DE20103650U1

DE20103650U1 - Warmwasserkollektorvorrichtung

Info

Publication number: DE20103650U1
Application number: DE20103650U
Authority: DE
Original assignee: Phantasy Holding Zug GmbH
Current assignee: Phantasy Holding Zug GmbH
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2011-03-03

Description

&igr;

I Phantasie Holding GmbH CH -6301 Zug

Gebrauchsmusteranmeldung

■ Warmwasser-KoUektorvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für eine Warmwasser-Kollektorvorrichtung.
Es sind zahlreiche Solarzellen zur Warmwasser Aufberei-I rung bekannt. Die meisten bekannten Einrichtungen bestehen aus rohrförmigen, _ con Wasser durchströmten Röhren. Diese bekannten Einrichtungen stellen einen großen Installationsaufwand dar.

_m Es besteht daher die Aufgäbe, vorfertigbare Module verfügbar zu machen, die
kostengünstig sind und sich in vielfältiger Weise verwenden lassen

— Erfindungsgemäß ist deshalb ein Modul im Querschnitt leicht konisch u-förmig mit je einem zur Sonneneinstrahlung geneigtem vorderen kurzen u - Schenkel,

I einem hinteren längerem u - Schenkel und einem beide Schenkel verbindenden _m Boden. Auf dem Boden ist ein mit Wasser durchströmter Behälter unter einem strahlungsdurchlässigen horizontalen Abdeckung in der Höhe des oberen Endes I des vorderen u - Schenkels vorhanden. Zwischen den beiden oberen Enden der

— beiden u - Schenkel erstreckt sich eine um etwa 45° zur Horizontalen geneigten ebenfalls strählendurchlässigen Abdeckung. Die Innenwand des hinteren u -

■ Schenkels ist verspiegelt.

Der Wasserbehälter ist vorteilhafterweise ein flexibler Folienbehälter. Die hori-

■ zontale Abdeckung über dem Wasserbehälter besteht aus einer Aciylplatte und

■ einer strahlendurchlässigen Wärmeisolierschicht. Die axiale Erstreckung des

• &diams; ·

I I I I I I I I I 1 I I I 1 I I I I 1

• * &iacgr;

• · i

Moduls ist beliebig. Außer der einfachen Fertigung hat das Modul einen guten Wirkungsgrad und ist vielseitig verwendbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Figur 1 einen schematischen Aufriss,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht,

Figur 3 eine Reihenanordnung und

Figur 4 ein Einbaubeispiel.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist der modulare Aufbau, der einerseits eine fabrikmäßige Vorfertigung ermöglicht und anderseits anpassungsfähige Module an verschiedene Einbau- und Anwendungsmö glichkeiten erlaubt.

Die Figur 1 zeigt den schematischen Aufriss eines Moduls 10. Dieses Modul hat im Prinzip einen konischen Querschnitt, um wesentliche Teile in einem Kunststofftiefziehverfahren herstellen zu können. Eine Außenwanne 12 wird entweder aus Polycarbonat oder aus Polypropylen mit geeigneter Wandstärke tiefgezogen. In gleicher Weise lässt sich eine Innenwanne 14 herstellen. Die Formen und Größen beider Wannen 12,14 sind so aufeinander abgestimmt, dass mit einer Zwischenschicht 16 eine gute Wärmeisolation erzielt wird. Die

i«

" beiden Wannen 12,14 werden zueinander mittels Ultraschall verschweißt. Dies

■ geschieht in geeigneten Vorrichtungen und Formen.

™ Vor diesem Arbeitsgang werden Absorberflächen der Innenwanne 14 und die

■ Sichtseite der Außenwanne 12 mit einem geeigneten UV-beständigen Oberflächenschutz versehen, der optimale, nämlich refflektionsfreie, Absorptionsbedingungen in der Innenw^ranne sicherstellt. Die Außenwanne 12 kann farblich der

■ Einbauumgebung oder dem Kundenwunsch angepasst werden. Die Wannen 12,14 sind mittels druckbeständiger Isolationsplatten 16 auf einen korrekten Abstand gehalten und formschlüssig miteinander verbunden. Aus Kostengründen

■ werden nur Bereiche, die zur Aufnahme der Flächenlasten des Wasserspeichers mit formbeständigem Isolationsmaterial 16 ausgefüllt. Die übrigen Hohlkammern werden mit einem wirkungsvollen einfach verarbeitbarem Isolationsstoff

&phgr; (z.B. Glaswolle) gefüllt. Damit entstehen keine Kältebrücken noch außen.

Unten, auf dem Boden der beiden Wannen 12,14 befindet sich zum Erwärmen g von durchfließendem Wasser ein Wasserbehälter mit Zufluss- (22), Abfluss-(24) und Entiüftungsleitungen. Diese bestehen aus eingeschraubten und abgedichtete Kunststoffkanäle. Der Wasserbehälter oder Wasserspeicher hat eine g Haut aus einer Miraflow - Fluor - Folie, die sich dauerelastisch dem Füllvolumen anpasst. Die Absorberflächen der tiefgezogenen Innenwanne sind den gefüllten Folienaußenausdehnungen angepasst und dadurch wird die Kontakt-Absorberoberfläche vergrößert. Dies verbessert noch erheblich den Wirkungs-

grad der Umwandlung der Strahlungsenergie in Wärme. ;

Auf einem ringsherum verlaufenden Absatz der Innenwanne 14 ist eine wärme-

_fl und UV- durchlässige profilierte dünne Acrylglasplatte 18 aufgelegt. Diese

Platte 18 schließt den darunter befindlichen Wasserraum dicht ab. Sie trägt auf ihrer oberen Fläche eine hochtransparente Wärmedämmschicht 20. Mit dieser

&igr; ■

■ Schicht 18, 20 wird das einfallende Licht oder die einfallende Strahlung durch-

■ gelassen, aber ein Wärmeverlust aus dem Wasservorrat nach oben, also ein Wärmerückverlust verhindert.

■ Außerdem wird durch die Form und Anordnung der Schicht 18,20 ein Beschlagen der wärmeaumehmenden Flächen verhindert. Die Gefahr des Beschlagens entsteht durch die Temperaturdifferenz zwischen den beiden geschlossenen

■ Räumen oberhalb und unterhalb der Schicht 18, 20.

Als Abwandlung kann auf die Speicherfolie formschlüssig eine transparente Isog lation aufgebracht, die aus einseitig geschlossenen Lichtleiterröhren besteht.

Auch dadurch wird das Abkühlen des darunter liegenden Foliensackes wesentlieh verhindert.

Die UV- und Wärmestrahlung durchlässige Isolation schließt mit den Innenrändem der Wanne bündig ab. Ein mechanische oder elektronischer FüUstandmesser 30 regelt den Wasserzufluss oder passt sich dem Abfluss an, wobei die Wassertemperatur thermostatisch gemessen und in den Regelkreis miteinbezogen ist. Beispielsweise wird eine Speichertemperatur um 30C wieder so geregelt, dass

| das Modul 10 als isothermer Speicher funktioniert.

Statt der oben beschriebenen Verbindung zwischen Zu- und Ablauf 22, 24 und Folie kann auch ein flexibler Schlauch angeordnet werden.

Ein durchscheinender Deckel 26 tiefgezogen aus Kunststoff, beispielsweise aus Acryl bildet den gegen die Sonnenstrahlung gerichteten Abschluss für das Mo- _ dul 10. Dieser ist ausreichend versteift, um Schnee- und Windlasten auszuhalten. Dieser Deckel hat gegenüber der Horizontalen eine Neigung von etwa 45° und passt sich der konischen Form des Moduls 10 an. Diese Form ist u - förmig

™ mit einem hinteren längeren und einem vorderen kurzen u - Schenkel. Beide

■ Schenkel sind leicht gegen die Sonneneinstrahlrichtung geneigt. Die Sonneneinstrahlung fällt durch den Deckel 26 und die Schicht 18, 20 entweder direkt auf

■ das Wasser oder wird von einem an der Innenwand des längeren u - Schenkels

■ angebrachten Spiegel 28 auf die Schicht 18,20 reflektiert.

Die zum Querschnitt gemäß Figur 1 rechtwinklig sich erstreckende Längsdi- | mension des Moduls 10 geht im Prinzip aus Figur 2 hervor, wobei durch die günstige Fertigungsmethode Längsdimension leicht variiert werden kann.

g Außerdem lassen sich gemäß Figur 3 mehre Module 10 in einer Achse aufstellen und in Serie verwenden, um die Kapazität zu erhöhen. Dabei ist es gleichgültig, ob die Module auf dem Boden oder auf einer anderen beliebigen Fläche aufstel-

| len. Zum festen Montieren sind im Boden jedes Moduls 10 Befestigungsanschlüsse 32 (Figur 1) vorgesehen.

I Die Figur 4 zeigt ein Beispiel wie ein oder mehrere Module 10 in eine Dachhaut 40 integriert und auf einer Decke 42 unter er Dachhaut 40 aufgestellt werden kann.

Die Anwendungen sind ganz verschieden: Das Modul kann sowohl mit einer Hausheizung kombiniert werden. Bei der Brauchwassererwärmung ist die UV I Einstrahlung vorteilhaft, da deren keimtötende Wirkung ein Nebennutzen dar-

- stellt.

■ Außerdem lassen sich Module für andere Brauchwassererwärmungen bei bei-

— spielsweise Waschanlagen oder in Gartenbetrieben mit Vorteil einsetzen.

■ ^&udigr;1::· ·^::

Claims

1. Warmwasser-Kollektorvorrichtung gekennzeichnet durch ein Modul (10), welches im Querschnitt leicht konisch u-förmig ist, mit je einem zur Sonneneinstrahlung geneigtem vorderen kurzen u-Schenkel, einem hinteren längerem u-Schenkel und einem beide Schenkel verbindenden Boden, auf dem ein mit Wasser durchströmter Behälter unter einem strahlungsdurchlässigen horizontalen Abdeckung (18, 20) in der Höhe des oberen Endes des vorderen u-Schenkels vorhanden ist, wobei zwischen den beiden oberen Enden der beiden u-Schenkel sich eine um etwa 45° zur Horizontalen geneigten ebenfalls strahlendurchlässigen Abdeckung (26) erstreckt und die Innenwand des hinteren u-Schenkels verspiegelt ist.

2. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserbehälter ein flexibler Folienbehälter ist.

3. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Abdeckung über dem Wasserbehälter aus einer Acrylplatte (18) und einer strahlendurchlässigen Wärmeisolierschicht (20) besteht.

4. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die u-förmigen Schenkel und der Boden durchgehend eine Außenwanne (12) aufweisen, die entweder aus Polycarbonat oder aus Polypropylen mit geeigneter Wandstärke tiefgezogen ist.

5. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die u-förmigen Schenkel und der Boden durchgehend eine Innenwanne (14) aufweisen, die entweder aus Polycarbonat oder aus Polypropylen mit geeigneter Wandstärke tiefgezogen ist.

6. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Zwischenschicht (16) zwischen Außen- und (12) Innenwanne (14) eine Wärmeisolation stattfindet.

7. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Absorberflächen der Innenwanne (14) und die Sichtseite der Außenwanne (12) mit einem geeigneten UV-beständigen Oberflächenschutz versehen ist.

8. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wannen (12, 14) mittels druckbeständiger Isolationsplatten (16) auf einen korrekten Abstand gehalten und formschlüssig miteinander verbunden sind.

9. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nur Bereiche, die zur Aufnahme der Flächenlasten des Wasserspeichers mit formbeständigem Isolationsmaterial (16) ausgefüllt sind, während die übrigen Hohlkammern mit einem wirkungsvollen einfach verarbeitbarem Isolationsstoff (z. B. Glaswolle) gefüllt sind.

10. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich unten am Boden der beiden Wannen (12, 14) Zufluss- (22), Abfluss- (24) und Entlüftungsleitungen entweder aus eingeschraubten und abgedichtete Kunststoffkanälen oder Schläuchen befinden.

11. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserbehälter oder Wasserspeicher eine Haut aus einer Miraflow-Fluor-Folie hat, die sich dauerelastisch dem Füllvolumen anpasst, wobei die Absorberflächen der tiefgezogenen Innenwanne (14) den gefüllten Folienaußenausdehnungen angepasst sind und wodurch wird die Kontakt-Absorberflüche vergrößert ist.

12. Warmwasser-Kollektorvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Speicherfolie formschlüssig eine transparente Isolation aufgebracht, die aus einseitig geschlossenen Lichtleiterröhren besteht, um das Abkühlen des darunter liegenden Foliensackes zu verhindern.