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DE102009030356A1 - Two-phases-thermosiphon for use as heat exchanger e.g. vacuum tube collector, has covering shells connected one below other so that transmission of latent warmth to surface of heat transfer pipe takes place by working medium - Google Patents

Two-phases-thermosiphon for use as heat exchanger e.g. vacuum tube collector, has covering shells connected one below other so that transmission of latent warmth to surface of heat transfer pipe takes place by working medium Download PDF

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DE102009030356A1
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heat
phase
phase thermosiphon
thermosiphon
collector
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Application number
DE102009030356A
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Friedrich Grimm
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Individual
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Abstract

The thermosiphon (1) has a pressure-rigid and evacuable container formed as a sandwich element (2) from two covering shells (20, 21) e.g. pins or bolts. The shells are held at a distance by a spacer (22) and vacuum-tightly connected one below the other at edges such that continuous transmission of latent warmth to an outer contact surface of a heat transfer pipe (25) takes place by a gaseous working medium (11) via a bearing surface (12). The working medium flows through the pipe that is formed as a condenser (13). The pipe is centrally arranged in an operating area (10) above a sump (110).

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als Wärmetauscher mit einer Arbeitsfläche zur Absorption und Übertragung von Wärme auf eine Wärmeträgerflüssigkeit. Der Wärmetauscher ist in einer ersten Anwendung als Kühlkörper, insbesondere als Klimaanlage zur Ausleitung unerwünschter, überschüssiger Wärme aus einem Raum vorgesehen. Die zweite Anwendung für einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher betrifft solarthermische Kollektoren als Flachkollektoren oder Vakuum-Röhrenkollektoren, die starr oder beweglich zur Sonne ausgerichtet sind und in ein wärmegedämmtes Gehäuse eingebaut werden, das mindestens auf der der Sonne zugewandten Seite ein gläsernes Hüllelement besitzt.The The invention relates to a two-phase thermosiphon as a heat exchanger with a work surface for absorption and transfer of heat on a heat transfer fluid. The heat exchanger is in a first application as a heat sink, especially as an air conditioning system for the discharge of unwanted, excess Heat from a room provided. The second application for a heat exchanger according to the invention relates to solar thermal collectors as flat plate collectors or vacuum tube collectors, which are rigid or movable towards the sun and in one heat-insulated housing to be installed, the at least on the side facing the sun a glassy Has wrapping element.

Stand der TechnikState of the art

Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung sind die drei bekannten Wirkprinzipien zur Übertragung von Wärme von einer Wärmequelle auf eine relativ zur Quelle kühlere Wärmesenke. In der Kollektortechnik werden alle drei Möglichkeiten der Wärmeübertragung genutzt, um solar gewonnene Wärme auf ein Wärmeträgermedium zu übertragen. Kupfer als ein guter Wärmeleiter ist dabei bisher ein unverzichtbarer Werkstoff. Eine alternative Möglichkeit der Wärmeaufnahme und -übertragung stellt ein Wärmerohr, eine sog. „Heatpipe” dar. Hier nutzt man die Verdampfungswärme eines Stoffes für die direkte und indirekte Wärmeübertragung zu einer Nutzanwendung. Bei einem solarthermischen Kollektor in Form eines Wärmerohrs wird die solare Strahlung von einem Absorber aufgefangen und möglichst vollständig in Wärme umgewandelt. Durch das physikalische Prinzip der Wärmeleitung wird die vom Absorber gesammelte Wärme in einem evakuierten und teilweise mit einem flüssigen Arbeitsmedium befüllten Arbeitsraum auf ein Arbeitsmedium übertragen, das bei Wärmezufuhr mindestens teilweise verdampft. Der Dampf strömt vom unteren Ende des Wärmerohrs, dem sog. Sumpf, in Richtung eines Kondensators, der sog. Wärmesenke. Unter einem Zwei-Phasen-Thermosyphon versteht man ein schwerkraftgetriebenes Wärmerohr, bei dem ein an einer Wärmesenke kondensiertes Arbeitsmedium selbstständig in den Verdampfer zurückfließt und sich im flüssigen Zustand in dem sog. Sumpf am unteren Ende des Wärmerohrs sammelt. Auf diese Weise entsteht ein stetiger Wärmetransport zwischen dem Arbeitsraum und dem Kondensator, sodass mit einer hohen Wärmestromdichte große Wärmemengen transportiert werden können. Da dies ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie z. B. einer Umwälzpumpe geschieht, sind Wärmerohre besonders wirtschaftlich und zeichnen sich durch einen minimalen Wartungsaufwand und geringe Betriebskosten aus. Dieses elegante Prinzip der Wärmeübertragung mit einem senkrecht oder geneigt angeordneten Zwei-Phasen-Thermosyphon wird bisher überwiegend in einer linearen Ausbildung als Rohr genutzt. Bekannte Heatpipes können nur senkrecht oder bis zu einem Grenzneigungswinkel von 25 Grad gegenüber der Horizontalen installiert werden. Herkömmliche Wärmetauscher und Absorberflächen besitzen eine hydraulische Struktur, die ein von einer Wärmeträgerflüssigkeit durchströmtes Rohrleitungsnetz mit wärmeleitenden Flächen verbindet und z. B. als Serpentinen- oder Harfenabsorber ausgebildet ist.Heat conduction, Convection and radiation are the three known principles of action for transferring heat from a heat source on a relative to the source cooler heat sink. In collector technology, all three possibilities used the heat transfer to solar won Transfer heat to a heat transfer medium. Copper as a good conductor of heat has been indispensable so far Material. An alternative way of heat absorption and transfer represents a heat pipe, a so-called "heat pipe". Here one uses the heat of vaporization of a substance for the direct and indirect heat transfer too a user application. For a solar thermal collector in shape A heat pipe is the solar radiation from an absorber collected and as completely as possible in heat transformed. By the physical principle of heat conduction is the heat collected by the absorber in an evacuated and partially filled with a liquid working medium Work space transferred to a working medium, the case of heat at least partially evaporated. The steam flows from the bottom End of the heat pipe, the so-called swamp, in the direction of one Condenser, the so-called heat sink. Under a two-phase thermosyphone one understands a gravity-driven heat pipe, with the one condensed on a heat sink working medium independently flows back into the evaporator and is in the liquid Condition in the so-called swamp at the lower end of the heat pipe collects. In this way, a steady heat transfer between the workspace and the condenser, so with a high Heat flow density large amounts of heat to be transported can. Since this without additional aids, such as B. a circulating pump, are heat pipes particularly economical and characterized by a minimal Maintenance and low operating costs. This elegant Principle of heat transfer with a vertical or inclined arranged two-phase thermosyphone has been prevalent so far used in a linear training as a tube. Known heatpipes can only be perpendicular or up to a limit tilt angle be installed by 25 degrees from the horizontal. Conventional heat exchangers and absorber surfaces have a hydraulic structure that is one of a heat transfer fluid flowed through pipe network with heat-conducting surfaces connects and z. B. formed as a serpentine or Harfenabsorber is.

In der DE 20 2008 007 647 wird ein Wärmerohr, eine sog. „Heatpipe”, insbesondere in der Anwendung bei Kollektoren beschrieben. Bei diesem durch ein umgebendes und evakuiertes Glasrohr vor Wärmeverlusten geschützten Wärmerohr mit einem zylindrischen Querschnitt wird die Absorberfläche von einem Kupferblech, das wärmeleitend mit einem evakuierten Kupferrohr verbunden ist, gebildet. Die Wärmesenke befindet sich außerhalb des durch ein umgebendes, evakuiertes Glasrohr vor Wärmeverlusten geschützten Bereichs und ist mit diesem über einen Wärmeverluste verursachenden Hals verbunden. Eine derartige Heatpipe eignet sich für eine senkrechte oder geneigte (Grenzwinkel 25 Grad) Anordnung. Der Durchmesser des umgebenden Glasrohrs limitiert die Abmessungen der Absorberfläche auf einen schmalen Streifen. Nachteilig ist außerdem die extensive Verwendung des vergleichsweise teuren Werkstoffs Kupfer.In the DE 20 2008 007 647 is a heat pipe, a so-called. "Heatpipe" described in particular in the application of collectors. In this by a surrounding and evacuated glass tube from heat loss protected heat pipe with a cylindrical cross-section, the absorber surface of a copper sheet, which is thermally conductively connected to an evacuated copper pipe formed. The heat sink is located outside the area protected from heat loss by a surrounding, evacuated glass tube and is connected to this neck, which causes heat loss. Such a heat pipe is suitable for a vertical or inclined (critical angle 25 degrees) arrangement. The diameter of the surrounding glass tube limits the dimensions of the absorber surface to a narrow strip. Another disadvantage is the extensive use of the relatively expensive material copper.

In der DE 10 2006 000 668 B4 wird ein verstellbarer Sonnenkollektor in Form eines Lamellenregisters vorgestellt, bei dem jeweils eine Lamelle als Heatpipe für die Übertragung der aus der Sonnenstrahlung gewonnenen Wärme auf eine Wärmeträgerflüssigkeit ausgebildet ist. Dabei steht die Heatpipe als Rohr mit einer Absorberfläche in Verbindung, die die Lamellenform bildet. Die Drehachse der Lamellen ist hier konzentrisch und koaxial zur Heatpipe angeordnet, sodass die Lamellen nur senkrecht oder geneigt angeordnet werden können.In the DE 10 2006 000 668 B4 an adjustable solar collector in the form of a lamellar register is presented, in each of which a lamella is designed as a heat pipe for the transmission of the heat obtained from the solar radiation to a heat transfer fluid. The heat pipe is a tube with an absorber surface in connection, which forms the lamella shape. The axis of rotation of the slats is arranged concentrically and coaxially to the heat pipe, so that the slats can only be arranged vertically or inclined.

In der DE 20 2007 007 568 wird eine flache Heatpipe beschrieben, die aus einer Bodenplatte in Form einer Wanne und einer davon beabstandeten Oberplatte, einem Kühlkörper und einer die Wanne und die Oberplatte verbindenden kapillaren Struktur beschrieben. Die Aufgabe dieser flachen, horizontal angeordneten Heatpipe besteht in der Ableitung von Wärme über einen Kühlkörper an die umgebende Luft.In the DE 20 2007 007 568 a flat heat pipe is described which consists of a bottom plate in the form of a trough and a top plate spaced therefrom, a heat sink and a capillary structure connecting the trough and the top plate. The task of this flat, horizontally arranged heat pipe is to dissipate heat through a heat sink to the surrounding air.

In der DE 103 08 993 A1 wird ein Sonnenlichtkollektor mit Wärmerohr-Wärmeaustauscher beschrieben, bei dem ein Wellblechabsorber und eine Schließplatte einen flächig wirksamen Zwei-Phasen-Thermosyphon bilden. Das Wellblech und die Schließplatte weisen hier einzelne voneinander getrennte Kammern auf, die an ihrem oberen Ende durch ein seitlich die Kammern querendes Wärmeträgerrohr untereinander verbunden sind. Der im Bereich des Sumpfes in einzelne, gegeneinander abgeschottete Kammern gegliederte Arbeitsraum behindert eine gleichmäßige Wärmeabgabe an das Wärmeträgerrohr aufgrund einer sich im Betriebszustand einstellenden, ungleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung in den Kammern. Durch eine gegenüber dem Arbeitsraum seitlich versetzte Anordnung des Wärmeträgerrohrs am oberen Ende des Wärmetauschers kann nicht gewährleistet werden, dass die Mantelfläche des Wärmeträgerrohrs gleichmäßig vom Arbeitsmedium umströmt wird.In the DE 103 08 993 A1 a sunlight collector with heat pipe heat exchanger is beschrie ben, in which a corrugated iron absorber and a closing plate form a two-phase thermosyphon effective two-dimensional. The corrugated metal sheet and the closing plate here have individual chambers which are separate from one another and are interconnected at their upper end by a heat carrier tube which laterally crosses the chambers. The structured in the area of the sump into individual, mutually partitioned chambers working space hinders a uniform heat transfer to the heat transfer tube due to an adjusting in operation, non-uniform liquid distribution in the chambers. By a relation to the working space laterally offset arrangement of the heat transfer tube at the upper end of the heat exchanger can not be guaranteed that the outer surface of the heat transfer tube is uniformly flows around the working fluid.

Aufgabenstellungtask

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen großflächigen Wärmetauscher zu finden, der unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik in senkrechter oder geneigter Anordnung nach dem Prinzip eines Zwei-Phasen-Thermosyphons bei Wärmeeintrag über eine Arbeitsfläche in einem kontinuierlichen Kreislauf latente Wärme auf eine in einem Wärmeträgerrohr geführte Wärmeträgerflüssigkeit überträgt und dabei als steifes Sandwichelement einem Unterdruck von weniger als 5 Pascal formstabil standhält und einfach und kostengünstig, sowie materialsparend herzustellen ist. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, die Strömung des Arbeitsmediums in einem nach thermodynamischen Gesichtspunkten gestalteten Arbeitsraum gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern und Vorkehrungen für eine gleichmäßige Wärmeübertragung des Arbeitsmediums auf das Wärmeträgerrohr innerhalb des Arbeitsraums zu treffen.It The object of the invention is a large-scale Find heat exchanger, avoiding the disadvantages of the prior art in a vertical or inclined arrangement on the principle of a two-phase thermosyphon on heat input via a work surface in a continuous cycle latent heat on a in a heat transfer tube Guided heat transfer fluid transfers and as a stiff sandwich element a negative pressure of less than 5 Pascals withstand dimensional stability and simple and inexpensive, and save material is to produce. It is especially task the invention, the flow of the working medium in one according to thermodynamic aspects designed working space opposite to improve the state of the art and arrangements for a uniform heat transfer of the working medium on the heat transfer tube inside of the workroom.

Diese Aufgaben werden mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten und Eigenschaften der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.These Tasks are solved with the features mentioned in claim 1. Advantageous training opportunities and characteristics The invention will become apparent from the dependent claims.

Der Arbeitsraum eines erfindungsgemäßen, großflächigen Wärmetauschers besitzt an seinem unteren Ende einen zusammenhängenden Sumpf für eine gleichmäßige Verteilung des Arbeitsmediums. Im Falle von linienförmig mit den Deckschalen eines Sandwichelements verbundenen Abstandhaltern, die untereinander Kammern bilden, wird auf diese Weise im Betriebszustand des Wärmetauschers jede Kammer gleichmäßig mit Dampf versorgt. Die beiden Deckschalen eines Sandwichelements wirken dabei als Wärmeleitflächen, die den Dampf gezielt auf ein oberhalb des Sumpfes zentrisch angeordnetes Wärmeträgerrohr leiten. Die Kondensationskammer ist so gestaltet, dass der Dampf gezielt um das Wärmeträgerrohr herumgeführt wird. Bei einem Wärmetauscher mit einseitigem Wärmeeintrag über die Arbeitsfläche, wie z. B. bei einem Flachkollektor, ist vorgesehen, den Arbeitsraum in eine der Wärmequelle zugewandte Vorlaufkammer, in der das Arbeitsmedium in der Gasphase aufsteigt und in eine rückwärtige Rücklaufkammer, in der das kondensierte Arbeitsmedium unter dem Einfluss der Schwerkraft in den Sumpf zurückfließt, zu unterteilen. Die Unterteilung mit einer Strömungsleitfläche im Arbeitsraum kann auch für ein Sandwichelement mit punktförmig angeordneten Abstandhaltern vorgesehen werden.Of the Working space of an inventive, large-scale Heat exchanger has at its lower end a contiguous Swamp for an even distribution of the working medium. In the case of linear with the cover shells a sandwich element connected spacers to each other Forming chambers, is in this way in the operating state of the heat exchanger each chamber evenly supplied with steam. The Both cover shells of a sandwich element act as Wärmeleitflächen, the the steam targeted to a centrally above the sump Conduct heat transfer tube. The condensation chamber is designed so that the steam targeted to the heat transfer tube is led around. In a heat exchanger with one-sided heat input over the work surface, such as B. in a flat plate, is provided, the working space in a heat source facing the flow chamber, in the the working medium rises in the gas phase and in a rearward Return chamber, in which the condensed working medium under the influence of gravity flows back into the swamp, to divide. The subdivision with a flow guide The working space can also be punctiform for a sandwich element arranged spacers are provided.

Eine Beschichtung der dem Arbeitsraum zugewandten Oberflächen der Deckschalen mit einer Nanostruktur bewirkt, dass entsprechend dem Lotuseffekt das Arbeitsmedium an den Oberflächen abperlt, wodurch der Kreislauf von Wärmeaufnahme und -abgabe unterstützt wird.A Coating of the working space facing surfaces the cover shells with a nanostructure causes that accordingly the lotus effect pours off the working medium on the surfaces, which supports the cycle of heat absorption and release becomes.

Für die optimale Wirksamkeit eines solarthermischen Kollektors ist die selektive Beschichtung der Arbeitsfläche maßgeblich. Sie kann in einem chemischen Prozess aus Schwarzchrom (Absorptionsgrad ca. 95%, Emissionsgrad ca. 12%) oder Schwarznickel (Absorptionsgrad ca. 97%, Emissionsgrad ca. 10–20%) oder in einem physikalischen Prozess aus Titanoxinitrid (Absorptionsgrad ca. 95%, Emissionsgrad ca. 5%) durch Aufdampfen oder Sputtern auf die Arbeitsfläche aufgebracht werden.For the optimal effectiveness of a solar thermal collector is the selective coating of the work surface. It can be made in a black chromium chemical process (absorption degree approx. 95%, emissivity approx. 12%) or black nickel (absorption degree about 97%, emissivity about 10-20%) or in a physical Titanium oxynitride process (degree of absorption approx. 95%, emissivity about 5%) by vapor deposition or sputtering on the work surface be applied.

Der Gefahr der Überhitzung eines solarthermischen Kollektors kann durch eine kontrollierte Entwärmung über den Durchfluss der Wärmeträgerflüssigkeit entgegengewirkt werden. Eine weitere Methode ist eine genaue Dosierung des Arbeitsmediums, wobei mit einer mageren Auslegung, d. h. mit wenig Flüssigkeit, eine Begrenzung der Betriebstemperatur erreicht werden kann. Die Abstandhalter zwischen den beiden Deckschalen können alsOf the Danger of overheating a solar thermal collector can through a controlled heat dissipation over the flow of heat transfer fluid be counteracted. Another method is a precise dosage the working medium, with a lean design, d. H. With little liquid, a limitation of the operating temperature can be achieved. The spacers between the two cover shells can as

Rippen oder als gefaltete bzw. gewellte Struktur linienförmig angeordnet werden. Zur Herstellung eines zusammenhängenden Arbeitsraums ist es aber auch möglich, punktförmig angeordnete Abstandhalter zu vorzusehen. Die Abstandhalter können aber auch unmittelbar an die Deckschalen angeformt werden und als linienförmige Abstandhalter aus tiefgezogenen Sicken oder als punktförmig angeordnete Abstandhalter aus tiefgezogenen oder gesenkgeschmiedeten Noppen bestehen. Ein Granulat aus druck steifen Körpern oder eine drucksteife Platte aus einem Metallgeflecht, die jeweils lose mit den Deckschalen in Verbindung stehen, können ebenfalls als Abstandhalter vorgesehen sein. In Übereinstimmung mit den punkt- oder linienförmig angeordneten Abstandhalter können konkav oder konvex gewölbte Teilflächen die Deckschalen strukturieren und verleihen einem Sandwichelement die nötige Formstabilität, um die wechselnden Betriebsdrücke eines Zwei-Phasen-Thermosyphons aufzunehmen.Ribs or arranged as a folded or undulating structure line. But for the production of a contiguous workspace, it is also possible to provide punctiform spacers. However, the spacers can also be formed directly on the cover shells and as linear spacers formed from deep-drawn beads or punctiform spacers made of deep-drawn or drop-forged knobs. A granulate of pressure-stiff bodies or a Pressure-resistant plate made of a metal mesh, which are each loosely connected to the cover shells, may also be provided as a spacer. In accordance with the spacers arranged in a point or line shape, concave or convexly curved surfaces can structure the cover shells and give a sandwich element the necessary dimensional stability to accommodate the changing operating pressures of a two-phase thermosyphone.

Ein solarthermischer Kollektor benötigt ein wärmedämmendes Gehäuse, um Wärmeverluste an die Atmosphäre möglichst gering zu halten. Mindestens auf der der Sonne zugewandten Seite besitzt dieses Gehäuse ein transparentes Hüllelement, das von einer Glasscheibe oder einer Vakuum-Isolierglasscheibe gebildet wird.One Solar thermal collector requires a heat-insulating Housing to heat loss to the atmosphere keep as low as possible. At least on the sun facing side, this housing has a transparent Enveloping element, that of a glass pane or a vacuum insulating glass pane is formed.

Ein lichtdurchlässiger Flachkollektor hat mehrere voneinander abgeschottete Arbeitsräume, die an einem Wärmerohr aufgereiht sind, wobei die Deckschalen zwischen den Arbeitsräumen Durchbrüche für den Tageslichteinfall aufweisen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante eines Flachkollektors ist das Kollektorgehäuse als Ganzglaskonstruktion ausgebildet, wobei der mit einem Unterdruck beaufschlagte Arbeitsraum zwischen zwei Vakuum-Isolierglasscheiben angeordnet ist.One translucent flat plate collector has more than one another foreclosed working spaces attached to a heat pipe are lined up, with the cover shells between the work spaces Have breakthroughs for daylight. In a particularly advantageous embodiment of a Flat collector is the collector housing as a whole glass construction formed, wherein the acted upon by a vacuum working space is arranged between two vacuum insulating glass panes.

In Lamellenform kann ein Flachkollektor als Element eines zur Sonne ausrichtbaren Lamellenregisters neben der Kollektorfunktion auch eine Sonnenschutzfunktion im Bereich einer Fassadenkonstruktion übernehmen. Bei einer erfindungsgemäßen Kollektorlamelle ist die Schwenkachse horizontal, koaxial und konzentrisch zum Wärmeträgerrohr angeordnet, wobei der Zwei-Phasen-Thermosyphon senkrecht zu einer horizontalen Schwenkachse arbeitet und für seine Wirksamkeit einen Grenzwinkel von 25 Grad gegenüber der Horizontalen aufweist, sodass eine Lamelle mit Sonnenschutzfunktion einen Verschwenkbereich von ca. 65 Grad aufweist.In Slat shape can be a flat plate collector as an element to the sun Alignable lamella register next to the collector function also assume a sun protection function in the area of a facade construction. In a collector blade according to the invention is the pivot axis horizontal, coaxial and concentric with the heat transfer tube arranged, wherein the two-phase thermosyphone perpendicular to a horizontal pivot axis works and for its effectiveness has a critical angle of 25 degrees with respect to the horizontal, so a slat with sun protection function a pivoting range of about 65 degrees.

Bei einem Röhrenkollektor besteht das transparente Hüllelement aus einem Glasrohr aus entspiegeltem Kalknatronglas oder Kunststoff.at a tube collector is the transparent envelope element from a glass tube made of anti-reflective soda-lime glass or plastic.

Im Falle eines Vakuum-Röhrenkollektors ist ein beidseitig mit Siliciumdioxid bedampftes Rohr aus Kalknatronglas oder aus Borosilicatglas vorgesehen. Die Integration eines flächenförmig arbeitenden Zwei-Phasen-Thermosyphons in ein Glasrohr erlaubt den Einbau horizontal oder vertikal angeordneter Röhrenkollektoren insbesondere im Bereich einer Gebäudehüllkonstruktion.in the Trap of a vacuum tube collector is a two-sided Silica-steamed soda-lime glass or borosilicate glass pipe intended. The integration of a planar Working two-phase thermosiphons in a glass tube allows the Installation of horizontally or vertically arranged tube collectors especially in the area of a building envelope construction.

Kupfer als gut wärmeleitendes Material kann durch kostengünstigere Metalle, wie z. B. Edelstahl, ersetzt werden. Dies gilt auch für die Deckschalen und die linienförmig angeordneten Abstandhalter eines Sandwichelements, die ggf. mit minimalen Wandstärken ausgebildet werden können.copper As a good heat conducting material can be cheaper Metals, such as As stainless steel, to be replaced. This also applies to the cover shells and the linear spacers a sandwich element, possibly with minimal wall thicknesses can be trained.

Der Arbeitsraum kann nur wenige Zentimeter, aber auch mehrere Meter hoch sein. Besonders vorteilhaft ist die vollständige Integration des Wärmeträgerrohrs in ein Sandwichelement, wodurch aufwendige, außerhalb des Arbeitsraums erforderliche Dämmmaßnahmen für das Wärmeträgerrohr auf ein Minimum beschränkt sind.Of the Working space can be only a few centimeters, but also several meters be high. Particularly advantageous is the complete integration of the heat transfer tube in a sandwich element, whereby elaborate, required outside the work space insulation measures for the heat transfer tube to a minimum are limited.

Ein erfindungsgemäßer Kühlkörper absorbiert z. B. überschüssige und unerwünschte Wärme aus der Raumluft eines Aufenthaltsraums und überträgt sie zur Ableitung aus dem Raum auf eine Wärmeträgerflüssigkeit, wodurch eine Kühlung der Raumluft bewirkt wird. Ein Kühlkörper kann aber auch der Wärmerückgewinnung dienen, indem er heiße Abgase kühlt und z. B. in einen Kamin eingebaut wird. Die zurückgewonnene Wärme wird von der Wärmeträgerflüssigkeit einer Nutzanwendung zugeführt.One inventive heat sink absorbs z. B. excess and unwanted Heat from the room air of a lounge and transmits they for discharging from the room to a heat transfer fluid, whereby a cooling of the room air is effected. A heat sink but can also serve the heat recovery, by cooling hot exhaust gases and z. B. in one Fireplace is installed. The recovered heat is from the heat transfer fluid a Applied utility.

Ein in parallele Kammern untergliedertes Sandwichelement kann in einem Strangpressverfahren aus Aluminium hergestellt werden mit einer Bauhöhe von z. B. 1–6 cm hergestellt werden, wobei die absorbierende Arbeitsfläche durch eingepresste Rillen oder Stege erweitert werden kann. Sandwichelemente aus Stahl werden in einem Laserschweißverfahren als großformatige Tafeln hergestellt. Gebogene Sandwichplatten können untereinander zu Hohlprofilen gefügt werden. In der bevorzugten Ausführungsvariante wird ein Sandwichelement aus dünnwandigem Edelstahl durch Ultraschall- oder Laserschweißen hergestellt.One in parallel chambers partitioned sandwich element can in a Extrusion processes are made of aluminum with a Height of z. B. 1-6 cm are produced, wherein the absorbent work surface by pressed grooves or webs can be extended. Steel sandwich panels in a laser welding process as a large format Made of boards. Curved sandwich panels can be used with each other be added to hollow profiles. In the preferred embodiment is a sandwich element made of thin-walled stainless steel Ultrasonic or laser welding made.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die unter Bezugnahme zu beiliegenden Figuren nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen jeweils einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als großflächigen Wärmetauscher in unterschiedlichen konkreten Anwendungen.The with reference to accompanying figures below embodiments shown each show a two-phase thermosyphone as a large area Heat exchangers in different concrete applications.

Es zeigt:It shows:

1 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als Kühlkörper in der schematischen isometrischen Abwicklung 1 a two-phase thermosiphon as a heat sink in the schematic isometric processing

2 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als solarthermischen Flachkollektor mit einem umgebendem Kollektorgehäuse in der schematischen isometrischen Abwicklung 2 a two-phase thermosiphon as solar thermal flat collector with a surrounding collector housing in the schematic isometric development

3 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als Flachkollektor in Form einer bewegliche Sonnenschutzlamelle in der schematischen isometrischen Abwicklung 3 a two-phase thermosiphon as a flat collector in the form of a movable sunblind in the schematic isometric processing

4 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als Flachkollektor in Form einer Ganzglaskonstruktion in der schematischen isometrischen Ausschnittsdarstellung 4 a two-phase thermosiphon as a flat collector in the form of an all-glass construction in the schematic isometric section representation

5 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon als Röhrenkollektor in Form eines um die horizontale Achse x verstellbaren Vakuum-Röhrenkollektors in der perspektivischen Abwicklung 5 a two-phase thermosiphon as a tube collector in the form of a variable about the horizontal axis x vacuum tube collector in the perspective development

6 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon in Form eines feststehenden, horizontal angeordneten Vakuum-Röhrenkollektor in der perspektivischen Abwicklung 6 a two-phase thermosiphon in the form of a fixed, horizontally arranged vacuum tube collector in the perspective development

7 einen Zwei-Phasen-Thermosyphon in Form eines vertikal angeordneten Röhrenkollektor in der schematischen isometrischen Ausschnittsdarstellung 7 a two-phase thermosiphon in the form of a vertically arranged tube collector in the schematic isometric section representation

1 zeigt einen großflächigen Wärmetauscher 3 als Kühlkörper 30. In dem Arbeitsraum 10 eines Zwei-Phasen-Thermosyphons 1. befindet sich ein Arbeitsmedium 11, das sich im Ruhezustand des Kühlkörpers 30 in der flüssigen Phase in einem Sumpf 110 am unteren Ende des Arbeitsraums 10 sammelt. Bei Wärmeaufnahme über eine der Deckschalen 20, 21 beginnt das Arbeitsmedium, z. B. Wasser oder Alkohol oder ein Gemisch aus beiden Flüssigkeiten, zu verdampfen und in der Gasphase 111 aufzusteigen und am Wärmeträgerrohr 25 zu kondensieren. Mittels einer Wärmeträgerflüssigkeit 26 wird auf diese Weise in einem kontinuierlichen Prozess unerwünschte und überschüssige Wärme aus einem Raum abgeführt. Um die Siedetemperatur des Alkohols, die unter atmosphärischen Bedingungen bei 78,4°C liegt auf unter 25°C abzusenken, ist in dem Arbeitsraum ein Unterdruck von ca. 5 Pascal erforderlich. Um diesen Unterdruck auf Dauer sicherzustellen, wird ein Druckbehälter aus einem Sandwichelement 2 vorgeschlagen, dessen Deckschalen 20, 21 mittels eines Profilblechs 221 auf Abstand gehalten und untereinander verbunden werden. Der Arbeitsraum 10 weist am oberen Ende eine Erweiterung zur Aufnahme des Wärmeträgerrohrs 25 auf. Querrippen 251 und Längsrippen 250 innerhalb des Wärmeträgerrohrs bewirken eine gute Wärmeübertragung latenter Wärme über das kondensierende Arbeitsmedium 11 auf die Wärmeträgerflüssigkeit 26. In einer vorteilhaften Anordnung des Kühlkörpers 30 ist vorgesehen, nur eine Seite des Sandwichelements 2 mit der Raumluft in Verbindung zu bringen, während die rückwärtige Seite in einen relativ kühleren Wandaufbau integriert ist. So wird erreicht, dass das Arbeitsmedium 11 in der Gasphase 111 in den von dem Profilblech 221 gebildeten Vorlaufkammern 100 aufsteigt und nach der Kondensation am Wärmeträgerrohr 25 in den Rücklaufkammern 101 in den Sumpf 110 zurückfließt. Um eine möglichst gute Wärmeleitung zu ermöglichen und für eine dauerhafte Aufrechterhaltung des Unterdrucks wird vorgeschlagen, alle Teile des Kühlkörpers aus dünnwandigem Edelstahl herzustellen. Bei dem gezeigten Beispiel weist der Kühlkörper 30 als Formkörper 24 die Form einer ebenen Platte 240 auf. 1 shows a large-area heat exchanger 3 as a heat sink 30 , In the workroom 10 a two-phase thermosyphone 1 , there is a working medium 11 , which is in the idle state of the heat sink 30 in the liquid phase in a sump 110 at the bottom of the workroom 10 collects. For heat absorption via one of the cover shells 20 . 21 begins the working medium, z. As water or alcohol or a mixture of both liquids, to vaporize and in the gas phase 111 ascend and the heat transfer tube 25 to condense. By means of a heat transfer fluid 26 In this way, unwanted and excess heat is removed from a room in a continuous process. In order to reduce the boiling point of the alcohol, which is below 78 ° C under atmospheric conditions, to below 25 ° C, a vacuum of approximately 5 Pascal is required in the working space. To ensure this negative pressure over time, a pressure vessel is made of a sandwich element 2 proposed, whose cover shells 20 . 21 by means of a profile sheet 221 kept at a distance and interconnected. The workroom 10 has at the upper end an extension for receiving the heat carrier tube 25 on. transverse ribs 251 and longitudinal ribs 250 within the heat transfer tube cause a good heat transfer latent heat on the condensing working fluid 11 on the heat transfer fluid 26 , In an advantageous arrangement of the heat sink 30 is provided, only one side of the sandwich element 2 with the room air, while the rear side is integrated into a relatively cooler wall structure. This ensures that the working medium 11 in the gas phase 111 in the of the profile sheet 221 formed flow chambers 100 rises and after condensation on the heat transfer tube 25 in the return chambers 101 in the swamp 110 flowing back. In order to allow the best possible heat conduction and for a permanent maintenance of the negative pressure, it is proposed to produce all parts of the heat sink from thin-walled stainless steel. In the example shown, the heat sink 30 as a shaped body 24 the shape of a flat plate 240 on.

2 zeigt einen solarthermischen Kollektor 31 als Flachkollektor 310, der in ein Kollektorgehäuse 32 integriert ist. Dabei wird der Zwei-Phasen-Thermosyphon 1 als Sandwichelement 2 rückwärtig durch eine Wanne 321 mit einem eingelegten Vakuum-Isolationspaneel als Wärmedämmung 322 und ein transparentes Hüllelement 33 in Form einer Vakuum-Isolierglasscheibe 331 auf der der Sonne zugewandten Seite vor Wärmeverlusten geschützt. Um eine optimale Energieausbeute bei wechselnden Einstrahlwinkeln der Sonne zu erzielen, sind die Oberflächen der VIG-Scheiben 331 entspiegelt und können mit einer lichtlenkenden Struktur, z. B. in Form von lichtlenkenden Prismen 330, versehen werden. Eine Umfassungszarge 320 dient dem Einbau in eine Gebäudehüllkonstruktion. Das Sandwichelement 2 besteht aus einer vorderen, zur Sonne ausgerichteten Deckschale 20 und einer rückwärtigen Deckschale 21. Linienförmig angeordnete Abstandhalter 22, die als Rippen 220 ausgebildet sind, bilden zusammen mit den Deckschalen 20, 21 einen in Kammern 100, 101 unterteilten Arbeitsraum 10. Über einen Sumpf 110, der das flüssige Arbeitsmedium 11 aufnimmt, stehen die durch eine Strömungsleitfläche 102 voneinander getrennten Kammern 100, 101 untereinander in Verbindung. Dabei dient die der Sonne zugewandte Vorlaufkammer 100 dem Aufstieg des im Betriebszustand gasförmigen Arbeitsmediums 11 und leitet das Arbeitsmedium zum Kondensator 13, der am oberen Ende des Arbeitsraums von dem Wärmeträgerrohr 25 gebildet wird. Rücklaufkammern 101 dienen auf der der Sonne abgewandten Seite dem Rückfluss des Kondensats in den Sumpf 110. Damit das Arbeitsmedium 11 bereits bei einer Temperatur unter 25°C in die Gasphase 111 übergeht, herrscht in dem Sandwichelement 2 ein Unterdruck von ca. 5 Pascal. Die zur Sonnenstrahlung starr ausgerichtete Arbeitsfläche 12 trägt eine absorbierende, selektiv wirksame Beschichtung 120. Über eine nicht näher dargestellte, konvex oder konkav strukturierte Oberfläche der Deckschalen 20, 21 kann die Absorption und Umwandlung solarer Strahlung in Wärme und die Formstabilität bei wechselnden Betriebsdrücken verbessert werden. 2 shows a solar thermal collector 31 as a flat collector 310 which is in a collector housing 32 is integrated. This is the two-phase thermosiphon 1 as a sandwich element 2 backward through a tub 321 with an inserted vacuum insulation panel as thermal insulation 322 and a transparent enveloping element 33 in the form of a vacuum insulating glass pane 331 Protected against heat loss on the side facing the sun. In order to achieve an optimal energy yield with changing irradiation angles of the sun, the surfaces of the VIG disks are 331 antireflective and can with a light-directing structure, for. B. in the form of light-directing prisms 330 be provided. A surrounding frame 320 serves for installation in a building envelope construction. The sandwich element 2 consists of a front, sun-oriented cover shell 20 and a rear cover 21 , Line-shaped spacers 22 that as ribs 220 are formed, together with the cover shells 20 . 21 one in chambers 100 . 101 subdivided working space 10 , About a swamp 110 , which is the liquid working medium 11 which are supported by a flow guide 102 separate chambers 100 . 101 in connection with each other. Here, the sun facing the flow chamber 100 the rise of the gaseous working medium in the operating state 11 and directs the working fluid to the condenser 13 , which at the upper end of the working space of the heat transfer tube 25 is formed. Return chambers 101 serve on the opposite side of the sun Page the reflux of the condensate in the sump 110 , So the working medium 11 already at a temperature below 25 ° C in the gas phase 111 passes, prevails in the sandwich element 2 a negative pressure of about 5 Pascal. The working surface rigidly aligned with solar radiation 12 carries an absorbent, selectively effective coating 120 , Over a not shown, convex or concave structured surface of the cover shells 20 . 21 For example, the absorption and conversion of solar radiation into heat and the dimensional stability at varying operating pressures can be improved.

3 zeigt einen solarthermischen Kollektor 31, der als Flachkollektor 310 in Form einer um eine horizontale Achse x verschwenkbaren Lamelle 241 ausgebildet ist. Der als Sandwichelement 2 ausgebildete Zwei-Phasen-Thermosyphon 1 entspricht in Konstruktion und Funktionsweise dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Da das Arbeitsmedium 11 im Betriebszustand des solarthermischen Kollektors 31 Temperaturen bis 100°C und darüber erreicht, wird ein gesättigter Kohlenwasserstoff aus der Stoffgruppe der Alkane als Arbeitsmedium 11 vorgeschlagen. Um die Wärmeverluste beim Außeneinbau des Flachkollektors 310 möglichst gering zu halten, wird die Lamelle 241 von einem transparenten Hüllelement 33 umgeben. Mittels von nicht näher dargestellten Distanzhaltern wird die Hohlkammerplatte 332 aus Polycarbonat vor Überhitzung geschützt und auf Abstand zu den Deckschalen 20, 21 gehalten, sodass eine zusätzliche isolierende Luftschicht zwischen dem Sandwichelement 2 und der Atmosphäre gebildet wird. Die Lamelle 241 ist ein Element innerhalb eines Lamellenregisters, das als Sonnenschutz vor einer Fassade angebracht wird, wobei jede einzelne Lamelle um eine horizontale Drehachse x verschwenkt und in unterschiedlichen Arbeitsstellungen fixiert werden kann. Bei einem starr ausgebildeten Wärmeträgerrohr 25 dreht sich die Lamelle 241 um das Rohr 25, wobei die Wärmeübertragung auf das Wärmeträgerrohr 25 durch ein Silikonöl als Scharnier zwischen der beweglichen Lamelle 241 und dem starren Rohr 25 dient. Drehen sich das Wärmeträgerrohr 25 und die Lamelle 241 gemeinsam, sind nicht näher dargestellte wasserdichte Gelenke an der Schwenkachse x erforderlich. 3 shows a solar thermal collector 31 that as a flat plate collector 310 in the form of a pivotable about a horizontal axis x lamella 241 is trained. The as sandwich element 2 trained two-phase thermosiphon 1 corresponds in construction and operation to the in 1 described embodiment. As the working medium 11 in the operating state of the solar thermal collector 31 Temperatures reaching 100 ° C and above, is a saturated hydrocarbon from the group of alkanes as the working medium 11 proposed. To the heat losses during outdoor installation of the flat collector 310 To keep as low as possible, the lamella 241 from a transparent wrapping element 33 surround. By means of spacers, not shown, the hollow chamber plate 332 Made of polycarbonate protected against overheating and at a distance to the cover shells 20 . 21 held, so that an additional insulating air layer between the sandwich element 2 and the atmosphere is formed. The slat 241 is an element within a lamellar register, which is mounted as a sunshade in front of a facade, each lamella can be pivoted about a horizontal axis of rotation x and fixed in different working positions. In a rigid heat transfer tube 25 the slat turns 241 around the pipe 25 , wherein the heat transfer to the heat transfer tube 25 by a silicone oil as a hinge between the movable blade 241 and the rigid tube 25 serves. Turn the heat transfer tube 25 and the slat 241 together, not shown waterproof joints on the pivot axis x are required.

4 zeigt einen solarthermischen Flachkollektor 310 als großflächigen Wärmetauscher 3, der fast ausschließlich aus Glas aufgebaut ist. Die der Sonne zugewandte Deckschale 20 und die rückwärtige Deckschale 21 sind jeweils als Vakuum-Isolierglasscheiben 331 ausgebildet, wobei die zur Sonne ausgerichtete Deckschale 20 auf der dem Arbeitsraum 10 zugewandten Oberfläche eine absorbierende und selektiv wirksame Beschichtung 120 trägt. Zwischen den beiden Deckschalen 20, 21 befindet sich der Arbeitsraum 10 eines Zwei-Phasen-Thermosyphons 1. Ein Vakuum mit einem Restdruck von ca. 5 Pascal lässt das Arbeitsmedium bereits ab einer Temperatur von 22–25°C in die Gasphase 111 übergehen und zur Wärmesenke aufsteigen, wo das Wärmeträgerrohr 25 als Kondensator 13 wirksam ist. Eine kapillare Struktur 140 steht als Docht 14 mit dem Sumpf 110 in Verbindung und bringt das Arbeitsmedium 11 in einen wärmeleitenden Kontakt mit der selektiven Beschichtung 120, sodass der Verdampfungsprozess und damit der Wärmetransport bereits ab einer Oberflächentemperatur von ca. 22–25°C einsetzt. Der Randverbund des Arbeitsraums 10 wird von einer dünnwandigen Edelstahlfolie gebildet, die mittels einer Glas-Metall-Verbindung mit den VIG-Scheiben 331 vakuumdicht verbunden ist. Ein umlaufendes, zum Außenraum gehörendes Randprofil bildet dabei die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Deckschalen 20, 21. Innerhalb des Arbeitsraums 10 selbst sind punktförmig angeordnete Abstandhalter 23 vorgesehen, die als Metallstifte ausgebildet sind und im gleichen Raster, wie die Abstandhalter der VIG-Scheiben 331 angeordnet sind. Dieser Flachkollektor 310 ist als ein Element einer Gebäudehüllkonstruktion vorgesehen und vereint die Funktionen eines wärmedämmenden Fassadenpaneels mit der Kollektorfunktion und kann dabei auch lichtdurchlässig ausgebildet werden. In einer Variante dieses Wärmetauschers 3 ist vorgesehen, raumseitig eine einfache Glasscheibe zu verwenden und den Zwei-Phasen-Thermosyphon 1 dann als Kühlkörper 30 zur Klimatisierung eines angrenzenden Raumes zu betreiben. 4 shows a solar thermal flat collector 310 as a large-area heat exchanger 3 which is almost entirely made of glass. The sun-facing cover shell 20 and the back cover 21 are each as vacuum insulating glass panes 331 formed, with the sun-oriented cover shell 20 on the workroom 10 facing surface an absorbing and selectively effective coating 120 wearing. Between the two cover shells 20 . 21 is the workroom 10 a two-phase thermosyphone 1 , A vacuum with a residual pressure of about 5 Pascal leaves the working medium already at a temperature of 22-25 ° C in the gas phase 111 go over and rise to the heat sink, where the heat transfer tube 25 as a capacitor 13 is effective. A capillary structure 140 stands as a wick 14 with the swamp 110 in contact and brings the working medium 11 in a thermally conductive contact with the selective coating 120 so that the evaporation process and thus the heat transfer starts at a surface temperature of approx. 22-25 ° C. The edge bond of the workspace 10 is formed by a thin-walled stainless steel foil, which by means of a glass-metal connection with the VIG discs 331 is connected vacuum-tight. A circumferential, belonging to the outside edge profile forms the frictional connection between the two cover shells 20 . 21 , Inside the workroom 10 themselves are punctiform spacers 23 provided, which are formed as metal pins and in the same grid as the spacers of the VIG disks 331 are arranged. This flat collector 310 is intended as an element of a building envelope construction and combines the functions of a heat-insulating facade panel with the collector function and can also be designed to be translucent. In a variant of this heat exchanger 3 It is intended to use a single pane of glass on the room side and the two-phase thermosyphone 1 then as a heat sink 30 to operate the air conditioning of an adjacent room.

5 zeigt einen Vakuum-Röhrenkollektor 311, bei dem ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher 3 als solarthermischer Kollektor 31 in Form einer um eine horizontale Drehachse x verschwenkbaren Lamelle 241 in einem Glasrohr 333 angeordnet ist. Mittels einer nicht näher dargestellten Glas-Metall-Verbindung wird das Glasrohr 333 an beiden Enden vakuumdicht verschlossen und wird auf seiner Außenseite von einer transparenten, splitterbindenden Folie 334 umgeben. Das Sandwichelement 2 ist aus zwei Deckschalen 20, 21 aufgebaut, die an ihrer Oberfläche jeweils eine absorbierende Beschichtung 120 tragen. Das Wärmeträgerrohr 25 ist koaxial und konzentrisch zur Schwenkachse x angeordnet und bildet mit seiner äußeren Mantelfläche den Kondensator 13 für das Arbeitsmedium 11, das sich im inaktiven Zustand des Vakuum-Röhrenkollektors in einem Sumpf 110 am unteren Ende der Lamelle 241 sammelt. Rippen 220 verbinden als linienförmig angeordnete Abstandhalter 22 die Deckschalen 20, 21 untereinander und mit dem Wärmeträgerrohr 25. Ein nicht näher dargestellter, feststehender Hohlspiegel außerhalb des Glasrohrs 333 kann den Wirkungsgrad erhöhen. Neben einer sehr effektiven und ohne Verzögerung arbeitenden Wärmeübertragung kann dieser Zwei-Phasen-Thermosyphon 1 im Gegensatz zu herkömmlichen, kupferbasierten Lösungen vollständig aus dünnwandigen Stahlblechen hergestellt werden. Entsprechende Röhrenkollektoren 311 sind besonders geeignet für die Integration in eine Fassadenkonstruktion und können als horizontal verschwenkbare Elemente zusätzlich dem Sonnenschutz dienen. 5 shows a vacuum tube collector 311 in which a heat exchanger according to the invention 3 as solar thermal collector 31 in the form of a pivotable about a horizontal axis of rotation x slat 241 in a glass tube 333 is arranged. By means of a non-illustrated glass-to-metal connection is the glass tube 333 closed at both ends vacuum-tight and is on its outside of a transparent, splinter-binding film 334 surround. The sandwich element 2 is made of two cover shells 20 . 21 constructed, each having on its surface an absorbent coating 120 wear. The heat transfer tube 25 is arranged coaxially and concentrically to the pivot axis x and forms with its outer lateral surface the capacitor 13 for the working medium 11 , which is in the inactive state of the vacuum tube collector in a sump 110 at the lower end of the lamella 241 collects. ribs 220 connect as linear spacers 22 the cover shells 20 . 21 with each other and with the heat transfer tube 25 , An unspecified, fixed concave mirror outside the glass tube 333 can increase the efficiency. In addition to a very effective and without delay working heat transfer, this two-phase thermosiphon 1 In contrast to conventional, copper-based solutions are made entirely from thin-walled steel sheets. Corresponding tube collectors 311 are particularly suitable for integration into a facade construction and can be used as horizontally swiveling elements in addition to the Serve sunscreen.

6 zeigt einen horizontal angeordneten, starr zur Sonne ausgerichteten, solarthermischen Vakuum-Röhrenkollektor 311, bei dem der Wärmetauscher 3 in einem Glasrohr 333 angeordnet ist. Nicht näher dargestellte Endverbindungen schließen das Glasrohr 333 vakuumdicht ab, wobei an dem geschlossenen Ende ein gläserner Verschluss und am geöffneten Ende ein vakuumdichter Glas-Metall-Verschluss für die Durchführung von Vor- und Rücklauf 260, 261 eines großflächigen Zwei-Phasen-Thermosyphons 1 vorgesehen sind. Die Deckschalen 20, 21 eines Sandwichelements 2 sind mit einer absorbierenden Beschichtung 120 versehen, wobei das Sonnenlicht als direkt einfallende Strahlung und indirekt über einen Hohlspiegel 34 in Evolventenform aufgefangen wird. Der Wärmetauscher 3 ist als Sandwichelement 2 aufgebaut, wobei die Deckschalen 20, 21 durch ein dünnes Profilblech 221 untereinander verbunden sind. Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass ein Wärmetauscher 3 auf diese Weise in einem horizontal angeordneten Vakuum-Röhren kollektor 311 eingebaut werden kann, wobei der Zwei-Phasen-Thermosyphon 1 senkrecht zur horizontalen Schwenkachse x arbeitet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Rücklauf 261 in einem wärmeleitenden Kontakt mit dem Sumpf 110 steht, wodurch die Verdampfung des Arbeitsmediums 11 beschleunigt wird. Auch bei dieser Ausführungsvariante wird das Arbeitsmedium 11 in der Gasphase 111 über Vorlaufkammern 100 und Rücklaufkammern 101 kontrolliert geführt. Die Verarbeitung extrem dünner Edelstahlbleche und Folien begünstigt die Wärmeübertragung durch den Zwei-Phasen-Thermosyphon 1 auf die Wärmeträgerflüssigkeit 26 und ermöglicht den Verzicht auf Bauteile aus Kupfer. 6 shows a horizontally arranged, rigidly oriented to the sun, solar thermal vacuum tube collector 311 in which the heat exchanger 3 in a glass tube 333 is arranged. Non-illustrated end connections close the glass tube 333 vacuum-tight, wherein at the closed end of a glass closure and at the open end of a vacuum-tight glass-metal closure for carrying out flow and return 260 . 261 a large-area two-phase thermosyphone 1 are provided. The cover shells 20 . 21 a sandwich element 2 are with an absorbent coating 120 provided that the sunlight as direct incident radiation and indirectly via a concave mirror 34 is caught in involute form. The heat exchanger 3 is as a sandwich element 2 constructed, with the cover shells 20 . 21 through a thin profile sheet 221 are interconnected. The particular advantage of this arrangement is that a heat exchanger 3 in this way in a horizontally arranged vacuum tube collector 311 can be installed, the two-phase thermosiphon 1 works perpendicular to the horizontal pivot axis x. Another advantage is that the return 261 in heat-conductive contact with the sump 110 stops, causing the evaporation of the working fluid 11 is accelerated. Also in this embodiment, the working medium 11 in the gas phase 111 via flow chambers 100 and return chambers 101 controlled. The processing of extremely thin stainless steel sheets and foils promotes heat transfer through the two-phase thermosyphone 1 on the heat transfer fluid 26 and makes it possible to dispense with components made of copper.

7 zeigt einen solarthermischen Röhrenkollektor 311, bei dem der Wärmetauscher 3 einen zylindrischen Hohlkörper 242 aufweist, der z. B. aus zwei halbschalenförmigen Sandwichelementen 2 gebildet wird und konzentrisch und koaxial um die Brennlinie f eines umgebenden Hohlspiegels 34 angeordnet ist. Durch Verschwenken um eine vertikale Drehachse x kann diese Kollektoranordnung den wechselnden Azimutwinkeln der Sonne folgen. Eine Wärmeträgerflüssigkeit 26 durchströmt das zentral angeordnete Wärmeträgerrohr 25 von unten nach oben und durchquert am oberen Ende des Wärmetauschers 3 den Arbeitsraum 10. Die äußere Mantelfläche des Wärmeträgerrohrs 25 bildet in diesem Bereich als Kondensator 13 die Wärmesenke des Zwei-Phasen-Thermosyphons 1. In den Kammern 100 des Arbeitsraums 10 fällt das Arbeitsmedium 11 als Kondensat in den Sumpf 110 am unteren Ende des zylindrischen Hohlkörpers 242, um bei Wärmezufuhr über die Arbeitsfläche 12 in der Gasphase 111 wieder aufzusteigen. Die Deckschalen 20, 21 bilden die Mantelflächen eines zylindrischen Hohlkörpers, der im Bereich des Kondensators 13 trichterförmig aufgeweitet und mit dem Wärmeträgerrohr 25 verbunden ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführung besteht das Glasrohr 330 aus entspiegeltem Borosilicatglas, hat ein Durchmesser von 70 mm und eine Länge von 4 m und ist an beiden Stirnflächen mittels einer Glas-Metall-Verbindung vakuumdicht verschlossen. Ein Röhrenkollektor 311 wird vorzugsweise konzentrisch zur Brennlinie f eines parabelförmigen Hohlspiegels 34 angeordnet und kann als vertikaler solarthermischer Kollektor etwa vier hintereinander angeordnete Wärmetauscher 3 aufnehmen. Verzichtet man auf das Vakuum im Glasrohr 333, besteht hinsichtlich des Rohrdurchmessers, der Rohrlänge und des Materials eine große Auswahlmöglichkeit. Lange Röhrenkollektoren 311 zeichnen sich durch den Vorteil aus, dass das Wärmeträgerrohr 25 innerhalb des wärmedämmenden Glasrohrs 333 angeordnet ist, wodurch die Wärmeverluste reduziert werden und die Dämmmaßnahmen außerhalb des Röhrenkollektors 311 auf ein Minimum reduziert sind. Bezugszeichenübersicht 1 Zwei-Phasen-Thermosyphon 2 Sandwichelement 3 Wärmetauscher 10 Arbeitsraum 20 Absorbierende Deckschale 30 Kühlkörper 100 Vorlaufkammer 21 Rückwärtige Deckschale 31 Solarthermischer Kollektor 101 Rücklaufkammer 22 Linienförmige Abstandhalter 310 Flachkollektor 102 Strömungsleitfläche 220 Rippen 311 Vakuum-Röhrenkollektor 11 Arbeitsmedium 221 Profilblech 32 Kollektorgehäuse 110 Sumpf 23 Punktförmige Abstandhalter 320 Umfassungszarge 111 Gasphase 24 Formkörper 321 Wanne 12 Arbeitsfläche 240 Ebene Platte 322 Wärmedämmung 120 Absorbierende Beschichtung 241 Lamelle 33 Transparentes Hüllelement 13 Kondensator 242 Zylindrischer Hohlkörper 330 Lichtlenkende Prismen 14 Docht 25 Wärmeträgerrohr 331 VIG-Scheibe 140 Kapillare Struktur 250 Längsrippe 332 Hohlkammerplatte 251 Querrippe 333 Glasrohr 26 Wärmeträgerflüssigkeit 334 Schutzfolie 260 Vorlauf 34 Hohlspiegel 261 Rücklauf f Brennlinie x Drehachse 7 shows a solar thermal tube collector 311 in which the heat exchanger 3 a cylindrical hollow body 242 has, the z. B. of two half-shell-shaped sandwich elements 2 is formed and concentric and coaxial about the focal line f of a surrounding concave mirror 34 is arranged. By pivoting about a vertical axis of rotation x, this collector arrangement can follow the changing azimuth angles of the sun. A heat transfer fluid 26 flows through the centrally arranged heat transfer tube 25 from bottom to top and traversed at the top of the heat exchanger 3 the workroom 10 , The outer surface of the heat transfer tube 25 forms in this area as a capacitor 13 the heat sink of the two-phase thermosyphon 1 , In the chambers 100 of the workroom 10 falls the working medium 11 as condensate in the swamp 110 at the lower end of the cylindrical hollow body 242 to heat over the work surface 12 in the gas phase 111 to ascend again. The cover shells 20 . 21 form the lateral surfaces of a cylindrical hollow body, in the region of the capacitor 13 flared funnel-shaped and with the heat transfer tube 25 connected is. In a particularly advantageous embodiment, the glass tube 330 made of antireflective borosilicate glass, has a diameter of 70 mm and a length of 4 m and is closed at both end faces by means of a glass-metal connection vacuum-tight. A tube collector 311 is preferably concentric with the focal line f of a parabolic concave mirror 34 arranged and can be used as a vertical solar thermal collector about four successively arranged heat exchanger 3 take up. If you abandon the vacuum in the glass tube 333 , there is a large choice in terms of pipe diameter, pipe length and material. Long tube collectors 311 are characterized by the advantage that the heat transfer tube 25 inside the heat-insulating glass tube 333 is arranged, whereby the heat losses are reduced and the insulation measures outside of the tube collector 311 are reduced to a minimum. Reference numeral Overview 1 Two-phase thermosyphon 2 sandwich element 3 heat exchangers 10 working space 20 Absorbing cover shell 30 heatsink 100 lead chamber 21 Rear cover shell 31 Solar thermal collector 101 Return chamber 22 Line-shaped spacers 310 flat-plate collectors 102 flow guide 220 ribs 311 Vacuum tube collector 11 working medium 221 Profilblech 32 collector housing 110 swamp 23 Point-shaped spacers 320 Surrounding 111 gas phase 24 moldings 321 tub 12 working surface 240 Level plate 322 thermal insulation 120 Absorbent coating 241 lamella 33 Transparent wrapping element 13 capacitor 242 Cylindrical hollow body 330 Light directing prisms 14 wick 25 Heat transfer tube 331 VIG disc 140 Capillary structure 250 longitudinal rib 332 Multiwall sheet 251 transverse rib 333 glass tube 26 Heat transfer fluid 334 protector 260 leader 34 concave mirror 261 returns f focal line x axis of rotation

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 202008007647 [0003] - DE 202008007647 [0003]
  • - DE 102006000668 B4 [0004] - DE 102006000668 B4 [0004]
  • - DE 202007007568 [0005] - DE 202007007568 [0005]
  • - DE 10308993 A1 [0006] - DE 10308993 A1 [0006]

Claims (25)

Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) als Wärmetauscher (3) mit einer Arbeitsfläche (12) zur Absorption und Übertragung von Wärme auf eine Wärmeträgerflüssigkeit (26), bei dem ein gegenüber der Atmosphäre hermetisch abgekapselter und mit einem Unterdruck (100) beaufschlagter Arbeitsraum (10) zur Aufnahme eines Arbeitsmediums (11), das sich im Ruhezustand des Wärmetauschers (3) als Flüssigkeit in einem Sumpf (110) am unteren Ende des Arbeitsraums (10) befindet, vorgesehen ist, wobei der Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) eine flächenförmige Ausdehnung aufweist und als Sandwichelement (2) einen drucksteifen, evakuierbaren Behälter aus zwei Deckschalen (20, 21), die durch Abstandhalter (22, 23) auf Abstand gehalten und an ihren Rändern vakuumdicht untereinander verbunden sind, bildet, sodass über eine großflächige, von mindestens einer der Deckschalen (20, 21) gebildeten, als Wärmequelle wirksamen Arbeitsfläche (12) eine kontinuierliche Übertragung latenter Wärme durch das im Betriebszustand gasförmige Arbeitsmedium (11) auf die äußere Mantelfläche eines im Arbeitsraum (10) oberhalb des Sumpfes (110) zentral angeordneten und von der Wärmeträgerflüssigkeit (26) durchströmten Wärmeträgerrohrs (25), das als Kondensator (13) gleichmäßig von dem Arbeitsmedium (12) umströmt wird, stattfindet.Two-phase thermosiphon ( 1 ) as a heat exchanger ( 3 ) with a work surface ( 12 ) for absorption and transfer of heat to a heat transfer fluid ( 26 ), in which a relative to the atmosphere hermetically encapsulated and with a negative pressure ( 100 ) acted upon working space ( 10 ) for receiving a working medium ( 11 ), which is in the idle state of the heat exchanger ( 3 ) as a liquid in a sump ( 110 ) at the bottom of the workspace ( 10 is provided, wherein the two-phase thermosiphon ( 1 ) has a sheet-like expansion and as a sandwich element ( 2 ) a pressure-resistant, evacuable container of two cover shells ( 20 . 21 ) by spacers ( 22 . 23 ) are held at a distance and at their edges vacuum-tight with each other, forms, so over a large area of at least one of the cover shells ( 20 . 21 ) formed, effective as a heat source working surface ( 12 ) a continuous transfer of latent heat by the operating state gaseous working medium ( 11 ) on the outer surface of one in the working space ( 10 ) above the swamp ( 110 ) arranged centrally and by the heat transfer fluid ( 26 ) through which the heat transfer tube ( 25 ), used as a capacitor ( 13 ) evenly from the working medium ( 12 ) flows around takes place. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sandwichelement (2) als Formkörper (24), z. B. in Form einer ebenen Platte (240), einer Lamelle (241), als zylindrischer Hohlkörper (242) oder als freigeformter Schalen- oder Hohlkörper ausgebildet ist.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a sandwich element ( 2 ) as a shaped body ( 24 ), z. B. in the form of a flat plate ( 240 ), a lamella ( 241 ), as a cylindrical hollow body ( 242 ) or formed as a free-form shell or hollow body. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandhalter (22) vorgesehen sind, die mit den Deck schalen (20, 21) linienförmig verbunden sind und z. B. aus einzelnen, parallel angeordneten Rippen (220) oder Profilblechen (221) bestehen.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that spacers ( 22 ), which shell with the deck ( 20 . 21 ) are connected in a line and z. B. from individual, parallel ribs ( 220 ) or profile sheets ( 221 ) consist. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandhalter (23) vorgesehen sind, die mit den Deckschalen (20, 21) punktförmig verbunden sind und z. B. als Stifte oder Bolzen ausgebildet sind oder eine Gitterstruktur in der Art eines Raumfachwerks aufweisen.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that spacers ( 23 ) provided with the cover shells ( 20 . 21 ) are punctiform connected and z. B. are designed as pins or bolts or have a grid structure in the manner of a space frame. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschalen (20, 21) an ihren Rändern gefalzt, gebogen oder gebördelt ausgebildet sind und unmittelbar oder über ein Randprofil untereinander zu einem vakuumdichten Behälter zur Aufnahme des Arbeitsmediums (11) verbunden werden.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the cover shells ( 20 . 21 ) are folded at their edges, bent or beaded formed and directly or via an edge profile with each other to a vacuum-tight container for receiving the working medium ( 11 ) get connected. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschalen (20, 21) eines Sandwichelements (2) zwischen den linien- oder punktförmig angeordneten Abstandhaltern (22, 23) konkav oder konvex gewölbte Teilflächen aufweisen, um die wechselnden Druckbeanspruchungen im Arbeitsraum (10) eines Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) möglichst formstabil aufnehmen zu können.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the cover shells ( 20 . 21 ) of a sandwich element ( 2 ) between the line or punctiform spacers ( 22 . 23 ) have concavely or convexly curved partial surfaces in order to compensate for the changing pressure stresses in the working space ( 10 ) of a two-phase thermosyphone ( 1 ) as dimensionally stable as possible. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium (11) eine Flüssigkeit, die unter Vakuum bei Temperaturen unter 25°C verdampft, wie z. B. ein Gemisch aus Wasser und Ethanol, Wasser und Methanol oder ein gesättigter Kohlenwasserstoff aus der Stoffgruppe der Alkane, vorgesehen ist, wobei der Unterdruck in dem Arbeitsraum (10) z. B. kleiner oder gleich 5 Pascal beträgt.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that as a working medium ( 11 ) a liquid which evaporates under vacuum at temperatures below 25 ° C, such as. B. a mixture of water and ethanol, water and methanol or a saturated hydrocarbon from the group of alkanes, is provided, wherein the negative pressure in the working space ( 10 ) z. B. is less than or equal to 5 Pascal. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (10) mindestens eine der Wärmequelle zugewandte Vorlaufkammer (100), in der das Arbeitsmedium (11) in der Gasphase (111) aufsteigt, sowie eine Rücklaufkammer (101), in der das Arbeitsmedium (11) als Kondensat in den Sumpf (110) zurückgeleitet wird, aufweist, wobei zwischen den Kammern (100, 101) eine Strömungsleitfläche (102) angeordnet ist.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the working space ( 10 ) at least one heat source facing the flow chamber ( 100 ), in which the working medium ( 11 ) in the gas phase ( 111 ), and a return chamber ( 101 ), in which the working medium ( 11 ) as condensate in the sump ( 110 ), whereby between the chambers ( 100 . 101 ) a flow control surface ( 102 ) is arranged. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (10) als ein zusammenhängender Raum ausgebildet ist, dessen Abteilungen über den Sumpf (110) zusammengeschlossen sind.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the working space ( 10 ) is formed as a contiguous space whose compartments over the swamp ( 110 ). Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeträgerrohr (25) innenseitige Längsrippen (250) und außenseitige, mit dem Arbeitsraum (10) in Verbindung stehende Querrippen (251) für eine optimale Wärmeübertragung auf die Wärmeträgerflüssigkeit (26) hat.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heat transfer tube ( 25 ) inside longitudinal ribs ( 250 ) and outside, with the working space ( 10 ) related transverse ribs ( 251 ) for optimum heat transfer to the heat transfer fluid ( 26 ) Has. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (10) einen mit dem Sumpf (110) verbundenen Docht (14) mit einer kapillaren Struktur (140) aufnimmt, der das Arbeitsmedium (11) im unteren Abschnitt eines Sandwichelements (2) in einen wärmeleitenden Kontakt mit der Arbeitsfläche (12) bringt.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the working space ( 10 ) one with the swamp ( 110 ) connected wick ( 14 ) with a capillary structure ( 140 ) receiving the working medium ( 11 ) in the lower section of a sandwich element ( 2 ) in a thermally conductive contact with the Working surface ( 12 ) brings. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeträgerrohr (25) einen Vor- und Rücklauf (250, 251) hat und der Rücklauf (251) in einem wärmeleitenden Kontakt mit dem Sumpf (110) eines Zwei-Phasen-Thermosyphons (1) steht.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a heat transfer tube ( 25 ) a flow and return ( 250 . 251 ) and the return ( 251 ) in heat-conducting contact with the sump ( 110 ) of a two-phase thermosyphone ( 1 ) stands. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) als Kühlkörper (30) ausgebildet ist, dessen Arbeitsfläche (12) unmittelbar mit der umgebenden Raumluft in Verbindung steht und als Klimaanlage unerwünschte überschüssige Wärme aus der Raumluft auf eine Wärmeträgerflüssigkeit (34) überträgt.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 3 ) as a heat sink ( 30 ) whose working surface ( 12 ) is directly in communication with the surrounding room air and as an air conditioning undesired excess heat from the room air to a heat transfer fluid ( 34 ) transmits. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkörper (30) in einem Innenraum entweder auf der raumseitigen Oberfläche eines Außenwandbauteils angeordnet ist oder an einer Innenwand angebracht wird und dabei auf mindestens einer Seite von der Raumluft bespült wird.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a heat sink ( 30 ) is arranged in an interior space either on the room-side surface of an outer wall component or is attached to an inner wall and is thereby flushed on at least one side of the room air. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkörper (30) der Wärmerückgewinnung aus heißer Luft oder heißen Abgasen dient und z. B. in einem Kamin installiert wird.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a heat sink ( 30 ) the heat recovery from hot air or hot exhaust gases is used and z. B. is installed in a fireplace. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) als solarthermischer Sonnenkollektor (31) ausgebildet ist und eine Arbeitsfläche (12) eine das Sonnenlicht im Wellenlängenbereich von 0,3 bis 1,8 Mikrometer absorbierende, selektiv wirksame Beschichtung (120) trägt.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 3 ) as a solar thermal solar collector ( 31 ) and a work surface ( 12 ) a selectively effective coating absorbing the sunlight in the wavelength range of 0.3 to 1.8 microns ( 120 ) wearing. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein solarthermischer Sonnenkollektor (31) ein trans parentes Hüllelement (33) besitzt, das als Glasscheibe, als Isolierglasscheibe, als VIG-Scheibe (331), als Hohlkammerplatte (332) oder als Glasrohr (333) ausgebildet ist.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a solar thermal solar collector ( 31 ) a trans parentes envelope element ( 33 ), as a glass sheet, as an insulating glass pane, as VIG-pane ( 331 ), as a hollow chamber plate ( 332 ) or as a glass tube ( 333 ) is trained. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Hüllelement (33) bei einem starr zur Sonne ausgerichteten Sonnenkollektor (31) eine lichtlenkende Struktur, die z. B. als Prismenfolie (330) ausgebildet ist, aufweist.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the transparent enveloping element ( 33 ) in a rigidly solar-oriented solar collector ( 31 ) a light directing structure z. B. as a prism sheet ( 330 ) is formed. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flachkollektor (310) in ein herkömmliches Kollektorgehäuse (32) mit transparenter Hülle (33), rückwärtiger Wanne (321) zur Aufnahme der Wärmedämmung (322) und einer Umfassungszarge (320) eingebaut wird.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a flat collector ( 310 ) in a conventional collector housing ( 32 ) with transparent envelope ( 33 ), rear pan ( 321 ) for receiving the thermal insulation ( 322 ) and a Umfassungszarge ( 320 ) is installed. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flachkollektor (310) in den Aufbau einer teilweise lichtdurchlässigen Isolierglasscheibe integriert ist, wobei ein Sandwichelement (2) mehrere in Reihe angeordnete, durch Rippen (220) voneinander abgeschottete Arbeiträume (10) aufweist und die Deckschalen (20, 21) im Bereich zwischen den Arbeiträumen (10) für den Durchlass von Tageslicht gelocht ausgebildet sind.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a flat collector ( 310 ) is integrated in the construction of a partially transparent insulating glass pane, wherein a sandwich element ( 2 ) several in series, by ribs ( 220 ) isolated working spaces ( 10 ) and the cover shells ( 20 . 21 ) in the area between the workspaces ( 10 ) are formed perforated for the passage of daylight. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Flachkollektor (310) beide Deckschalen (20, 21) eines Sandwichelements (2) als VIG-Scheiben (331) ausgebildet sind, wobei punktförmig angeordnete Abstandhalter (23) in gleicher Rasteranordnung wie die Abstandhalter der VIG-Scheiben (321) den Arbeitsraum (10) durchqueren.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in a flat collector ( 310 ) both cover shells ( 20 . 21 ) of a sandwich element ( 2 ) as VIG disks ( 331 ) are formed, wherein punctiform spacers ( 23 ) in the same grid arrangement as the spacers of the VIG disks ( 321 ) the working space ( 10 ). Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Flachkollektor (310) aus Glas eine der dem Arbeitsraum (10) zugewandten Oberflächen der VIG-Scheiben (331) eine absorbierende, selektiv wirksame Beschichtung (120) trägt.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in a flat collector ( 310 ) of glass one of the working space ( 10 ) facing surfaces of the VIG discs ( 331 ) an absorbent, selectively effective coating ( 120 ) wearing. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein solarthermischer Kollektor (31) starr zur Sonne ausgerichtet ist oder durch Verschwenken um eine Drehachse (x), z. B. als Sonnenschutzlamelle (241) den unterschiedlichen Einfallswinkeln der Sonne folgen kann und dabei festlegbar ist.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a solar thermal collector ( 31 ) is aligned rigidly to the sun or by pivoting about an axis of rotation (x), z. B. as solar shading ( 241 ) can follow the different angles of incidence of the sun and is thereby fixable. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in einer Schwenkachse (x) verschwenkbare und zur Sonne ausrichtbare Lamellen (241) ein Lamellenregister bilden.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a plurality of pivotable in a pivot axis (x) and alignable to the sun slats ( 241 ) form a lamellar register. Zwei-Phasen-Thermosyphon (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein solarthermischer Kollektor (31) als Vakuum-Röhrenkollektor (311) ausgebildet ist und koaxial und konzentrisch zur Brennlinie (f) eines Hohlspiegels (34) angeordnet wird.Two-phase thermosiphon ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a solar thermal collector ( 31 ) as a vacuum tube collector ( 311 ) is formed and coaxial and concentric with the Brenn line (f) of a concave mirror ( 34 ) is arranged.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3136017A1 (en) 2015-08-25 2017-03-01 Viessmann Werke GmbH & Co. KG Solar collector
DE202017002106U1 (en) 2017-04-21 2017-06-29 Paxos Consulting & Engineering GmbH & Co. KG Solar thermal system with cooling device
CN112964104A (en) * 2021-04-06 2021-06-15 苏州领焓能源科技有限公司 Heat pipe exchanger
CN116019245A (en) * 2022-12-24 2023-04-28 西安圣华农业科技股份有限公司 Tobacco drying device with cold recovery function

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10308993A1 (en) 2003-03-01 2004-09-09 Wittenberger, Ernoe, Dipl.-Ing. Heat pipe heat exchanger construction for heat pipe solar collectors comprises a corrugated sheet steel absorber surrounded by a sealing plate and a pipe crossing channels while maintaining closed inner chambers
DE202007007568U1 (en) 2007-05-25 2007-09-20 Boston Cool Tec Corporation, Wilmington A flat heatpipe (heat pipe) and heat sink using them
DE102006000668B4 (en) 2006-01-03 2008-08-07 Bittmann, Mark, Dipl.-Ing.(FH) Adjustable solar collector
DE202008007647U1 (en) 2008-06-07 2008-08-14 Narva Lichtquellen Gmbh + Co. Kg Heat pipe for heat transfer in solar thermal energy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10308993A1 (en) 2003-03-01 2004-09-09 Wittenberger, Ernoe, Dipl.-Ing. Heat pipe heat exchanger construction for heat pipe solar collectors comprises a corrugated sheet steel absorber surrounded by a sealing plate and a pipe crossing channels while maintaining closed inner chambers
DE102006000668B4 (en) 2006-01-03 2008-08-07 Bittmann, Mark, Dipl.-Ing.(FH) Adjustable solar collector
DE202007007568U1 (en) 2007-05-25 2007-09-20 Boston Cool Tec Corporation, Wilmington A flat heatpipe (heat pipe) and heat sink using them
DE202008007647U1 (en) 2008-06-07 2008-08-14 Narva Lichtquellen Gmbh + Co. Kg Heat pipe for heat transfer in solar thermal energy

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3136017A1 (en) 2015-08-25 2017-03-01 Viessmann Werke GmbH & Co. KG Solar collector
DE102015114099A1 (en) 2015-08-25 2017-03-02 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg solar collector
DE202016008726U1 (en) 2015-08-25 2019-03-26 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg solar collector
DE202017002106U1 (en) 2017-04-21 2017-06-29 Paxos Consulting & Engineering GmbH & Co. KG Solar thermal system with cooling device
CN112964104A (en) * 2021-04-06 2021-06-15 苏州领焓能源科技有限公司 Heat pipe exchanger
CN116019245A (en) * 2022-12-24 2023-04-28 西安圣华农业科技股份有限公司 Tobacco drying device with cold recovery function

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