Es sind schon verschiedene Einrichtungen dieser Art vorgeschlagen worden, bei welchen durch Sonneneinstrahlung erzeugte Wärme durch eine meist metallische Auffangfläche aufgenommen und von dieser durch Wärmeaustausch an einen flüssigen Wärmeträger übertragen wird. Die Wärmeausbeute der meisten bekannten Einrichtungen ist derart gering, dass eine wirtschaftliche Nutzung, sei es zur Gewinnung von Antriebsenergie für eine Kraftmaschine, sei es zu Heizzwekken, bisher nicht möglich war; aber auch der konstruktive Aufbau (z. B. Nachführvorrichtungen für die meist unverhältnismässig grosse Auffangfläche) ist bei bekannten Einrichtungen kompliziert und aufwendig. Demgegenüber bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung einer Einrichtung der genannten Art mit einem Wärmeaustauscher, der ein wasserführendes Rohrsystem und Wärmeaufnahmelamellen aufweist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist da durch gekennzeichnet, dass die zwischen benachbarten, parallelen Rohrsträngen liegenden Partien von Blechlamellen mit einer Vielzahl von Vertiefungen versehen sind.
So können z. B. zwischen einem Verteil- und einem Sammelrohr in bestimmten Abständen, z. B. 20 cm, Quer rohre eingebaut sein, an welchen die Lamellen befestigt sind, so dass der gesamte Grundriss der Einrichtung durch die Rohre und die darauf angebrachten Lamellen abgedeckt ist.
Von der Sonne werden die Lamellen erhitzt, welche wiederum die Wärme auf die Rohre, an denen sie angebracht sind, übertragen. Der durch die Rohre fliessende Wärmeträger, z. B. Wasser, transportiert die so gewonnene Wärme z. B. zu einem Umformer.
Würde man flache Lamellen (also ohne Vertiefungen) ver wenden, hätte dies den Nachteil, dass durch die glatte Ober fläche der Lamellen ein Teil der Sonnenstrahlen reflektiert würde, dies ganz besonders bei Sonnenaufgang und Unter gang, wenn die Sonnenstrahlen in-einem ungünstigen, fla chen Winkel auf die Lamellen treffen.
Diese Nachteile können bei der erfindungsgemässen Einrichtung vermieden werden; Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben; dabei zeigt:
Fig. 1 einen Wärmeaustauscher der Einrichtung in Draufsicht;
Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 in grösserem Massstab eine Einzelheit aus Fig. 2;
Fig. 4 schematisch einen Vertikalschnitt durch die Einrichtung mit dem Wärmeaustauscher nach Fig. 1;
Fig. 5, 6 je eine Variante zu Fig. 3;
Fig. 7 in Draufsicht und in grösserem Massstab ein Detail des Wärmeaustauschers, und
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 7.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-3 bestehen die an den Heisswasserrohren a angebrachten Lamellen b nicht aus einem flachen Blech, sondern besitzen eine bestimmte Anzahl Vertiefungen c, die vorzugsweise, wie gezeichnet, pyramidenförmig sind. Die effektive Nutzfläche kann dadurch um ca. das 1,4-fache gegenüber der flachen Oberfläche erhöht werden. Diese pyramidenförmigen Vertiefungen c wirken ähnlich wie eine Sammellinse oder Brennkammer, und mindestens eine der Vertiefungsflächen liegt immer im günstigen Sonnenwinkel. Durch die Vertiefungen wird ein Reflektieren der auftreffenden Sonnenstrahlen verhindert, und die diffusen Strahlen werden weitgehend aufgenommen und in Wärme umgesetzt. Dadurch werden die Bleche intensiver von der Sonne bestrahlt und erhitzt.
Sie geben ihre Wärme an das betreffende Rohr a bzw. an das durchströmende Wasser ab, welches über das Sammelrohr d' abgeführt wird.
Zur besseren Versteifung der Bleche können die Vertie- fungen c versetzt angebracht werden, so dass keine Knickgefahr für das Blech besteht, wie dies rechts in Fig. 1 bei 1 gezeigt ist.
Anstelle separater Rohre a können Teile der Lamellen b durch entsprechende Verformungen derselben als Rohr ausgebildet sein, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass die Wärmeübertragung auf das Wasser direkt erfolgt, und auch die Herstellungs kosten sind kleiner.
In Fig. 5 ist eine Lamelle b' gezeigt, deren wasserführen der Kanal g durch ein Abdeckblech f, welches wasserdicht mit der Lamelle verbunden ist, abgedeckt ist. Auch diese Ab deckung f kann kleine Vertiefungen in Pyramidenform aufweisen, so dass ein sehr kleiner Rohrquerschnitt trotz grosser Rohroberfläche erhalten wird; dies ergibt auch einen möglichst kleinen Wasserdurchfluss im Rohr.
Fig. 6 zeigt eine ähnliche Lamelle b", deren eine Rand partie den Kanal g' und deren andere Randpartie die Ab deckung f' bildet. Wie Fig. 8 zeigt, weisen die Auslaufenden der so gebildeten Kanäle ein kleines Rohr m auf, welche Rohre m wiederum mit dem Verteil- bzw. Sammelrohr d, d' fest verbunden sind.
Durch das Aneinanderreihen solcher Lamellen ist es möglich, geschlossene Sonnenkonvektoren bestimmter Grösse zu fertigen, die von Wasserkanälen durchzogen sind.
Die Sonnenkollektoren werden vorzugsweise in einer be stimmten einheitlichen Grösse gebaut und in einen entspre chenden Isolierrahmen e (Fig. 4) eingepackt. Es können eine beliebige Anzahl solcher Einheiten aneinander gesetzt werden, je nach Möglichkeiten und Bedarf.
PATENTANSPRUCH
Einrichtung zur Gewinnung von Wärme aus Sonnenener gie mit einem Wärmeaustauscher, der ein wasserführendes
Rohrsystem und Wärmeaufnahmelamellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen benachbarten, parallelen Rohrsträngen (a) liegenden Partien von Blechlamellen (b) mit einer Vielzahl von Vertiefungen (c) versehen sind.
UNTERANSPROCHE
1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Rohrstränge (a) einerends durch ein Verteilrohr (d) und andernends durch ein Sammelrohr (d') miteinander verbunden sind.
2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (c) pyramidenförmig oder kegelförmig ausgebildet und in zu den Rohrsträngen (a) parallelen Reihen angeordnet sind.
M 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstränge wenigstens teilweise durch Verformungen (g) der Lamellen selbst gebildet sind (Fig. 5 bis 8).
4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstränge jeweils durch eine kanalförmige mit einer Überdeckung (f) versehene Vertiefung (g) der betreffenden Lamelle gebildet sind (Fig. 5 bis 8).
5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kanalförmige Vertiefung (g') von der einen Randpartie einer Lamelle (b") gebildet und von der andern Randpartie (f') einer benachbarten Lamelle (b") überdeckt ist (Fig. 6).
6. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstränge durch in kanalförmige Vertiefungen der Lamellen eingelegte Rohrstücke (a) gebildet sind (Fig. 3).
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Various devices of this type have already been proposed in which heat generated by solar radiation is absorbed by a mostly metallic collecting surface and is transferred from this to a liquid heat carrier by heat exchange. The heat yield of most of the known devices is so low that economic use, be it for generating drive energy for an engine or for heating purposes, has not been possible until now; but also the structural design (e.g. tracking devices for the mostly disproportionately large collecting area) is complicated and expensive in known devices. In contrast, the present invention aims to create a device of the type mentioned with a heat exchanger which has a water-carrying pipe system and heat-absorbing fins.
The device according to the invention is characterized in that the parts of sheet metal lamellae lying between adjacent, parallel pipe strings are provided with a large number of depressions.
So z. B. between a distribution and a manifold at certain intervals, e.g. B. 20 cm, cross tubes to which the slats are attached, so that the entire floor plan of the device is covered by the tubes and the slats attached to it.
The fins are heated by the sun, which in turn transfers the heat to the pipes to which they are attached. The heat transfer medium flowing through the pipes, e.g. B. water, transports the heat thus obtained z. B. to a converter.
If one were to use flat slats (i.e. without recesses), this would have the disadvantage that part of the sun's rays would be reflected through the smooth surface of the slats, especially at sunrise and sunset, when the sun's rays were in an unfavorable, flat spot meet an angle on the slats.
These disadvantages can be avoided in the device according to the invention; Embodiments of the invention are shown in the drawing and described in more detail below; shows:
1 shows a heat exchanger of the device in plan view;
Fig. 2 is a cross-section on line A-A in Fig. 1;
3 shows, on a larger scale, a detail from FIG. 2;
4 schematically shows a vertical section through the device with the heat exchanger according to FIG. 1;
FIGS. 5, 6 each show a variant of FIG. 3;
7 shows a detail of the heat exchanger in plan view and on a larger scale, and FIG
8 shows a section along the line B-B in FIG.
In the embodiment according to FIGS. 1-3, the lamellae b attached to the hot water pipes a do not consist of a flat sheet metal, but have a certain number of depressions c, which are preferably pyramid-shaped, as shown. The effective usable area can be increased by about 1.4 times compared to the flat surface. These pyramid-shaped depressions c act similarly to a converging lens or combustion chamber, and at least one of the depression surfaces is always at the favorable angle of the sun. The recesses prevent the incident sun rays from being reflected, and the diffuse rays are largely absorbed and converted into heat. As a result, the sheets are irradiated and heated more intensively by the sun.
They give off their heat to the relevant pipe a or to the water flowing through, which is discharged via the collecting pipe d '.
For better stiffening of the metal sheets, the recesses c can be made offset so that there is no risk of kinking the sheet metal, as shown at 1 on the right in FIG.
Instead of separate tubes a, parts of the lamellae b can be designed as tubes by corresponding deformations of the same, as shown in FIGS. 5 and 6. These embodiments have the advantage that the heat is transferred directly to the water, and the manufacturing costs are also lower.
In Fig. 5 a lamella b 'is shown, the water-carrying channel g is covered by a cover plate f, which is connected to the lamella in a watertight manner. This cover f can also have small depressions in the shape of a pyramid, so that a very small pipe cross-section is obtained despite the large pipe surface; this also results in the smallest possible water flow in the pipe.
Fig. 6 shows a similar lamella b ", whose one edge part forms the channel g 'and the other edge part forms the cover f'. As shown in FIG. 8, the ends of the channels thus formed have a small pipe m, which pipes m are in turn firmly connected to the distribution or collecting pipe d, d '.
By lining up such lamellas, it is possible to manufacture closed solar convectors of a certain size with water channels running through them.
The solar panels are preferably built in a certain uniform size and packed in a corre sponding insulating frame e (Fig. 4). Any number of such units can be placed next to each other, depending on the possibilities and needs.
PATENT CLAIM
Device for obtaining heat from solar energy with a heat exchanger that carries water
Has pipe system and heat absorbing lamellas, characterized in that the parts of sheet metal lamellas (b) lying between adjacent, parallel pipe strings (a) are provided with a plurality of depressions (c).
SUBSCRIBED
1. Device according to claim, characterized in that the parallel pipe strings (a) are connected to one another at one end by a distribution pipe (d) and at the other end by a collecting pipe (d ').
2. Device according to dependent claim 1, characterized in that the depressions (c) are pyramid-shaped or conical and are arranged in rows parallel to the pipe strings (a).
M 3. Device according to dependent claim 2, characterized in that the pipe strings are at least partially formed by deformations (g) of the fins themselves (Fig. 5 to 8).
4. Device according to dependent claim 3, characterized in that the pipe strings are each formed by a channel-shaped recess (g) provided with a cover (f) in the respective lamella (FIGS. 5 to 8).
5. Device according to dependent claim 4, characterized in that the channel-shaped recess (g ') is formed by one edge portion of a lamella (b ") and is covered by the other edge portion (f') of an adjacent lamella (b") (Fig. 6).
6. Device according to dependent claim 2, characterized in that the pipe strings are formed by pipe sections (a) inserted into channel-shaped depressions in the lamellas (Fig. 3).
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