zonneënergieinstallatie.

De uitlaat 12 strekt zich uit tussen de afvoerruimte 17 en de opening 10 en is ook ter plaatse van opening 10 van een aansluitstuk 19 voorzien voor het aansluiten van de uitlaat 12 aan de leiding van een zonneënergieinstallatie. De aansluitstukken
19 zijn aan het kader 3 gelast zo dat ze de hermetische afdichting van de openingen 9 en 10 verzekeren. Ze worden gebruikt als elektrisch contact bij de hoger genoemde elektrochemische behandeling van de absorbeerplaat 1.

De selectief absorberende laag waarmee de absorbeerplaat 1 is bekleed hangt af van het metaal waaruit de

absorptiecoëfficiënt die hoger is dan 0,9 en een emissiviteit die lager is dan 0,1. Deze laag moet hittevast zijn tot temperaturen van ongeveer 300[deg.] C. Indien de platen 13 van

staal zijn vervaardigd is een geschikte absorberende bekleding gevormd door een chroomoxvdelaag op mat nikkel of door een zinkchromaatoxydelaag op zink. Indien de platen 13 van koper

zijn vervaardigd is een geschikte absorberende laag een laag chroomoxyde.

De ruimte tussen de absorbeerplaat 1 en de behuizing

2 iséen volledig hermetisch gesloten ruimte. Deze ruimte is gevuld met een gas met een warmtegeleidingscoëfficiënt van hoogstens 0,015 W/m[deg.]C op een druk d ie merkelijk lager is dan de atmosferische. De druk van het gas ligt bij voorbeeld tussen 10

en 100 millibar en is bij voorkeur ongeveer gelijk aan 20 millibar. Geschikte gassen zijn : krypton, xenon, koolwaterstofverb indingen

Freon en CC14.

Om het vervormen en zelfs breken van de glazen platen 4 ingevolge de in de behuizing 2 heersende onderdruk te vermijden, worden deze platen 4 binnen het kader 3 door middel van afstandhouders 20 van elkaar gehouden.

Deze afstandhouders 20 z ijn gevormd door een centraal lichaam dat vernauwend verwijdend is en door twee

basis tegen de binnenzijden van de glazen platen 4 aansluiten. Met hun lichaam steken de afstandhouders 20 los door openingen
21 in de absorbeerplaat 1. Deze openingen 21 zijn ter plaatse van een indrukking 15 gelegen, welke indrukking ter plaatse van een opening 21 een weinig verbreed is. De openingen 21 geven bijgevolg niet uit op de binnenkant, dit is op de kanalen
18 van de absorbeerplaat 1. De openingen 21 en dus ook de afstandhouders 20 zijn volgens een vierkant rooster geplaatst. Het aantal openingen 21 en de diameter van de basisvan de voeteryvan de afstandhouders 20 hangen af van de dikte van de glazen platen 4. De conische voeten van de afstandhouders 20 zijn vervaardigd van doorzichtig hittevast polymethylmetacrylaat of polycarbonaat of van glas. Het centrale lichaam ervan is van staal vervaardigd.

De afstandhouders 20 worden op hun plaats gehouden door de glazen platen 4 zelf die door de hogere druk aan de buitenzijde van de behuizing 2 naar elkaar worden geduwd.

De openingen 21 bezitten een diameter die groter is

dan de doorsnede van het erdoor stekende gedeelte van de afstandhouders 20 en wel in zulke mate dat de afstandhonders

20 geen enkel contact hebben met de absorbeerplaat 1 en de absorbeerplaat 1 ook vrij kan uitzetten onder invloed van de temperatuurswijzigingen. Deze uitzetting kan vrij groot zijn, aangezien de temperatuur van de absorbeerplaat 1 ongeveer 300[deg.] C kan bereiken bij maximale zonnestraling en zonder koeling van

de plaat. Doordat de absorbeerplaat 1 met haar randen met

dus ten opzichte van de steunen 7 een weinig verschuifbaar is beletten ook deze steunen 7 deze uitzetting niet.

De zonnecollector is geschikt voor de gebruikelijke

kaneen op de inlaat 11 aansluitende verdeelinrichting gemonteerd zijn. Doordat de zonnecollector verticaal wordt opgesteld en

laag ontvangt hij zowel bij rechtstreekse bestraling als bij diffuus licht relatief veel zonneënergie. Deze hoeveelheid

reflecterende bodem te plaatsen of reflectoren op de zonnecollector t e richten.

Doordat de ruimte tussen de absorbeerplaat 1 en

de behuizing 2 gevuld is met gas met lage warmtegeleidingscoëfficiënt en onder lage druk en doordat de absorbeerplaat 1 nagenoeg geen contact heeft met de behuizing 2 is de warmte-overdracht tussen de absorbeerplaat 1 en de behuizing uiterst klein.Hierdoor is het rendement van de zonnecollector ook hoog bij hoge werkingstemperaturen. Zobedraagt bij het gebruik van een zacht stalen absorbeerplaat die vernikkeld is en voorzien is van een laag chroomoxyde en die een absorptiecoëfficiënt bezit van 0,94 en een emissiviteit van 0,1 en bij een met CHC13 op 20 millibar gevulde ruimte tussen de absorbeerplaat 1 en de behuizing 2,de warmteoverdrachtscoëfficiënt tussen de absorbeerplaat 1 en de buitenlucht slechts 0,9 watt per m2

Het is vanzelfsprekend dat de zonnecollector evenwel ook enkelzijdig kan worden gebruikt, bij voorbeeld op hellende dakon.In een dergelijk geval kunnen de warmteverliezen worden verminderd door tussen de niet gebruikte zijden van de absorbeerplaat 1 en de ertegenover gelegen glazen plaat 4 aluminiumfolie en/of een glaswolmat te plaatsen.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm en binnen het raam van de octrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringsvorm vele veran-

Claims

CONCLUSIES

1. Zonnecollector bestaande uit een absorbeerplaat

met ten minste een doorstromingsk anaal dat voorzien is van

een inlaat en een uitlaat voor een warmte-overbrengingsflutdum en uit een behuizing die ten minste plaatselijk van doorschijnend materiaal is vervaardigd en waarin de absorbeer- <EMI ID=21.1>

weerszijden bekleed is met een selectief absorberende laag,de behuizing aan weerszijden ten minste plaatselijk van doorschijnend materiaal is vervaardigd en de behuizing met een

gas met een warmtegeleidingscoëf ficiënt van hoogstens

0,015 W/m[deg.]C op een lagere dan atmosferische druk is gevuld.

2. Zonnecollector volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat het gas een gas is van de groep gevormd door krypton, koolwaterstofverbindingen en gechloreerde koolwaterstoffen.

3. Zonnecollector volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de druk van het gas in de orde van 10 tot 100 millibar is.

4. Zonnecollector volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat de druk van het gas in de orde van 20 millibar is.

5. Zonnecollector volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de absorberende laag een absorptiecoëfficiënt groter dan 0,9 en een emissiviteit kleiner dan 0,1 bezit.

6. Zonnecollector volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat de absorbeerplaat van staal is vervaardigd en de absorberende laag bestaat uit chroomoxyde op mat nikkel.

7. Zonnecollector volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de absorbeerplaat van staal is vervaardigd en de absorberende laag bestaat uit zinkchromaatoxyde op zink.

8. Zonnecollector volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de absorberende plaat van koper is vervaardigd en de absorberende laag een laag chroomoxyde is.

9. Zonnecollector volgens een van de vorige conclusies,

<EMI ID=22.1> gemonteerde naast elkaar gelegen doorschijnende platen die samen met het kader eer�hermetisch gesloten ruimte bepalen,

en afstandhouders die de twee doorschijnende platen op een afstand van elkaar houden, terwijl de absorbeerplaat van volledighaast haar doorstromingskanaal gelegen openingen voor deze afstandhouders is voorzien, door welke openingen de afstandhouders zich uitstrekken zonder enig contact met de absorbeerplaat.

10, met het kenmerk dat de afstandhouders van een materiaal zijn vervaardigd uit de groep : polymethylmetacrylaat.polycarbonaat en glas.

10. Zonnecollector volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat de afstandhouders een lich aam bevatten dat door

de opening in de absorbeerplaat steekt en twee erop aansluitende

11. Zonnecollector volgens een van de conclusies 9 en

12. Zonnecollector volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de doorschijnende gedeelten van de behuizing van gehard glas zijn vervaardigd.

13. Zonnecollector volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de absorbeerplaat met mogelijkheid tot verschuiving in de behuizing gemonteerd is.