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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Absorber für einen thermischen Solarkollektor
mit einem Absorberblech und wenigstens einem mit dem Blech thermisch
leitend verbundenen Wärmefluidrohr.
Außerdem
betrifft die vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
eines Absorbers für
einen thermischen Solarkollektor.
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Ein
thermischer Solarkollektor absorbiert die Strahlung der Sonne und
wandelt diese in Wärme um.
Die gesammelte Wärme
wird auf ein Wärmefluid als
Transportmedium übertragen,
welches die Wärme
zu ihrem Bestimmungsort transportiert.
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Das
Herzstück
eines thermischen Solarkollektors ist der Absorber. Dieser umfasst
ein speziell beschichtetes Blech, im folgenden Absorberblech genannt,
und wenigstens ein mit dem Blech wärmeleitend verbundenes Rohr.
Wenn sich das Blech aufgrund der Sonneneinstrahlung erwärmt, wird
die Wärme
an das durch die Rohre fließende
Wärmefluid weitergegeben.
Eine Zirkulation des Wärmefluids kann
dann dazu genutzt werden, beispielsweise die Wärme in den Heizkreis eines
Gebäudes
zu überführen, wo
sie schließlich
abgegeben wird.
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Für unterschiedliche
Anwendungen sind verschiedene Bauformen von thermischen Solarkollektoren
und Absorberblechen entwickelt worden. Die bekanntesten sind Flachkollektoren,
Vakuumkollektoren und Solarabsorber.
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In
den meisten Absorbern ist das Wärmefluidrohr
an das Absorberblech angelötet
oder angschweißt.
Zum Verschweißen
des Rohres mit dem Absorberblech kommen beispielsweise Plasmaschweißverfahren
oder Laserschweißverfahren
zur Anwendung. Ein Laserschweißverfahren,
in dem zum Schweißen
ein gepulster Laser verwendet wird, ist in
EP 0 794 032 B1 beschrieben.
In alternativen Verbindungstechniken kann das Rohr jedoch auch in einem
speziell dafür
ausgeformten Profil des Absorberbleches eingeklemmt oder in das
Absorberblech eingepresst sein. Ebenso ist es möglich, das Absorberblech um
das Rohr herum zu falten.
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Die
das Wärmefluid
führenden
Rohre können
auf der der Sonne zugewandten Vorderseite oder der der Sonne abgewandten
Rückseite
des Absorberbleches angeordnet sein.
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Insbesondere
bei den mit Schweißverfahren hergestellten
Verbindungen zwischen dem Absorberblech und den Wärmefluidrohren
ist man um eine Verbesserung des Wirkungsgrades des thermischen Solarkollektors
sowie um eine Verbesserung der Qualität der Verbindung bemüht. Außerdem ist
die Effizienz der bisher zum Verbinden des Absorberbleches mit den
Wärmefluidrohren
verwendeten Schweißverfahren
sehr gering.
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Absorber für thermische
Solarkollektoren zur Verfügung
zu stellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes
Verfahren zum Herstellen eines Absorbers für einen thermischen Solarkollektor
zur Verfügung
zu stellen.
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Die
erste Aufgabe wird durch einen Absorber nach Anspruch 1 gelöst, die
zweite Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 8. Die abhängigen Ansprüche enthalten
weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Absorbers bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ein
erfindungsgemäßer Absorber
für einen thermischen
Solarkollektor umfasst ein Absorberblech und wenigstens ein mit
dem Absorberblech thermisch leitend verbundenes Wärmefluidrohr,
welches zumindest einen gebogenen Abschnitt aufweist und außerhalb
des gebogenen Abschnittes über
eine durchgängige
Schweißverbindung
mit dem Absorberblech verbunden ist. Im erfindungsgemäßen Absorber
liegt eine durchgängige
Schweißverbindung auch
im gebogenen Abschnitt des Wärmefluidrohrs vor.
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Zwar
sind bereits Schweißverbindungen
von Wärmefluidrohren
mit einem Absorberblech bekannt, die im Dauerstrichverfahren hergestellt
worden sind, jedoch sind bei diesen Absorbern nur gerade Rohrabschnitte
mittels einer durchgängigen
Schweißverbindung
mit dem Absorberblech verschweißt.
Gebogene Rohrabschnitte weisen dagegen keine Schweißverbindung
mit dem Absorberblech auf. Außerdem
sind aus
EP 0 794 032
B1 Absorber bekannt, in denen das Wärmefluidrohr mit einem gepulsten Schweißverfahren
angeschweißt
worden ist. Diese können
zwar auch eine Schweißverbindung
in gebogenen Rohrabschnitten aufweisen, jedoch ist die Schweißverbindung
aus voneinander beabstandeten Schweißpunkte aufgebaut. In beiden
Fällen
ist die Wärmeübertragung
vom Blech auf das Rohr nicht optimal.
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Aufgrund
der im erfindungsgemäßen Absorber
durchgängigen
Schweißverbindung
auch in gebogenen Bereichen des Rohres vergrößert sich der thermische Kontaktbereich
zwischen Blech und Rohr, was die Wärmeübertragung verbessert. Außerdem kann
die Qualität
der Verbindung verbessert werden, da keine Unterbrechungen des Schweißvorgangs
nötig sind,
wobei bei An- und Absetzen des Schweißgerätes qualitativ schlechtere
Schweißverbindungen
entstehen können.
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Aufgrund
des vergrößerten thermischen Kontaktbereiches
und der höheren
Qualität
der Schweißverbindung
im erfindungsgemäßen Absorber
kann eine über
Jahrzehnte gleichbleibend gute Kollektorleistung gewährleistet
werden.
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Der
erfindungsgemäße Absorber
kann insbesondere ein mäanderförmiges Wärmefluidrohr
aufweisen, welches über
seine gesamte Länge
mittels einer durchgehenden Schweißverbindung mit dem Absorberblech
verbunden ist.
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Ein
derartiger Absorber kann insbesondere in einem einzigen Schweißvorgang
ohne Absetzen des Schweißgerätes hergestellt
werden. Dies führt einerseits
zu einer Zeitersparnis und andererseits zur optimierten Verfahrenswegen
beim Schweißen,
da das Schweißgerät nicht
ab- und wieder angesetzt werden muss. Dadurch wird eine Kostensenkung
der Fertigung sowie eine Fertigung mit hohem Durchsatz möglich. Auch
können
nachteilige Eigenschaften der Schweißnaht, die durch das An- und
Absetzen des Schweißgerätes entstehen
können,
vermieden werden.
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In
einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist der Absorber als Absorberstreifen
ausgebildet. Ein Absorberstreifen umfasst ein Absorberblech einer gewissen
Breite mit einem daran befestigten Wärmefluidrohr und kann im Prinzip
in einer beliebigen Länge
hergestellt werden. Da beim erfindungsgemäßen Absorber ein An- und Absetzen
des Schweißgerätes nicht
nötig ist,
kann ein derartiger Absorberstreifen in Endlosfertigung hergestellt
werden, was einen besonders hohen Fertigungsdurchsatz ermöglicht.
Die Ausbildung in Form eines Vollflächenabsorbers, also einer Absorberfläche mit
bestimmten Abmessungen, ist jedoch auch möglich.
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Im
erfindungsgemäßen Absorber
kann sich die Schweißnaht
der Schweißverbindung
im Bereich der Kontaktlinie des Wärmefluidrohres mit dem Absorberblech
durch das Absorberblech hindurch erstrecken. Eine derartige Schweißnaht lässt den
Verlauf des Wärmefluidrohres
auch von der dem Wärmefluidrohr
abgewandten Seite des Absorberbleches aus erkennen. Außerdem kann
der Schweißvorgang von
der dem Wärmefluidrohr
abgewandten Seite des Absorberbleches aus erfolgen, was den Fertigungsprozess
vereinfacht.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann die Schweißnaht aber auch an der dem
Wärmefluidrohr zugewandten
Rückseite
des Absorberbleches im Bereich der Kontaktlinie des Wärmefluidrohres
mit dem Absorberblech im Winkel zwischen dem Absorberblech und dem
Wärmefluidrohr
angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung stellt die Schweißverbindung insbesondere
eine große
Kontaktfläche
zwischen dem Absorberblech und dem Wärmefluidrohr her, was insbesondere
im Hinblick auf die Wärmeübertragung
zwischen Blech und Rohr und somit im Hinblick auf den Wirkungsgrad
des Absorbers vorteilhaft ist. Eine besonders große Kontaktfläche lässt sich
erzielen, wenn je eine Schweißnaht
an jeder Seite der Kontaktlinie angeordnet ist.
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Im
erfindungsgemäßen Absorber
kann das Wärmefluidrohr
und/oder das Absorberblech insbesondere aus einer der folgenden
Materialien hergestellt sein oder eines der folgenden Materialien
umfassen: Kupfer, Aluminium, Stahl oder Edelstahl.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
zum Herstellen eines Absorbers für
einen thermischen Solarkollektor wird ein Wärmefluidrohr im Dauerstrich
an ein Absorberblech angeschweißt.
Zum Schweißen findet
dabei ein Diodenlaser Verwendung.
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Im
Vergleich zu den in Verfahren nach Stand der Technik zum Schweißen verwendeten
YAG-Lasern (YAG: Yttrium Aluminium Garnet) hat ein Diodenlaser eine
verringerte Aperturfläche,
was zu einer verringerten Schweißnahtbreite führt. Insbesondere wenn
das Anschweißen
des Rohres von der in der Regel hoch selektiv beschichteten Vorderseite
des Absorbers erfolgt, ist dies von Vorteil, da weniger Beschichtung
beim Schweißprozess
beeinträchtigt
wird. Im Vergleich zu mit Verfahren nach Stand der Technik hergestellten
Absorbern ist daher die Nutzfläche
der beschichteten Seite des Absorberbleches vergrößert.
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Zudem
ist der Wärmeeintrag
in die Absorberfläche
beim Schweißen
mit einem Diodenlaser gegenüber
dem Schweißen
mit einem YAG-Laser verringert. Die Verringerung des Wärmeeintrages
ermöglicht
es insbesondere auch gebogene Rohrabschnitte mit Dauerstrich mit
dem Absorberblech zu verschweißen.
Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
daher insbesondere das Herstellen eines erfindungsgemäßen Absorbers.
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Schweißverfahren
nach Stand der Technik würden
dagegen im gebogenen Abschnitt einen zu hohen Wärmeeintrag in das Absorberblech
herbeiführen
und so statt einer Verbindung des Wärmefluidrohres mit dem Blech
herbeizuführen,
ein Loch in das Blech brennen.
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Um
den Wärmeeintrag
in das Blech zu verringern, ist daher vorgeschlagen worden, das
Wärmefluidrohr
statt mit einem Dauerstrich-Schweißverfahren mit einem gepulsten
Schweißverfahren
am Absorberblech zu befestigen.
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Bei
einem gepulsten Schweißverfahren
entsteht jedoch keine durchgängige
Schweißnaht
sondern es entstehen lediglich voneinander beabstandete Schweißpunkte.
Daher ist der wärmeleitende
Kontakt zwischen dem Absorberblech und dem Wärmefluidrohr bei einem gepulst
angeschweißten
Rohr geringer als bei einem mit Dauerstrich angeschweißten Rohr.
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In
beiden Fällen
ist die Wärmeübertragung vom
Absorberblech auf das Wärmefluidrohr
nicht optimal.
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Besonders
geeignet für
das erfindungsgemäße Verfahren
sind Scheibendiodenlaser, die Verwendung von Stabdiodenlasern ist
jedoch grundsätzlich
auch möglich.
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Da
mit dem erfindungsgemäßen Schweißverfahren
sowohl gerade als auch gebogene Rohrabschnitte mit Dauerstrich an
ein Absorberblech angeschweißt
werden können
und daher eine Absetzen des Lasers während des Schweißens nicht
nötig ist, ist
insbesondere die Ausgestaltung des Verfahrens als Endlosverfahren
möglich.
Ein derartiges Verfahren ist besonders effizient.
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In
einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der
Energieeintrag des Diodenlasers beim Schweißen in die dem Kühlfluidrohr abgewandte
Oberfläche
des Absorberbleches. Bei einem mit dieser Ausgestaltung des Verfahrens
hergestellten Absorber ist der Verlauf der Wärmefluidrohre von der Vorderseite
des Absorberbleches aus sichtbar. Dies kann beispielsweise bei der
Montage des Absorbers von Vorteil sein.
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In
einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt der Energieeintrag des Diodenlasers beim Schweißen in den
Winkel, der zwischen dem Absorberblech und dem Wärmefluidrohr im Bereich der
Kontaktlinie gebildet ist. Die mit diesem Verfahren hergestellte
Schweißnaht füllt dann
den Winkel zwischen dem Wärmefluidrohr und
dem Absorberblech aus und führt
zu einem besonders großen
Kontaktbereich zwischen Wärmefluidrohr
und Absorberblech.
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Das
erfindungsgemäße Schweißverfahren eignet
sich insbesondere zum Herstellen von stoffschlüssigen Verbindungen zwischen
einem Wärmefluidrohr
und einem Absorberblech, die jeweils aus wenigstens einem der folgenden
Materialien hergestellt sind: Kupfer, Aluminium, Stahl oder Edelstahl.
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In
einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens steht das Wärmefluidrohr und/oder
das Absorptionsblech beim Verschweißen unter mechanischer Spannung.
Mittels einer geeigneten mechanischen Spannung lässt sich ein besonders gutes
Schweißergebnis
und eine besonders gute Haltbarkeit des hergestellten Produktes
erzielen.
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Eine
Optimierung des Schweißvorganges kann
erfolgen durch: Auswahl einer geeigneten Optik und/oder Einstellen
eines geeigneten Einstrahlwinkels und/oder Einstellen einer geeigneten
Fokussierung des Laserstrahls und/oder Einstellen einer geeigneten
Leistungscharakteristik des Diodenlasers. Je mehr Parameter Teil
des Optimierungsprozesses sind, desto besser ist die erzielbare
Optimierung. Die Parameter sind in Abhängigkeit vom zu verschweißenden Material
und der Geometrie der Bauteile empirisch zu ermitteln.
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Weitere
Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
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1 zeigt
das Absorptionsblech und das Wärmefluidrohr
eines thermischen Solarkollektors in einer schematisierten Darstellung.
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2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel für die durchgehende
Schweißverbindung
zwischen dem Wärmefluidrohr
und dem Absorptionsblech.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel für die durchgehende
Schweißverbindung
zwischen dem Wärmefluidrohr
und dem Absorptionsblech.
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4 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Absorptionsblech mit daran angeschweißtem Wärmefluidrohr
in einer perspektivischen Darstellung.
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5 zeigt
ein erstes Beispiel für
das Anschweißen
des Wärmefluidrohrs
an das Absorberblech.
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6 zeigt
ein zweites Beispiel für
das Anschweißen
des Wärmefluidrohrs
an das Absorberblech.
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Ein
erfindungsgemäßer Absorber
ist in 1 in einer stark vereinfachten Darstellung gezeigt.
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Als
wesentliche Bestandteile umfasst der Absorber 1 ein Absorberblech 3 (in 1 gestrichelt dargestellt)
mit daran angeschweißtem
mäanderförmigen Wärmefluidrohr 5.
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Das
Absorberblech 3 weist an seiner dem Wärmefluidrohr 5 abgewandten
Oberfläche
eine hoch selektive Beschichtung auf, welche die Strahlungsenergie
der Sonne absorbiert und in Wärme umwandelt.
Die Wärme
wird schließlich
an ein durch das Wärmefluidrohr 5 fließendes Wärmefluid,
beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch, abgegeben,
welches die Wärme
zu ihrem Bestimmungsort transportiert.
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Das
Absorberblech 3 und das daran angeschweißten Wärmefluidrohr 5 sind
in der Regel in einem schützenden
Gehäuse
angeordnet, welches wenigstens im Bereich der absorbierenden Oberfläche des
Absorberbleches 3 derart transparent ausgestaltet ist,
dass es die Sonnenstrahlung weitgehend ungehindert durchtreten lässt. Das
Gehäuse selbst
ist der Übersichtlichkeit
halber in 1 nicht dargestellt.
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Als
Materialkombinationen für
das Absorberblech und das Wärmefluidrohr
sind beispielsweise Kupferblech mit Kupferrohr, Aluminiumblech mit
Kupferrohr, Aluminiumblech mit Edelstahlrohr, etc. denkbar. Die
Materialien sollten dabei eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Typische
Blechdicken liegen im Bereich zwischen 0,1 und 0,6 mm, typische
Rohrdurchmesser zwischen 5 und 15 mm.
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Der
in 1 schematisch dargestellte Absorber 1 ist
ein sogenannter Vollflächenabsorber
mit Mäander,
bei den das Wärmefluidrohr 5 mehrere
gebogene Abschnitte 2 aufweist, und kommt beispielsweise
bei Standardisierung in mittleren bis großen Stückzahlen zur Anwendung. Er
kann zudem mit oder ohne Sammelrohr für das Wärmefluid ausgebildet sein.
Die Rohrenden können
Verschraubungen oder Weitungen aufweisen, um den Anschluss an andere
Rohre zu vereinfachen.
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2 zeigt
einen quer zur Rohrlängsachse verlaufenden
senkrechten Schnitt durch den Absorber 1. Es sind das Absorberblech 3 und
das Wärmefluidrohr 5 zu
erkennen. Außerdem
sind die Schweißnähte 7, über die
das Wärmefluidrohr 5 stoffschlüssig mit
dem Absorberblech 3 verbunden ist, zu erkennen. Diese sind
an der Seite der Kontaktlinie 9 des Wärmefluidrohres mit dem Absorberblech 3 im
Winkel zwischen dem Wärmefluidrohr 5 und
dem Absorberblech 3 angeordnet. In dieser Ausgestaltung
des Absorbers 1 stellen die Schweißnähte 7 eine relativ großflächige wärmeleitende
Verbindung zwischen dem Absorberblech 3 und dem Wärmefluidrohr 5 her, was
einen guten Wärmeübertrag
auf das Wärmefluidrohr 5 ermöglicht.
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Eine
zweite Ausführungsvariante
der Schweißnaht
im erfindungsgemäßen Absorber 1 ist in 3 dargestellt.
Statt mittels seitlich angeordneter Schweißnähte ist das Wärmefluidrohr 5 mittels
einer entlang der Kontaktlinie 9 des Wärmefluidrohrs mit dem Absorberblech 3 verlaufenden,
sich durch das Absorberblech 3 erstreckenden Schweißnaht 8 mit
dem Absorberblech 3 verbunden. Eine derartige Schweißnaht 8 lässt sich
insbesondere von der beschichteten Seite 4 des Absorberbleches 3 aus
erzeugen.
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Da
sich die Schweißnaht 8 des
zweiten Ausführungsbeispiels
durch das Absorberblech 3 hindurch erstreckt, lässt sich
die Kontaktlinie 9 – und
damit der Rohrverlauf – von
der beschichteten Seite 4 des Absorberbleches 3 aus
erkennen, was beispielsweise bei der Montage von Vorteil sein kann.
Ein Ausschnitt aus einem Absorber 1 mit einem gebogenen
Rohrabschnitt 2 und einer von der beschichteten Seite 4 aus
zu erkennenden Schweißnaht 8 ist
beispielhaft in 4 dargestellt.
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Das
Schweißen
gemäß eines
ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
in 5 schematisch dargestellt. In dieser ersten Variante
werden das Wärmefluidrohr 5 und
das Absorberblech 3 von der beschichteten Seite 4 des
Absorberbleches 3 aus miteinander verschweißt, d.h. der
Schweißvorgang
erfolgt durch das Absorberblech 3 hindurch. Dazu werden
ein Diodenlaser 10 und eine Materialzufuhr 11 zum zuführen des Schweißgutes (Lots)
auf eine Kontaktstelle des Wärmefluidrohres
mit dem Absorberblech 3 gerichtet und der Laser 10 zusammen
mit der Materialzufuhr 11 dann im Dauerstrich entlang der
Axialrichtung des Wärmefluidrohres 5 verfahren.
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Als
Diodenlaser 10 kann sowohl ein Stab-Diodenlaser als auch
ein Scheiben-Diodenlaser
Verwendung finden. Insbesondere bei Verwendung eines Scheiben-Diodenlasers
lassen sich im Vergleich zur Verwendung eines YAG-Lasers verringerte Schweißnahtbreiten
realisieren. Da im Bereich der Schweißnaht 8 die Oberflächenbeschichtung
des Absorberbleches 3 entfernt wird, lässt sich mit einer geringen
Schweißnahtbreite
der Verlust an Absorptionsfläche
verringern.
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Das
Verwenden eines Diodenlasers 10 ermöglicht es, Wärmefluidrohre 5 nicht
nur in geraden Rohrstrecken im Dauerstrich an das Absorptionsblech 3 anzuschweißen, sondern
auch in gebogenen Rohrstrecken. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
lassen sich daher insbesondere mäanderförmige Wärmefluidrohre 5 ohne
Absetzen des Lasers im Dauerstrichverfahren mit einem Absorberblech 3 verschweißen.
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Da
im Vergleich zu Verfahren nach Stand der Technik, in denen beim
Laserschweißen
mit Dauerstrich gebogene Rohrstrecken nicht an das Absorberblech
angeschweißt
werden, das gesamte Rohr in einem Zug, d.h. ohne Absetzen und Verfahren
des Lasers an eine andere Stelle, an das Absorberblech geschweißt werden
kann, kann die Fertigungszeit verkürzt werden. Dies verringert
die Kosten und ermöglicht
eine industrielle Fertigung in hohen Losgrößen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Schweißgeschwindigkeiten
von bis zu 50 m/min erzielt werden.
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Durch
geeignetes Einstellen der Parametrisierung der Optik und/oder des
Einstrahlwinkels und/oder der Fokussierung des Laserstrahls und/oder
der Leistungscharakteristik des Lasers und/oder der Materialzuführung beim
Schweißen lässt sich
bei Verwendung eines Diodenlasers erreichen, dass auch im Bereich
gebogener Rohrstrecken im Dauerstrich geschweißt werden kann, ohne Löcher oder ähnliches
in das Material und in die Schweißnaht einzubringen. Dadurch
erhöht
sich die Beständigkeit
des Absorbers, selbst nach vielen thermischen Lastwechseln, was
seine Lebensdauer verlängert.
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Außerdem erhöht sich
bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Prozesssicherheit der Fertigung bei hohem Durchsatz, und die
Ausschussquote kann so verringert werden.
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Während des
Verschweißens
kann insbesondere das Wärmefluidrohr 5,
aber auch das Absorberblech 3, unter mechanische Spannung
gesetzt werden. Die mechanische Spannung kann helfen, den Schweißvorgang
zu vereinfachen und eine qualitativ hochwertigere Schweißnaht zu
erzielen.
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Eine
zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen
eines Absorbers 1 ist in 6 dargestellt.
Diese Variante unterscheidet sich von der in 5 dargestellten
Variante dadurch, dass das Verschweißen des Wärmefluidrohres 5 mit dem
Absorberblech 3 von der Rohrseite 6 des Bleches 3 aus
erfolgt. Mit anderen Worten, sowohl der Diodenlaser 12 als
auch die Materialzufuhr 13 befinden sich rohrseitig zum
Absorberblech 3.
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Die
Schweißnaht
entsteht bei dieser Variante des Schweißverfahrens im Bereich der
Kontaktlinie 9, entlang der das Absorberblech 3 mit
dem Wärmefluidrohr 5 in
Kontakt steht, und zwar im Winkel zwischen dem Absorberblech 3 und
dem Wärmefluidrohr 5,
wie dies in 2 dargestellt ist. Wenn auf
beiden Seiten der Kontaktlinie 9 eine Schweißnaht 7 entstehen
soll, so kann dies dadurch erreicht werden, dass zuerst die Schweißnaht auf
der einen Seite erzeugt wird und anschließend die Schweißnaht auf der
anderen Seite. Alternativ ist es jedoch auch möglich, bei Verwenden zweier
Diodenlaser 12 und optional zweier Materialzufuhrvorrichtungen 13 beide Schweißnähte gleichzeitig
herzustellen.
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Grundsätzlich ist
es jedoch auch möglich, nur
eine Schweißnaht,
d.h. lediglich eine Schweißnaht
auf einer Seite der Kontaktlinie 9 herzustellen. Wegen
der dabei auftretenden einseitigen Belastung ist das Herstellen zweier
Schweißnähte gegenüber dem
Herstellen einer Schweißnaht
jedoch bevorzugt.
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Mit
der zweiten Variante des Schweißverfahrens
lassen sich im Wesentlichen dieselben Vorteile wie mit der ersten
Variante erzielen. Im Unterschied zur ersten Variante ermöglicht die
zweite Variante jedoch, die beschichtete Oberfläche des Absorberbleches 3 völlig frei
von Schweißnähten zu
halten, was im Hinblick auf die Optimierung der zur Absorption der
Sonnenstrahlung nutzbaren Fläche
vorteilhaft ist.
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Auch
bei der zweiten Variante des Schweißverfahrens kann das Wärmefluidrohr 5,
aber gegebenenfalls auch das Absorptionsblech 3, beim Schweißen unter
mechanische Spannung gesetzt werde.
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In
beiden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Anrampen
vor der Dauerstrichschweißung
erfolgen. Durch das Anrampen kann vermieden werden, dass während des
An- und Abfahrens des Diodenlasers ein zu hohes Energiepotential
des Laserstrahls hervorgerufen wird, das sich dahingehend äußern würde, dass
das Material im Bereich des Anfangs und des Endes der Schweißnaht an
der Oberfläche
aufgeworfen wird und ggf. Löcher
entstehen.
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In
den beiden beschriebenen verfahren erfolgt beim schweißen eine
Zufuhr von Lot in den bereich, in dem die Schweißverbindung entstehen soll. Alternativ
ist es jedoch auch möglich,
ohne Lotzufuhr zu Schweißen.
in einem derartigen Schweißprozess würde der
Laser Material abtragen, welches dann zum Bilden der Schweißverbindung
herangezogen wird. Bspw. könnte
durch den Laserstrahl ein Materialabtrag am Wärmefluidrohr erfolgen und das
vom Wärmefluidrohr
abgetragene Material in Richtung auf das Absorberblech abgelenkt
werden.