DE202011000606U1

DE202011000606U1 - Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber

Info

Publication number: DE202011000606U1
Application number: DE202011000606U
Authority: DE
Original assignee: YOUR HOME TECH Ltd
Current assignee: Your Home Tech Ltd
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2021-03-17

Abstract

Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber, die eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Röhrenabsorbern (21) und einen Plattenabsorber (22) umfasst, wobei die Röhrenabsorber (21) mit dem Plattenabsorber (22) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stellen des Plattenabsorbers (22), an denen der Plattenabsorber (22) mit den Röhrenabsorbern (21) verbunden ist, Wölbungen (222) zur Aufnahme der Röhrenabsorber (21) vorgesehen und hinsichtlich des Profils komplementär zu den Röhrenabsorbern (21) ausgebildet sind, wobei die Wölbungen (222) über eine elastische Klemmkraft verfügen, wobei an der Wölbung (222) Rippen (223) axial beabstandet angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Struktur zur Sammlung der im Sonnenlicht enthaltenen Energie, insbesondere eine Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber.
Stand der Technik
Es gibt eine Vielzahl von Anordnungen zur Erwärmung des Wassers bei Solarwarmwasserbereitern. Aus 1 und 2 ist ein herkömmlicher Solarwarmwasserbereiter bekannt, der aus einem Wärmespeicher 1 und einem schräg angeordneten thermischen Solarkollektor 2 besteht, wobei der thermische Solarkollektor 2 aus einer Mehrzahl von Röhrenabsorbern 21 zur Leitung des Wasserflusses ausgebildet ist, wobei ein Wassereinlassrohr 23 und ein Wasserauslassrohr 24 mit den beiden Enden der Röhrenabsorber 21 so zusammengelötet sind, dass Wasser zwischen dem Wassereinlassrohr 23 und dem Röhrenabsorber 21 sowie zwischen dem Wasserauslassrohr 24 und dem Röhrenabsorber 21 fließen kann. Zur Steigerung der Absorption der thermischen Solarenergie ist ein Plattenabsorber 22 an den Außenseiten der Röhrenabsorber 21 angeordnet, so dass sich die Wärmeabsorptionsfläche der Röhrenabsorber 21 vergrößert, um die Leistung der Wärmesammlung zu erhöhen.
Im Betrieb fließt das Kaltwasser im Wärmespeicher 1 über eine Leitung 11 ins Wassereinlassrohr 23 und dann weiter durch die Röhrenabsorber 21. Der Plattenabsorber 22 saugt Wärme ein und leitet die thermische Energie in die Röhrenabsorber 21, wobei das in den Röhrenabsorbern 21 befindliche Wasser erwärmt wird und danach ins Wasserauslassrohr 24 einfließt, wobei das erwärmte Wasser letztendlich über die Leitung 12 zurück in den Wärmespeicher 1 geleitet wird. Auf diese Weise findet eine umlaufende thermische Konvektion zwischen dem Wasser im Wärmespeicher 1 und dem thermischen Solarkollektor 2 statt, so dass die Temperatur des Wassers im Wärmespeicher 1 stetig steigt. Somit wird das warme Wasser zur Versorgung bereitet.
Für die Verbindungsart der Röhrenabsorber 21 mit dem Plattenabsorber 22 wird auf 3 verwiesen. Am Plattenabsorber 22 sind Einbuchtungen 221 zur Aufnahme der Röhrenabsorber 21 in einer übereinstimmenden Rundbogenform ausgebildet. Zur Verbindung der Röhrenabsorber 21 mit dem Plattenabsorber 22 werden üblicherweise die Einbuchtungen 221 und die Röhrenabsorber 21 miteinander fest verlötet; bei dieser Verbindungsart der Röhrenabsorber 21 und des Plattenabsorbers 22 wird zwar eine im Vergleich zu bis dahin bekannten thermischen Solarkollektoren verhältnismäßig größere Kontaktfläche erzielt, doch ist das Löten zeit- und kraftaufwendig und es kann vorkommen, dass das Lötzinn nicht völlig in den Zwischenraum zwischen den jeweiligen Röhrenabsorbern 21 und dem Plattenabsorber 22 einfließen kann, wodurch Spalten entstehen können, aufgrund deren der Effekt der Wärmeleitung in erheblichem Maße beeinträchtigt wird.
Zum Vereinfachen des Lötens der Röhrenabsorber 21 mit dem Plattenabsorber 22 ist eine in 4 dargestellte Lösung hervorgebracht worden, wobei der flach ausgebildete Plattenabsorber 22 zum direkten Anlehnen an die Röhrenabsorber 21 gebracht wird; danach werden Röhrenabsorber 21 und der Plattenabsorber 22 durch Ultraschall-Löten miteinander verbunden; jedoch ist die Kontaktfläche zwischen den Röhrenabsorbern 21 und dem Plattenabsorber 22 sehr schmal und klein, so dass, auch wenn der Plattenabsorber 22 eine große Menge von Solarenergie absorbiert, diese Menge von Solarenergie nicht völlig auf die Röhrenabsorber 21 geleitet werden kann; dabei wird der Effekt der Wassererwärmung begrenzt.
Des Weiteren sind Röhrenabsorber und Plattenabsorber meistens aus Kupfer oder Aluminium hergestellt, wobei der Preis von Kupfer und Aluminium stetig steigt, was unmittelbar zur Erhöhung der Herstellungskosten der Solarwarmwasserbereiter führt. Zur Senkung der Kosten wird rostfreier Stahl statt Kupfer und Aluminium eingesetzt. Aus 5 und 6 ist eine weitere Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers 22 mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber 21 bekannt, wobei über den Röhrenabsorbern 21 jeweils eine streifenförmige Klemmhalterung 25 mit C-förmigem Querschnitt angeordnet ist, wobei der Röhrenabsorber 21 und der Plattenabsorber 22 hinsichtlich des Profils komplementär zueinander ausgebildet sind, so dass der Plattenabsorber 22 durch die streifenförmigen Klemmhalterungen 25 an den Röhrenabsorbern 21 geklemmt wird und somit die Röhrenabsorber 21 umhüllt. Dabei sind die streifenförmigen Klemmhalterungen 25 üblicherweise aus hochelastischem Material hergestellt, damit sie eine ausreichende Klemmkraft bieten können; dadurch sind die streifenförmigen Klemmhalterungen 25 und der Plattenabsorber 22 oder die Röhrenabsorber 21 aus verschiedenen Materialien hergestellt, die unterschiedliche Wärmeausdehnungszahlen besitzen; wenn der thermische Solarkollektor durch Sonnenstrahlung erwärmt wird, werden die streifenförmigen Klemmhalterungen 25 und der Plattenabsorber 22 oder die Röhrenabsorber 21 in unterschiedlichem Maße vergrößert, so dass die streifenförmigen Klemmhalterungen 25 und der Plattenabsorber 22 im Verhältnis zueinander gelockert werden, wodurch die streifenförmigen Klemmhalterungen 25 den Plattenabsorber 22 und die Röhrenabsorber 21 nicht mehr festhalten können und die Übertragung der Wärmeenergie gleichzeitig nur mit Einschränkungen erfolgen kann, so dass die Erwärmungsleistung beeinträchtigt wird.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber zu schaffen, mit der die Mängel beim Stand der Technik beseitigt werden können.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die o. g. Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber, wobei bei der Struktur zwischen einem Wassereinlassrohr und einem Wasserauslassrohr eine Mehrzahl von Röhrenabsorbern beabstandet angeordnet ist, die mit dem Wassereinlassrohr und dem Wasserauslassrohr kommunizieren, wobei mit den Röhrenabsorbern ein Plattenabsorber verbunden ist, an dem eine Mehrzahl von Wölbungen mit C-förmigem Querschnitt zur Aufnahme und Festklemmen der Röhrenabsorber ausgebildet ist, wobei auf der Wölbung Rippen axial beabstandet angeordnet sind.
Erfindungsgemäß können die Röhrenabsorber jeweils mit einem entsprechenden Plattenabsorber oder gleichzeitig mit einem einzigen Plattenabsorber verbunden werden.
Die erfindungsgemäße Verbindungsstruktur ist insofern vorteilhaft, als der Plattenabsorber mittels der Wölbung und der an der Wölbung ausgebildeten Rippen den Röhrenabsorber kraft- und formschlüssig festklemmen kann, so dass sich der Plattenabsorber und der Röhrenabsorber nicht leicht voneinander lösen und ein zuverlässigerer, spaltenfreier Kontakt der beiden ermöglicht wird, was zu einer völligen Übertragung der Wärmeenergie und zu einer leichteren Wartung oder Auswechselung dieser beiden beiträgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung der Konstruktion eines thermischen Solarkollektors eines herkömmlichen Solarwarmwasserbereiters.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des herkömmlichen thermischen Solarkollektors.
3 zeigt den herkömmlichen thermischen Solarkollektor im Schnitt.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des herkömmlichen thermischen Solarkollektors im Schnitt.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des herkömmlichen thermischen Solarkollektors in perspektivischer Ansicht.
6 zeigt den herkömmlichen thermischen Solarkollektor von 5 im Schnitt.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektors.
8 zeigt den erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektor im Schnitt.
9 zeigt den erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektor in Längsrichtung im teilweisen Schnitt.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektors.
11 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektors.
Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch soll die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden.
Wie aus 7 bis 9 ersichtlich, ist bei der erfindungsgemäßen Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber eine Mehrzahl von Röhrenabsorbern 21 zwischen einem Wassereinlassrohr 23 und einem Wasserauslassrohr 24 angeordnet, wobei die Röhrenabsorber 21 beabstandet angeordnet sind und mit dem Wassereinlassrohr 23 und dem Wasserauslassrohr 24 kommunizieren; außerdem ist ein Plattenabsorber 22 in Übereinstimmung mit den Röhrenabsorbern 21 angeordnet, wobei am Plattenabsorber 22 Wölbungen 222 mit C-förmigem Querschnitt hinsichtlich des Profils komplementär zu den Röhrenabsorbern 21 ausgebildet sind; an der äußeren Oberfläche der Wölbung 222 sind Rippen 223 axial beabstandet angeordnet, wobei die Wölbungen 222 aus demselben Material des Plattenabsorbers 22 hergestellt sind und somit über ein ausreichendes elastisches Vermögen zum Ausdehnen und Zusammenziehen verfügen.
Nachdem die Röhrenabsorber 21 durch die entsprechenden Wölbungen 222 aufgenommen und kraft- sowie formschlüssig festgeklemmt worden sind, wird der Plattenabsorber 22 mit den Röhrenabsorbern 21 verbunden, wobei sich der Plattenabsorber 22 und die Röhrenabsorber 21 nicht leicht voneinander lösen und gleichzeitig durch das elastische Klemmen und Festhalten der Wölbungen 222 in einen zuverlässigeren und spaltenfreien Kontakt kommen, wodurch der Plattenabsorber 22, der die thermische Sonnenenergie einsaugt, die Wärmeenergie zuverlässiger völlig auf die Röhrenabsorber 21 übertragen kann, so dass das Wasser in den Röhrenabsorbern 21 in erheblichem Maße effektiver erwärmt werden kann; außerdem lassen sich der Plattenabsorber 22 und die Röhrenabsorber 21 unter der elastischen Einwirkung der Wölbungen 222 leichter demontieren und dadurch einfacher warten oder auswechseln.
10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektors, wobei für jeden Röhrenabsorber 21 jeweils ein Plattenabsorber 22 angeordnet ist, wobei sich die Plattenabsorber 22 teilweise überlappen und aneinander anschließen; an den jeweiligen Plattenabsorbern 22 sind auch über elastische Klemmkraft verfügende Wölbungen 222 zur Aufnahme der Röhrenabsorber 21 angeordnet, wobei an der Wölbung 222 Rippen 223 axial beabstandet angeordnet sind.
11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektors, wobei am Plattenabsorber 22 ferner mehrere plattenartige Klemmhalterungen 25 angeordnet werden können, die zur Verstärkung der Klemmkraft des Plattenabsorbers 22 dient, im Falle dass der Plattenabsorber 22 aufgrund der Materialeigenschaften oder einer mangelnden Dicke nicht über ausreichende Klemmkraft verfügt. In diesem Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise an den jeweiligen plattenartigen Klemmhalterungen 25 eine Wölbung 251 vorgesehen, an der Rippen 252 axial beabstandet angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Plattenabsorber 22 mittels der plattenartigen Klemmhalterungen 25 stabiler am Röhrenabsorber 21 festgeklemmt werden, um ein Lösen des Plattenabsorbers 22 vom Röhrenabsorber 21 zu verhindern und eine völlige Übertragung der Wärmeenergie zu gewährleisten. Selbstverständlich kann die plattenartige Klemmhalterung 25 in Abstimmung auf den Röhrenabsorber 21 als ein einzelnes, langstreifenförmiges Element ausgeführt werden.
Die Erfindung betrifft somit eine Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber, bei welcher Struktur an den den Röhrenabsorbern 21 entsprechenden Plattenabsorbern 22 oder an dem den Röhrenabsorbern 21 entsprechenden Plattenabsorber 22 Wölbungen 222 mit wesentlich C-förmigem Querschnitt ausgebildet sind, wobei die Wölbungen 222 zur Aufnahme und zum Festklemmen der Röhrenabsorber 21 dienen, wobei auf der Wölbung 222 Rippen 223 axial beabstandet angeordnet sind, wobei der Plattenabsorber 22 mittels der Wölbung 222 den Röhrenabsorber 21 kraft- und formschlüssig festklemmen kann, so dass sich der Plattenabsorber 22 und der Röhrenabsorber 21 nicht leicht voneinander lösen und ein zuverlässigerer, spaltenfreier Kontakt der beiden ermöglicht wird, was zu einer völligen Übertragung der durch den Plattenabsorber 22 absorbierten Wärmeenergie auf die Röhrenabsorber 21 beiträgt, so dass das Wasser in den Röhrenabsorbern 21 effektiver erwärmt werden kann, und dass das Warten und Auswechseln der Röhrenabsorber 21 und des Plattenabsorbers 22/oder der Plattenabsorber 22 erleichtert wird.
Bezugszeichenliste

1: Wärmespeicher
11: Leitung
2: thermischer Solarkollektor
21: Röhrenabsorber
22: Plattenabsorber
221: Einbuchtung
222: Wölbung
223: Rippe
23: Wassereinlassrohr
24: Wasserauslassrohr
25: Klemmhalterung
251: Wölbung
252: Rippe

Claims

Struktur zur Verbindung eines Solarenergie-Plattenabsorbers mit einem Solarenergie-Röhrenabsorber, die eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Röhrenabsorbern (21) und einen Plattenabsorber (22) umfasst, wobei die Röhrenabsorber (21) mit dem Plattenabsorber (22) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stellen des Plattenabsorbers (22), an denen der Plattenabsorber (22) mit den Röhrenabsorbern (21) verbunden ist, Wölbungen (222) zur Aufnahme der Röhrenabsorber (21) vorgesehen und hinsichtlich des Profils komplementär zu den Röhrenabsorbern (21) ausgebildet sind, wobei die Wölbungen (222) über eine elastische Klemmkraft verfügen, wobei an der Wölbung (222) Rippen (223) axial beabstandet angeordnet sind.
Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (222) einen wesentlich C-förmigen Querschnitt aufweist und dadurch über eine elastische Festklemmkraft verfügt.
Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ferner mehrere plattenartige Klemmhalterungen (25) vorgesehen sind, mittels denen der Plattenabsorber (22) am Röhrenabsorber (21) festgeklemmt ist.
Verbindungsstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenartigen Klemmhalterungen (25) jeweils mit einer Wölbung (251) versehen sind, an der Rippen (252) axial beabstandet angeordnet sind.
Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrenabsorber (21) jeweils mit einem entsprechenden Plattenabsorber (22) verbunden sind.
Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrenabsorber (21) alle mit einem einzigen Plattenabsorber (22) verbunden sind.