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DE20118859U1 - Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie - Google Patents

Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie

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DE20118859U1
DE20118859U1 DE20118859U DE20118859U DE20118859U1 DE 20118859 U1 DE20118859 U1 DE 20118859U1 DE 20118859 U DE20118859 U DE 20118859U DE 20118859 U DE20118859 U DE 20118859U DE 20118859 U1 DE20118859 U1 DE 20118859U1
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DE
Germany
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water
composite pipe
hollow
solar
heating device
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DE20118859U
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0015—Domestic hot-water supply systems using solar energy
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24S10/10—Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
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Description

Reinhardt Söllner Ganahl
PATENTANWÄLTE
Patentanwälte Reinhardt Söllner Ganahl ■ P.O. Box 12 26 ■ 0-85542 Kirchheim b. München
15/11/2001 Deutsches Gebrauchsmuster
Wang, Fu-Sheng
DE-3476
VORRICHTUNG ZUR WARMWASSERBEREITUNG
MITTELS SONNENENERGIE
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie, welche durch wenigstens ein Verbundrohr gebildet wird. Und sie weist die Vorteile und Funktionen von ausgezeichneter Wärmespeicherwirkung, einfacher Installation und flexibler Speicherkapazität auf.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist dies eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie. Im wesentlichen umfaßt sie einen Sammelbehälter 91 und einen Warmrohrabschnitt 92. Der Warmrohrabschnitt 92 ist durch ein durchsichtiges Glas 921 abgedeckt. Es gibt mehrere
European Patent and Hausen 5b P.O. Box 12 26
Trademark Attorneys D-85551 Kirchheim b. München D-85542 Kirchheim b. München
Dipl.-Ing. Markus Reinhardt, Pajrrjen® .Tel +4C (88) 9048 00 81
Dipl.-Ing. Udo Söllner j ; ;.. · :e-JnaiC inftJgpatrrTf&i.coBi* *..* '...f i#J«x+4& (8&) 9*(?480083 (G3)
Dipl.-Phys. Bernhard Garjahi: : .* Irjerrtt: wäw.patnien.ioml ·..*...* '.'J^x +49.(89) 93480084 (G4)
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-3476 Seite -2-
wärmeabsorbierende Rohre 922 und mehrere Verbindungsrohre 923. Wenn daher das Sonnenlicht den Warmrohrabschnitt 92 bestrahlt, wird das Wasser in den wärmeabsorbierendeh Rohren 922 erwärmt. Schließlich fließt das erwärmte Wasser in den Sammelbehälter 91, um Wärmeverlust zu vermeiden.
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Um jedoch jeglichen Wärmeverlust aus dem Sammelbehälter 91 zu vermeiden, weist der Sammelbehälter 91 eine Isolierdeckschicht und ein elektrisches Heizgerät (nicht dargestellt) auf. Da der Sammelbehälter 91 groß ist, ist die adiabatische Wirkung einer derartigen adiabatischen Deckschicht ziemlich beschränkt. Wenn die Wassertemperatur in dem Sammelbehälter 91 auf ein bestimmtes Niveau sinkt, wird das elektrische Heizgerät eingeschaltet (es verbraucht aber Elektrizität auf bedeutende Weise). Das heißt, der Wärmeverlust des Sammelbehälters 91 ist noch immer ein ernstes Problem.
Zudem ist die Größe der herkömmlichen Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie gewaltig. Der Benutzer muss über genügend Raum verfügen, um sie zu installieren. Zudem ist die Rohrverbindung kompliziert. Außerdem kann sie ihre Speicherkapazität nicht einfach und flexibel erweitern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Hauptaufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie, welche wenigstens ein Verbundrohr mit einem hohlen Wasserspeicher, einer absorbierenden Schicht, einer Vakuumschicht und einer äußeren durchsichtigen Glasschicht enthält. Auf diese Weise weist sie eine ausgezeichnete Wärmespeicherwirkung auf.
Die andere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie, welche einfach zu installieren ist.
• ·*
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-3476 Seite -3-
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie, deren Speicherkapazität flexibel erweitert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung zur
Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie. 10
Fig. 2 zeigt das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Fig. 3 ist eine Querschnittansicht eines ausgewählten Abschnitts von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen tatsächlichen Installationszustand darstellt.
20
Fig. 6 zeigt das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Fig. 7 zeigt das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser vorliegenden Erfindung.
25
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen anderen tatsächlichen Installationszustand darstellt.
Fig. 9 ist eine Querschnittansicht eines abgeänderten hohlen Wasserspeichers. 30
• ·»
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 kann das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie, gesehen werden. Diese Erfindung umfaßt wenigstens ein Verbundrohr 10. Jedes Verbundrohr 10 weist ein oberes Ende 10A und ein unteres Ende 10B auf. Und jedes Verbundrohr 10 weist auf:
(a) Einen hohlen Metallwasserspeicher 11, welcher vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt ist und wie hohles Rohr geformt ist, in welchem es einen inneren Wasserspeicherraum 111 zum Speichern von Wasser gibt. Das Volumen des inneren Wasserspeicherraums 111 sollte wenigstens größer sein als das durchschnittliche Volumen, wenn eine Person eine Dusche oder ein Bad
15 nimmt.
(b) Eine absorbierende Schicht 12, welche an einem äußeren Umfang des hohlen Wasserspeichers 11 angeordnet ist.
(c) Eine Vakuumschicht 13, welche ungefähr in einem Vakuumzustand ist.
(d) Eine äußere durchsichtige Glasschicht 14 zum Einschließen der Vakuumschicht 13 wie ein Isolierzustand.
Darin sind ein Kaltwasserkanal 15 und ein Warmwasserkanal 16 am oberen Ende 10A des Verbundrohrs 10 angeordnet. Der Kaltwasserkanal 15 dient dazu, Kaltwasser in den hohlen Wasserspeicher 11 zu leiten und zu einer vorbestimmten Position in der Nähe eines unteren Teils des hohlen Wasserspeichers 11 zu gelangen. Der Warmwasserkanal 16 dient dazu, Warmwasser aus einer Position in der Nähe eines oberen Teils des hohlen Wasserspeichers 11 zu leiten, um den hohlen Wasserspeicher zu verlassen.
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Wenn daher das Verbundrohr 10 dieser Erfindung an einer Stelle in der Sonne installiert wird, durchdringt das Sonnenlicht die äußere durchsichtige Glasschicht 14 und dann die Vakuumschicht 13. Schließlich gelangt es zur absorbierenden Schicht 12. Infolgedessen erwärmt es die Temperatur des Wassers, das in dem hohlen Wasserspeicher 11 gespeichert wird. Infolge der ausgezeichneten Isolierwirkung der Vakuumschicht 13, verfügt der Wasserspeicher 11 nicht nur über die Speicherfunktion, sondern verfügt auch über die Funktionen des Wärmeabsorbierens, sowie des Wärmespeicherns.
Da es nicht notwendig ist, das erwärmte Wasser zu einem herkömmlichen Sammelbehälter zu leiten, werden weder der gewaltige Sammelbehälter noch die komplizierte Heizvorrichtung gebraucht. Auf diese Weise spart die Erfindung mehr Raum und weist einen einfachen Aufbau auf.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist dies natürlich das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, in welchem ein elektrisches Heizgerät 20 und ein Temperaturregler 21 am unteren Ende 10B des Verbundrohrs 10 zusätzlich angeordnet sein können. Der Temperaturregler 21 wird verwendet, um die Wassertemperatur zu erfassen und das elektrische Heizgerät 20 zu steuern. Wenn zum Beispiel ein regnerischer Tag oder Nacht ist, können diese Elemente das Wasser innerhalb des hohlen Wasserspeichers 11 erwärmen.
Außerdem sind sowohl die ersten als auch zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiele durch ein einzelnes Verbundrohr 10 gebaut. Bei tatsächlicher Installation kann dieses Verbundrohr 10 vertikal an einer Wand, welche nach Süden gerichtet ist, befestigt werden, wie in Fig. 5 dargestellt. Oder es kann in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Zustand des Gebäudes auf einem Balkon oder auf einem geneigten Dach, welches nach Süden gerichtet ist, (keines von beiden dargestellt) befestigt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dargestellt, welches vier Verbundrohre 10, die der Reihe nach verbunden sind, umfaßt. Das Wasser, das aus dem Warmwasserkanal 16 eines vorhergehen-
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den Verbundrohrs 10 fließt, wird in den Kaltwasserkanal 15 eines nächsten Verbundrohrs 10 geleitet, um das zu speichernde Gesamtvolumen (oder Speicherkapazität genannt) zu erweitern und die stufenweise Wärmewirkung zu erreichen. Wie in Fig. 6 dargestellt, sind diese vier Verbundrohre 10 der Reihe nach verbunden. Das kälteste Wasser tritt in den am weitesten links angeordneten Kaltwasserkanal 15 ein. Das Wasser wird stufenweise erwärmt und fließt durch von dem am weitesten links angeordneten Rohr 10 zu dem am weitesten rechts angeordneten. Daher wird die Temperatur stufenweise erhöht. In praktischer Verwendung wird das Warmwasser einem nach dem anderen zugeführt. Die Warmwasserversorgung ist beständiger und die Speicherkapazität ist erhöht. Sie kann auch einfach und flexibel auf fünf, sechs oder mehr Verbundrohre 10 erweitert werden, wobei dies nur von der tatsächlichen Notwendigkeit abhängt.
Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, sind natürlich ein elektrisches Heizgerät 20 und ein Temperaturregler 21 am unteren Ende 10B jedes Verbundrohrs 10 angeordnet. Der Temperaturregler 21 wird verwendet, um die Wassertemperatur zu erfassen und das elektrische Heizgerät 20 zu steuern, insbesondere an einem regnerischen Tag oder nachts.
Siehe Fig. 9. Dies ist eine Querschnittansicht eines abgeänderten hohlen Wasserspeichers 11, in welchem die äußeren Oberflächen des hohlen Wasserspeichers 11 und der absorbierenden Schicht 12 beide wellenähnlich sind, um den Bereich zum Absorbieren der Sonnenenergie zu vergrößern.
Die Vorteile und Funktionen dieser Erfindung können folgendermaßen zusammengefasst werden:
[1] Ausgezeichnete Wärmespeicherwirkung. Da der hohle Wasserspeicher dieser Erfindung das erwärmte Wasser speichern kann, ist es nicht notwendig, einen Sammelbehälter zu installieren. Infolgedessen sind alle Nachteile, welche durch den herkömmlichen Sammelbehälter verursacht werden, ausgeschaltet. Zudem gibt es eine Vakuumschicht, welche den hohlen Wasserspeicher einschließt. Auf diese Weise ist die Isolierwirkung ausgezeichnet.
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-3476 Seite -7-
[2] Einfach zu installieren. Unabhängig davon, ob der Benutzer ein einzelnes oder vielfache Verbundrohre an einer vertikalen Wand oder einem geneigten Dach installieren möchte, ist die Installationsarbeit einfach.
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[3] Die Speicherkapazität ist flexibel. Die Speicherkapazität dieser Erfindung kann durch Hinzufügen von mehr Verbundrohren und dazugehörigen Verbindungsrohren flexibel erweitert werden. Infolgedessen ist sie sehr flexibel.
Kurz zusammengefasst: eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie umfaßt wenigstens ein Verbundrohr (10). Jedes Verbundrohr (10) weist einen hohlen Metallwasserspeicher (11), eine absorbierende Schicht (12), eine Vakuumschicht (13), eine äußere durchsichtige Glasschicht (14), einen Kaltwasserkanal (15) und einen Warmwasserkanal (16) auf. Wenn das Verbundrohr (10) dieser Erfindung an einer Stelle in der Sonne installiert wird, durchdringt das Sonnenlicht die äußere durchsichtige Glasschicht (14) und dann die Vakuumschicht (13). Schließlich gelangt sie zur absorbierenden Schicht (12). Auf diese Weise erwärmt es die Temperatur des Wassers, das in dem hohlen Wasserspeicher (11) gespeichert wird. Diese Erfindung kann auch aus mehreren Verbundrohren (10) zusammengesetzt sein, so daß die Warmwasserversorgung beständiger ist und die Speicherkapazität erhöht ist. Diese Erfindung verfügt über die Vorteile und Funktionen von ausgezeichneter Wärmespeicherwirkung, einfacher Installation und flexibler Speicherkapazität.
Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnungen verwiesen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie, umfassend: wenigstens ein Verbundrohr (10), wobei jedes Verbundrohr (10) ein oberes Ende (10A) und ein unteres Ende (10B) aufweist und jedes Verbundrohr (10) aufweist:
a) einen hohlen Metallwasserspeicher (11) mit einem inneren Wasserspeicherraum (111) zum Speichern von Wasser;
b) eine absorbierende Schicht (12), welche an einem äußeren Umfang des hohlen Wasserspeichers (11) angeordnet ist;
c) eine Vakuumschicht (13), welche ungefähr in einem Vakuumzustand ist; und
d) eine äußere durchsichtige Glasschicht (14) zum Einschließen der Vakuumschicht (13) wie ein Isolierzustand;
wobei ein Kaltwasserkanal (15) und ein Warmwasserkanal (16) am oberen Ende (10A) des Verbundrohrs (10) angeordnet sind, der Kaltwasserkanal (16) dazu dient, Kaltwasser in den hohlen Wasserspeicher (11) zu leiten und zu einer vorbestimmten Position in der Nähe eines unteren Teils des hohlen Wasserspeichers (11) zu gelangen; der Warmwasserkanal (16) dazu dient, Warmwasser aus einer Position in der Nähe des oberen Endes des hohlen Wasserspeichers (11) zu leiten, um den hohlen Wasserspeicher (11) zu verlassen.
2. Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie nach Anspruch 1, wobei ein elektrisches Heizgerät (20) und ein Temperaturregler (21) am unteren Ende (10B) des Verbundrohrs (10) angeordnet sind und der Temperaturregler (21) verwendet wird, um die Wassertemperatur zu erfassen und das elektrische Heizgerät (20) zu steuern.
3. Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie mehrere Verbundrohre (10), welche der Reihe nach verbunden sind, umfaßt, und Wasser, das aus dem Warmwasserkanal (16) eines vorhergehenden Verbundrohrs (10) fließt, in den Kaltwasserkanal (15) eines nächsten Verbundrohrs (10) geleitet wird, um das zu speichernde Gesamtvolumen zu erweitern und die stufenweise Wärmewirkung zu erreichen.
4. Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie nach Anspruch 3, wobei ein elektrisches Heizgerät (20) und ein Temperaturregler (21) am unteren Ende (10B) jedes Verbundrohrs (10) angeordnet sind und der Temperaturregler (21) verwendet wird, um die Wassertemperatur zu erfassen und das elektrische Heizgerät (20) zu steuern.
5. Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie nach Anspruch 1, wobei äußere Oberflächen des hohlen Wasserspeichers (11) und der absorbierenden Schicht (12) beide wellenähnlich sind.
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