DE2729829A1

DE2729829A1 - COLLECTOR FOR SOLAR ENERGY

Info

Publication number: DE2729829A1
Application number: DE19772729829
Authority: DE
Inventors: Hans Erich Rupp
Original assignee: RUPP HANS ERICH DIPL EL ING
Current assignee: RUPP HANS ERICH DIPL EL ING
Priority date: 1976-07-05
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1978-01-19
Also published as: CH597581A5; FR2357838A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kollektor für Sonnenenergie mit einer Kollektorfläche, welche durch wärmeleitendes Material mit Kanälen verbunden ist.The present invention relates to a collector for solar energy with a collector surface which is connected to channels by means of a thermally conductive material.

Bei Kollektoren dieser Art sind die Kanäle zum Teil in Form paralleler Roxire mit Abstand voneinander angeordnet. ^ ^{J e} Zwischenräume zwiscnen den Rohren sind durch koplanare Blecnbrücken überbrückt, welche iiiaterialscniüssiij und wärmeleitend mit den konren verbunden sind, lie: diesen Kollektoren i s I: das Verhältnis der inneren über-In collectors of this type, the channels are partly arranged in the form of parallel Roxire at a distance from one another. ^J ^ ^e-acres spaces the pipes are bridged by coplanar Blecnbrücken which are iiiaterialscniüssiij and heat-conductively connected to the konren, lie: these panels is I: the ratio of the inner over-

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fläche der Kanäle zu ihrem Volumen relativ gross, was einen raschen Uebergang der Wärme aus dem Rohrmaterial in das Wasser-Glykolgemisch gewährleistet. Indessen entstehen Wärmeverluste beim Wärmefluss von den Blechbrücken zu den Rohren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Volumen der Kanäle pro m2 Kollektorfläche so klein ist, dass der Wärmespeicher nahe beim Kollektor aufgestellt werden muss, damit die Verweilzeit des im Kollektor aufgewärmten Wassers in der Verbindungsleitung zum Wärmespeicher klein wird. Eine lange Verweilzeit hätte Wärmeverluste zur Folge.area of the canals is relatively large compared to their volume, which is a quick Transfer of heat from the pipe material into the water-glycol mixture guaranteed. Meanwhile, heat losses occur when the heat flows from the sheet metal bridges to the pipes. Another disadvantage is that the volume of the ducts per m2 of collector surface is so small, that the heat storage tank must be set up close to the collector so that the dwell time of the water warmed up in the collector is in the Connection line to the heat storage becomes small. A long residence time would result in heat losses.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Kollektor zu schaffen, bei dem sowohl das Verhältnis der Oberfläche der Kanäle zur Kollektorfläche als auch das Verhältnis der Oberfläche der Kanäle zum Kanalvolumen gross sind und der eine grössere räumliche Trennung von Kollektor und Wärmespeicher· gestattet.The present invention has as its object a collector to create in which both the ratio of the surface area of the channels to the collector area and the ratio of the surface area the ducts to the duct volume are large and allow a greater spatial separation of the collector and the heat accumulator.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kollektorfläche und die Kanäle im wesentlichen durch eine Vielzahl paralleler Rohre gebildet werden, welche mit ihren Enden an je eine Sammelleitung angeschlossen sind.According to the invention, this object is achieved in that the collector surface and the channels are essentially formed by a multiplicity of parallel tubes, each of which has its ends connected to a collecting line are connected.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert.The invention is illustrated by means of the accompanying schematic drawing for example explained.

Es zeigen:Show it:

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Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Kollektorkasten, wobei Teile weggebrochen sind,Fig. 1 is a plan view of a collector box, with parts broken away,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1, Fig. 3 das Detail III in Fig. 2 in vergrösserter Darstellung,FIG. 2 shows a section along the line II-II according to FIG. 1, 3 shows the detail III in FIG. 2 in an enlarged representation,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV nach Fig. l, wobei die Teile des Kollektorkastens und der Isolation weggelassen sind undFig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 1, wherein the parts of the collector box and the insulation are omitted and

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Kollektor in perspektivischer Explosionsdarstellung.5 shows a section of a collector in perspective Exploded view.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Kollektorkasten 1 weist ein Kollektorgehäuse 2, einen Gehäuserahmen 3 und eine warmestrahlendurchlässige Schutzscheibe 4 auf. Die Schutzscheibe 4 ist zwischen dem Kollektorgehäuse und dem Gehäuserahmen 3 festgeklemmt und entlang dem Gehäuserahmen durch Dichtungen 5 und 6 gehalten. Auf der Innenseite ist das Kollektorgehäuse 2 mit einer Isolierschicht 7 ausgeschlagen. Geschützt durch die Isolierschicht 7 ist weiter im Kollektorkasten 1 der Kollektor 8 angeordnet, der durch Anschlusstutzen 9 und 10 mit einem nicht dargestellten Wärmespeicher verbunden ist. Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, besteht der Kollektor im wesentlichen aus einer Vielzahl paralleler Rohre 11, die über ihre ganze Länge materialschlüssig miteinander verbunden sind. Zwischen einzelnen Rohren besteht, wie später dargelegt, keine materialschlüssige Verbindung. Die der Schutzscheibe 4 zugewandte Fläche 12 des Kollektors wird als Kollektorfläche bezeichnet, da nur dieser Teil der Kollektoroberfläche der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist. Die Rohre 11 weisen einenThe collector box 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a collector housing 2, a housing frame 3, and a heat ray permeable Protective disk 4 on. The protective disk 4 is clamped between the collector housing and the housing frame 3 and along the housing frame held by seals 5 and 6. The collector housing 2 is lined with an insulating layer 7 on the inside. Protected by the insulating layer 7, the collector 8 is also arranged in the collector box 1, which is connected by connecting pieces 9 and 10 is connected to a heat accumulator, not shown. As shown in FIGS. 3 to 5, the collector consists essentially of one A large number of parallel tubes 11 which are materially connected to one another over their entire length. Between individual pipes there is as explained later, no material connection. The surface 12 of the collector facing the protective pane 4 is referred to as the collector surface, as only this part of the collector surface exposed to solar radiation. The tubes 11 have a

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ellipsenähnlichen Querschnitt auf, und grenzen in Richtung des grössten Rohrdurchmessers aneinander. In regelmässigen Abständen erstrecken sich längs den Rohren 11 auf den einander gegenüberliegenden Seiterpippen 13» welche eine im Querschnitt O-förmige Nut 14 bilden. Im Bereich der Enden weisen die Rippen 13 Au^,-fräsungen 15 auf.ellipse-like cross-section, and border each other in the direction of the largest pipe diameter. Periodically extend along the tubes 11 on the opposing side pipes 13 »which have an O-shaped cross-section Form groove 14. In the area of the ends, the ribs 13 have cutouts 15 on.

An die Rohre 11 sind endseits Sammelleitungen 16 angeschlossen. Die Sammelleitung 16 weist einen sich über die ganze Länge erstreckenden Rundkanal auf, der durch in gleichmässigem Abstand angeorndete Anschlussbohrungen 17 mit dem inneren der Rohre 11 verbunden ist. Zwei Rippen 22 bilden aussenseitig an der Sammelleitung 16 eine Nut in die die Anschlussbohrungen 17 münden. Die Rippen 22 halten die Enden der Rohre 11 und richten sie nach einer LJbene aus. Zwischen den linden der Rohre 11 und der Sammelleitung 16 verläuft zwischen den Rippen 22 ein Dichtungsstreifen 18, der zu jeder Anschlussbohrung 17 koaxial eine Bohrung 19 aufweist. Koaxial zu jeder Nut 14 ist in der Sammelleitung 16 eine Bohrung 2U vorgesehen. Durch jede Bohrung 20 ist eine Blechschraube 21 in die Nut 14 geschraubt und festgezogen so, dass sich die beiden Sammelleitungen 16 mit Druck ijoijen die Rohre 11 anlegen.At the ends of the tubes 11 collecting lines 16 are connected. The manifold 16 has a extending over the entire length Round channel, which is connected to the interior of the tubes 11 by means of connecting bores 17 arranged at an even distance connected is. Two ribs 22 form the outside of the collecting line 16 a groove into which the connection bores 17 open. The ribs 22 hold the ends of the tubes 11 and align them to one LJbene off. Between the linden of the pipes 11 and the manifold 16 runs between the ribs 22, a sealing strip 18, the has a bore 19 coaxially with each connection bore 17. Coaxial a bore 2U is provided in the collecting line 16 for each groove 14. A self-tapping screw 21 is inserted through each bore 20 Groove 14 screwed and tightened so that the two manifolds 16 with pressure ijoijen the pipes 11 put on.

iM< Wonre 11 r on η on in Gruppen von mehreren Rohren unterteilt sein, ■;·' .)' i die l-ionr" oin'-r _;r.;ppc ein Kollcktorhohlprofil bilden, welche ';·.·.. ■; '-.· ,■■!.)''. . . .: <"ir ι ..il schlüssi'j verbunden sind und das iniM <Wonre 11 r on η on be subdivided into groups of several tubes, ■; · '.)' i the l-ionr "oin'-r _; r.; ppc form a Kollcktorhohlprofil, which '; ·. · .. ■; '-. ·, ■■ !.)''....:<"Ir ι ..il are connected and that in

7 Π π H ij 3 / (1 '· U 77 Π π H ij 3 / (1 ' U 7

gleichmässigem Abstand die Rippen 13 mit den Nuten 14 aufweist. In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel sind acht Rohre 11 miteinander materialschlüssig verbunden und das Kollektorhohlprofil weist auf der Ober- und Unterseite je drei Rippen 13 auf.the ribs 13 with the grooves 14 are evenly spaced. In the example shown in FIG. 3, eight tubes 11 are materially connected to one another and the collector hollow profile has three ribs 13 each on the top and bottom.

Diese KollektornohlprofiIe können in Längen von mehreren Metern angefertigt werden und können jeweils entsprechend der Breite eines zu bauenden Kollektors abgelängt werden. Das Kollektorhohlprofil kann mehr oder weniger als acht materialschlüssig miteinander verbundener Rohre 11 aufweisen. Das gleiche gilt für die Sammelleitungen 16. Beide Sammelleitungen weisen das gleiche Querschnittprofil auf. Sie können als transportable Profilstangen angefertigt und entsprechend der jeweiligen Höhe des Kollektors abgeschnitten werden. Der Kollektor besteht somit im wesentlichen nur aus zwei Hohlprofilen, nämlich dem Kollektornohlprofil und der Sammelleitung. Weiter weist er den Dichtungsstreifen 19 und die stets gleichen, handelsüblichen Schrauben 21 auf. These hollow collector profiles can be made in lengths of several meters and can be cut to length according to the width of a collector to be built. The collector hollow profile can have more or less than eight tubes 11 which are materially connected to one another. The same applies to the collecting lines 16. Both collecting lines have the same cross-sectional profile. They can be made as transportable profile bars and cut off according to the respective height of the collector. The collector therefore consists essentially of only two hollow profiles, namely the collector hollow profile and the collecting line. It also has the sealing strip 19 and the commercially available screws 21 that are always the same.

Der lichte Querschnitt der Rohre 11 und der Sammelleitung 16 ist so bemessen, dass ihr Volumen pro m2 Kollektorfläche 12 zwei bis fünf Liter, vorzugsweise drei bis vier Liter beträgt. The clear cross section of the tubes 11 and the collecting line 16 is dimensioned such that their volume per m 2 of collector surface 12 is two to five liters, preferably three to four liters.

Ein besonderer Vorteil des dargestellten Ausführungsbeispieles besteht darin, dass der Kollektor hinsichtlich seiner Grosse den örtlichen (Gegebenheiten leicht angepasst werden kann. So kann er in der HroiLe stufenlos angepasst werden; in der Höhe ist die Anpassung in Kleinen Stufen, entsprechend der Breite des Kollektorhohlprofils A particular advantage of the illustrated embodiment is that the size of the collector can easily be adapted to the local conditions. The hoop can be adjusted continuously; the height can be adjusted in small steps, according to the width of the collector hollow profile

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möglich.possible.

Die Wirtschaftlichkeit des Anmeldegegenstandes ergibt sich aus der im schweizerischen Mittelland erforderlichen geringen Kollektorfläche, die für die Warmwasseraufbereitung eines Einfamilienhauses erforderlich ist. Sie beträgt 7,5 bis 10,0 m2.The economic viability of the subject of the registration results from the small collector area required in the Swiss plateau, which is required for the hot water preparation of a single-family house is required. It is 7.5 to 10.0 m2.

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Claims

DIPL.-PHYS. WOLFGANG SEEGER PATENTANWALTDIPL.-PHYS. WOLFGANG SEEGER PATENT ADVOCATE

THIERSCHSTR. 27 D- 8 MÜNCHEN 22 TEL. (O89) 22 51 52THIERSCHSTR. 27 D- 8 MUNICH 22 TEL. (O89) 22 51 52

Telegramm (Cable Address): Seegerpatent München Telex: 6 24487 patop dTelegram (Cable Address): Seegerpatent Munich Telex: 6 24487 patop d

3o. June 1977
Sr / uk

Legal file: 9 Pat Io

Applicant: Hans Erich Rupp
Mühlestrasse 25
CH-8803 Rüschlikon / SWITZERLAND

EXPECTATIONS

1.) Collector for solar energy with a collector surface, which durc thermally conductive material is connected to channels, characterized in that the collector surface (12) and the channels essentially are formed by a large number of parallel pipes (II) which are connected at their ends to a collecting line (16) are.

2. Collector according to claim 1, characterized in that the The content of the pipes (ll) is 2 to 5 It / m2 of collector surface (12).

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POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN 196858-807 ■ DRESDNER BANK MÜNCHEN, KONTO-NUMMER 77080O8POST CHECK ACCOUNT MUNICH 196858-807 ■ DRESDNER BANK MÜNCHEN, ACCOUNT NUMBER 77080O8

Fernmündliche Auskünfte sind nur bei schriftlicher Bestätigung verbindlichTelephone information is only binding if confirmed in writing

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

3-collector according to claim 2, characterized in that the content of the tubes is 3 to 4 It / m2 collector surface (12).

4 ·. Collector according to Claim 1, characterized in that the tubes (ll) adjoin one another.

5 · collector according to claim 1, characterized in that the Tubes (II) have an elliptical cross-sectional shape and adjoin one another in the direction of the largest diameter.

6. Collector according to claim 1, characterized in that each several tubes (ll) are materially connected to one another and form a collector hollow profile.

7. Collector according to claim 1, characterized in that the two collecting lines (16) pressed against the pipe ends by means of pressure and have a connection bore (17) assigned to each pipe (II).

8. collector according to claim 7, characterized in that between a seal (18) is arranged at each pipe end and the associated connection bore (17).

?. Collector according to claim 8, characterized in that the Seals (18) by extending along the manifolds (l6) Sealing strips are formed which have bores (19) coaxial with the connection bores (17).

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10. Collector according to claim 9 »characterized in that the
The mouths of the connection bores (17) lie in a groove on the outside of the S amrnell lines (16) in which the sealing strip (18) and the associated pipe ends are held.

11. A collector according to claim 6, characterized in that each collector hollow profile on the top and bottom in the region of its ends has at least one to the Sammellei device right-angled bore (14) which is coaxial with a bore (20) in the manifold
(16) is assigned, and that the manifolds (16) with the
Collector hollow profile are connected by screws (21), each screw (21) being passed through a bore (20) in the collecting line (16) and screwed into a bore (14) of the collector hollow profile

12. Collector according to claim 11, characterized in that
the bores (14) on the collector hollow profile through one over
the length of the tubes (II) extending 0-shaped groove are formed.

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