DE2734889A1

DE2734889A1 - Sonnenenergie-kollektor-einrichtung

Info

Publication number: DE2734889A1
Application number: DE19772734889
Authority: DE
Inventors: Robert Braunschweig
Original assignee: ZUTTER JOE KURT
Current assignee: ZUTTER JOE KURT
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1978-10-26
Also published as: IT1114140B; FR2388224A1; FR2388224B1; CH618005A5; DE7724113U1

Description

Joe Kurt ZUTTER 4411 HERSBERG SUISSE

Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung mit wenigstens einem, eine strahlungsdurchlässige Abdeckung aufweisenden Kollektor, in dessen aus wärmeleitendem Material gefertigter Wandung wenigstens ein Hohlraum vorgesehen ist, der wenigstens einen über eine Einlassleitung mit dem Auslass des Primärströmungsweges eines Wärmeaustauschers verbundenen Einlass, sowie wenigstens einen über eine Auslassleitung mit dem Einlass des genannten Primärströmungswegs verbundenen Auslass besitzt und mit der Einlassleitung, der Auslassleitung und dem Primärströmungsweg zusammen einen geschlossenen Strömungsweg für ein Wa* r me trä germed ium bildet.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtungen sind allgemein bekannt. Bei diesen Einrichtungen wird durch den Hohlraum ein Wärmeträgermedium, und zwar in den meisten Fällen Wasser, hindurchgeleitet, das durch die Einwirkung der Sonnenstrahlung, für die die Abdeckung durchlässig ist, erwärmt wird, wonach das Wärmeträgermedium durch die Auslassleitung einem Wärmeaustauscher zugeleitet wird, wo es die auf diese Weise aufgespeicherte Wärmeenergie zwecks weiterer Verwendung derselben in an sich bekannter Weise an ein anderes Medium abgibt, um sodann

809843/0549

durch die Einlassleitung · in den Hohlraum zurückfliessen.

Eine der wichtigsten Forderungen, die an derartige Einrichtungen gestellt werden, ist die bestmögliche Ausbeutung der auf den Kollektor einwirkenden Sonnenenergie, insbesondere wenn die Einrichtung in einer Zone gemässigten oder kalten Klimas errichtet ist, in der die Intensität der Sonnenstrahlung pro Zeiteinheit infolge der geographischen und/oder meteorologischen Bedingungen verhältnismässig gering ist.

Die bisher bekannten Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtungen weisen in dieser Hinsicht erhebliche Nachteile auf.

Bei den bekannten Einrichtungen werden erhebliche Energiemengen vergeudet, u. a. einerseits dadurch, dass die strahlungsdurchlässige Abdeckung normalerweise aus Glas besteht, und andererseits auch '

durch das Vorhandensein der genannten, zwischen dem Kollektor und dem Wärmeaustauscher angeordneten, getrennt verlegten Einlass= und Auslassleitungen. Die aus Glas bestehende Abdeckung der bekannten Sonnenenergie-Kollektoren erweist sich als nachteilig, da sie ein verhältsnismässig geringes Energieaufnahme= und Energieübertragungsvermögen besitzt, sowie ein verhältsnismässig geringes Wärmeisolierungsvermögen, wodurch die durch die bekannten Kollektoren erzielte Ausbeute an nutzbarer Wärmeenergie verhältnismässig niedrig ist.

Abgesehen von diesem Nachteil ist die aus Glas bestehende Abdeckung auch insofern nachteilig, als das Glas durch mechanische Einwirkungen leicht beschädigt, insbesondere zerkratzt werden kann. Ferner ist zu beachten, dass Kollektoreinrichtungen der betrachteten Art in den meisten Fällen auf Dächern angeordnet werden und somit die oben liegende Aussenfläche

809843/0549

des betreffenden Daches bilden. Hierbei erweist es sich als weiterhin nachteilig, dass die Tragfähigkeit der aus Glas bestehenden Abdeckung verhältnismässig gering ist. Ausserdem besteht die Gefahr der Beschädigung durch Niederschläge,beispielsweise durch starken Schneefall oder Hagel. Die bekannten Energie-Kollektor-Einrichtungen mit Glasabdeckung werden vorfabriziert und bringen wegen ihrer Zerbrechlichkeit erhebliche Bruchrisiken während des Transportes und des Einbaus am Verwendungs= bzw. Montageort mit sich. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, dass die Fertigung von Energiekollektoren mit Glasabdeckung erhebliche Kosten und schwierig zu lösende fertigungstechnische Probleme mit sich bringt. In fertigungstechnischer Hinsicht ist es ferner verhältnismässig schwierig und aufwendig, wenn nicht gar praktisch unmöglich, Kollektorelemente der bekannten Art in jeglicher beliebigen Grosse und Stärke herzustellen, um dem jeweiligen Verwendungszweck Rechnung tragen zu können. Schiiesslich müssen die Kollektorelemente mit Glasabdeckung in den meisten Fällen infolge der genannten verhältnismässig geringen Tragfähigkeit des Glases auf einer zugehörigen Dachstruktur abgestützt werden.

Die vorstehend erwähnten, getrennt verlegten Einlass= und Auslassleitungen der bekannten Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtungen sind hinsichtlich der Energieausbeute der letzteren insofern nachteilig, als es sich zwecks Vermeidung untragbarer Energieverluste als unbedingt notwendig erwiesen hat, jede dieser Leitungen mit einer eigenen Isolierschicht zu versehen, die dazu bestimmt ist, einen unerwünschten Wärmeaustausch zwischen dem in den Leitungen fliessenden Wärmeträgermedium und der Umgebung - z. B. der Atmosphäre - zu verhindern. Folglich ist das Leitungssystem einer solchen bekannten Einrichtung in der Herstellung verhältnismässig aufwendig; ferner beansprucht es einen erheblichen Raum.

809843/0549

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sonnenenergie-KoIlektor-Ein richtung zu schaffen, bei der die auf den Kollektor auftreffende Sonnenenergie bestmöglich, d. h . unter Vermeidung der in den bekannten Einrichtungen auftretenden Verluste, ausgenutzt wird, wobei diese Einrichtung ausserdem einen möglichst geringen Einbauraum beanspruchen, einfach und billig herstellbar, sowie leicht an den jeweiligen Verwendungszweck anpassbar sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die den Hohlraum enthaltende Wandung in einen die Abdeckung bildenden, aus strahlungsdurchlässigem und wärmeisolierendem, synthetischem Material bestehenden Kunststoffblock eingegossen ist, der die Wandung allseitig umschliesst, und aus dem die an den Einlass und den Auslass des Hohlraums angeschlossenen, gegen Wärmeenergieverluste geschützten Einlass= und Auslassleitungen herangeführt sind.

Durch die Verwendung von Kunststoff an Stelle des bisher üblichen Glases für die Abdeckung der den eigentlichen Kollektor bildenden Wandung wird eine erheblich verbesserte Energieaufnahme und Energieübertragung, sowie eine bessere Wärmeisolierung erzielt.

Die erfindungsgemässe Einrichtung weist ferner den zusätzlichen Vorteil auf, dass der Kollektor ohne Schwierigkeiten entweder vorfabriziert und sodann ohne Bruchrisiko an den Verwendungsort transportiert, oder aber an Ort und Stelle durch Eingiessen vorzugsweise vorfabrizierter Wandungsstrukturen in eine Kunststoffmasse hergestellt werden kann, wodurch es ohne weiteres möglich ist, den Gegebenheiten jedes besonderen Anwendungsfalles hinsichtlich der Abmessungen usw. Rechnung zu tragen, ohne dass dies nennenswerte fertigungstechnische Probleme mit sich brächte. Ferner besitzt der erfindungsgemässe Kollektor eine hohe Tragfähigkeit, sodass er

809843/0549

gleichzeitig als Dachelement dienen kann; und er ist gegen Beschäaigung durch Niederschläge weitgehend geschützt.

In einer bevorzugten Ausführungs form der erfindungsgemässen Einrichtung sind die Einlassleitung und die Auslassleitung zwecks Vermeidung von Wärmeenergieverlusten als zwei koaxial ineinander angeordnete Leitungen ausgebildet, wobei die innere dieser beiden Leitungen eine die Auslassleitung bildende Rohrleitung ist, während die Einlassleitung durch den die äussere Leitung definierenden, wesentlich ringförmigen Raum zwischen der Aussenwandung dieser Auslass-Rohrleitung und der Innenwandung eines die letztere mit radialem Abstand umgebenden äusseren Rohres gebildet ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungs form der Erfindung wird eine wahlweise regulierte Teilmenge des am Ende der Auslassleitung anfallenden Mediums zwecks direkter Zurückführung in die Einlassleitung stromaufwärts vom Wärmeaustauscher-Einlass abgezweigt.

Dank der koaxialen Anordnung der beiden Leitungen wird nunmehr unter Vermeidung jeglicher nennenswerter Wärmeverluste nur eine, das äussere Rohr umgebende Isolierschicht benötigt. Das aus der Kollektorvorrichtung austretende, und folglich thermisch behandelte ( durcii Strahlung erwärmte ) Medium ist einerseits durch das in die Behandlungsvorrichtung austretende, nicht erwärmte bzw. abgekühlte Medium von der Umgebung (z.B. von der atmosphärischen Luft) getrennt, während das nicht behandelte, in die Behandlungsvorrichtung einströ'mende Medium von der Umgebung durch die genannte einzige Isolierschicht getrennt ist. Das bedeutet, dass das Medium in derjenigen Leitung, in der seine Temperatur in Bezug auf die Umgebungstemperatur am unterschiedlichsten ist, doppelt von der Umgebung isoliert ist - nämlich einerseits durch das noch nicht thermisch behandelte

809843/0549

to' 2

Medium in der äusseren Leitung, und andererseits durch die genannte Isolierschicht - während das noch nicht behandelte Medium, dessen Temperatur näher an der Umgebungstemperatur liegt (d. h. das die Einlassleitung durchströmende Medium), durch die Isolierschicht von der Umgebung isoliert ist.

Ferner wird durch den zwischen dem die Einlassleitung und die koaxiale Auslassleitung strömenden Medium möglichen Wärmeaustausch

gewährleistet, dass - insbesondere bei Anordnung eines die oben erwähnte

Abzweigung einer Teilmenge des Mediums am Ende des Aus lass-Strömungsweges

zwecks Rückführung dieser Teilmenge in den Einlass-Strömungsweg - ein

sog. "Aufschaukeln" der Temperatur des aus dem Sonnenenergie-Kollektor austretenden Mediums ermöglicht.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einiger in den beigefügten Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch im Querschnitt einen in der erfindungsgemässen Sonnenenergie-Kollektoreinrichtung verwendeten Kollektor.

Fig. 2 stellt schematisch im Querschnitt eine erfindungsgemässe Sonnenenergie-Kollektoreinrichtung gemäss der Erfindung dar.

Fig. 3 zeigt schematisch, in Draufsicht, einen Teil einer Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung mit mehreren Kollektoren, von denen einer ganz und der andere zur Hälfte dargestellt sind und die in beliebiger Länge und Breite herstellbar und zusammensetzbar sind.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungs form der Wandung eines Kollektors.

8098A3/05A9

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungs form dieser Wandung.

Fig. 6 zeigt im Querschnitt einen Teil einer solchen Wandung gemäss einer dritten Aus fuhrungs form.

Fig. 7 zeigt eine Variante der Verbindung des Einlass= bzw. des Auslassrohres mit der Wandung des Kollektors.

Fig. 8 ist ein Schema einer anderen Ausführungs form der Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung.

Fig. 9 zeigt ein Verbindungsstück für das aus mehreren Abschnitten bestehende von der Einlassleitung und der Auslassleitung gebildete Leitungssystem der Einrichtung gemäss Fig. 8.

Fig. 10 ist ein Querschnitt der koaxialen Einlass= und Auslassleitungen, längs der Schnittlinie X-X der Fig. 9.

Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise im Schnitt, wesentlich längs der Schnittlinie XI-XI der Fig. 10.

Fig. 12 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungs form der Einlass= und Auslassleitungen.

Fig. 13 zeigt im Querschnitt ein Endstück des Lei tungssytems.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen Kollektor der Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung, bei dem eine aus warmeleitfahigem Material bestehende

809843/0549

Wandungsstruktur 1 einen Hohlraum 9 bildet, der einen Strömungsweg für eine Wärmeträgerflüssigkeit, insbesondere Wasser, definiert. Die Oberseite dieser Wandungsstruktur 1 ist mit einem wirkenden Belag 2 versehen, der vorzugsweise aus einem schwarzen oder roten Anstrich besteht und dafür sorgt, dass die aufgefangene Sonnenstrahlungsenergie möglichst weitgehend in Wärmeenergie umgewandelt wird. An jedem Ende der Wandungsstruktur 1 ist ein Verbindungsstück 14 dicht aufgesetzt, das den den Strömungsweg bildenden Hohl raum-9 einerseits mit einem Einlassrohr 10 und andererseits mit einem Auslassrohr 11 verbindet.

Die gesamte Wandung 1, sowie ein Teil des Einlass= bzw. des Auslassrohres 10,11 sind in einen Kunststoffblock 3 eingegossen, der aus einem strahlungsdurchlässigen, wärmeisolierenden Kunststoff besteht, der entweder hohlraumfrei oder geschäumt ist. Dieser Kunststoffblock 3 ist an seiner Oberseite - d. h. an derjenigen Seite, die der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist - mit einem Belag 4 versehen, der die Absorbierung der Sonnenstrahlung begünstigt und insbesondere die Reflektierung dieser Strahlung verhindert.

Die Bezugsziffer 5 bezeichnet eine schematisch dargestellte Trägerstruktur, insbesondere ein Dach.

Fig. 2 zeigt eine Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung mit Kollektoren der vorstehend anhand der Fig. 1 beschriebenen Konstruktion aufgebaut und auf einem Schrägdach angeordnet ist. In Fig. 2, sowie in den 5 folgenden Figuren sind entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig. 1.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Einlassrohr 10 mit dem Auslass

des Primärkreises eines Wärmeaustauschers 7 verbunden, während das Auslassrohr

809843/0549

11 mit dem Einlass des Wärmeaustauscher-Primärkreises verbunden ist. Femer ist der Einlass des Wärmeaustauscher-Primärkreises an ein Expansionsgefäss 8 angeschlossen. Es ist ersichtlich, dass der Hohlraum 9, dessen Einlassrohr 10 und Auslassrohr 11 mit dem Primärkreis des Wärmeaustauschers 7 zusammen einen geschlossenen, als sog. Thermosyphon arbeitenden Strömungskreislauf bilden.

Fig. 2 zeigt ferner den Auslass 7a und den Einlass 7b des Sekundärkreises des Wärmeaustauschers 7. In diesem Sekundärkreis zirkuliert ein Wärmeträgermedium, das in an sich bekannter Weise durch das im Primärkreis zirkulierende Medium aufgewärmt wird und diese Wärme dann einem geeigneten Verwendungsort zufuhrt.

Die Bezugsziffern 12 bezeichnen schematisch dargestellte Trägerbalken eines Daches.

In dieser Ausführungs form weist der Kunststoffblock 3, in welchen wie vorstehend anhand der Fig. 1 beschrieben - die Wandung 1 eingegossen ist, und der die Oberfläche des Daches bildet, an seinem unteren Rand 13 einen Kanal auf, der zur Abführung des Regenwassers u. dgl. dient und es somit ermöglicht, auf jegliche gesonderte Dachrinnenkonstruktion zu verzichten.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass infolge der hohen Tragfähigkeit des Kunststoffblockes 3 bei der dargestellten Ausbildung der Einrichtung die Dachkonstruktion auf ein Mindestmass reduziert werden kann, da dieser Kunststoffblock selbst das eigentliche Dach bildet.

Fig. 3 zeigt schematisch zwei aneinander gereihte Kollektoren 25,

wobei jeder einzelne Kollektor 25 in beliebiger Länge und Breite hergestellt

809843/0549

- MT-

werden kann, um den jeweiligen Anforderungen zu entsprechen. Auen ηier bezeichnen die Bezugsziffern 10 und 11 das Einlass= bzw. das Auslassrohr, entsprechend den Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungs form der Wandung des Sonnenenergiekollektors, die im vorliegenden Fall aus Kupfer oder auch aus Eisenblech besteht. Bei dieser Ausführung bildet eine zickzackförmige Innenwand 18, die zwischen eine obere Wand 15 und eine untere Wand 16 eingelegt ist, die Hohlräume 9, wobei die obere Wand 15 mit der unteren Wand 16 durch Falze 17 verbunden ist.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungs form der Wandung des Kollektors, bei der eine vorzugsweise aus Eisenblech bestehende gewellte Wand zwecks Bildung von Hohlräumen 9 mit einer vorzugsweise ebenfalls aus Eisenblech bestehenden unteren Wand 20 durch Falze 21 verbunden ist.

Fig. 6 zeigt im Querschnitt eine aus Aluminium bestehende Wandung 24, bei welcher rohrformige Hohlräume 9 vorgesehen sind.

Fig. 7 veranschaulicht eine Variante des Verbindungsstückes 14 gemass Fig. 1. Während das Verbindungsstück 14, wie aus Fig. 1 erhellt, auf das entsprechende Ende der Wandung 1 aufgesteckt ist, wird bei der vorliegenden Variante ein im Querschnitt etwa kreisförmiges Verbindungsstück 14a, das einen Längsschlitz aufweist, mit den Rändern dieses Schlitzes in je eine Rille 22 der Wandung 1 eingelegt und dort vermittels eines geeigneten Dichtungsmaterials 26 mit der Wandung 1 dicht verbunden.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Wandung 1 aus jeglichem geeigneten Material, insbesondere aus Metall oder Kunststoff bestehen kann.

809843/0549

Der Belag 2 der Wandung kann beispielsweise aus einem Farbanstrich, aus einem geeigneten Kunststoff oder einem geeigneten Oxyd, bzw. Oxydmischung bestehen.

Der in Fig. 8 dargestellte Sonnenenergiekollektor 101 wird ebenfalls von einem Wärmeträgermedium, insbesondere Wasser, durchströmt, das am Einlass 102 in den Kollektor eintritt und denselben am Auslass 103 verlässt. Das Wasser wird durch eine Förderpumpe 104 durch ein aus zwei koaxialen Rohrleitungen bestehendes Leitungssystem durch das äussere Rohr 106 zum Kollektor 101 gefördert. Das äussere Rohr 106 ist vermittels eines nachstehend beschriebenen Verbindungsstückes 107 an den Einlass 102 des Kollektors angeschlossen, während das koaxial (in Bezug auf das äussere Rohr 106) angeordnete innere Rohr 108 über das Verbindungsstück 107 und eine Zwischenleitung 109 an den Auslass 103 des Kollektors angeschlossen ist.

An dem dem Verbindungsstück 107 entgegengesetzten Ende des durch die Einlassleitung und die Auslassleitung gebildeten Leitungssystems 105 ist das letztere über ein anderes Verbindungsstück 110 einerseits an den Auslass 104a der Förderpumpe 104 und andererseits an den Einlass lila eines Dreiwegventils 111 angeschlossen, wobei die Aussenleitung 106 mit dem Pumpenauslass 104a und die Innenleitung 108 mit dem Ventileinlass lila verbunden ist. Ein erster Auslass 111b des Dreiwegventils 111 ist mit dem Einlass 112a des Primärstromwegs 112 eines Wärmeaustauschers 115 verbunden, während der Auslass 112b dieses Primärstromwegs 112 einerseits mit dem zweiten Auslass 111c des Dreiwegventils 111 und andererseits mit dem Einlass 104b der Pumpe 104 verbunden ist.

Der Wärmeaustauscher 115 weist ferner einen Sekundärstromweg 114 auf, der über Leitungen 114a, 114b in bekannter Weise an einen Verbraucherkreislauf angeschlossen ist, sowie einen Wärmespeicher, der schematisch

809843/0549

dargestellt und durch die Bezugsnummer 113 bezeichnet ist.

Das durch die Pumpe 104 geförderte Wasser durchströmt die Aussenleitung 106, um über das Verbindungsstück 107 in den Sonnenenergiekollektor 101 zu gelangen, wo es unter dem Einfluss der Sonnenstrahlen aufgewärmt wird. Das aufgewärmte Wasser verlässt den Kollektor 101 durch den Auslass 103, um über die Zwischenleitung 109 und das Verbindungsstück 107 in die innere Leitung 108 des Leitungssystems zu strömen und somit zum Einlass 11a des Dreiwegventils 111 zu gelangen. Je nach der Intensität der Sonnenstrahlung, d. h. je nach dem Unterschied zwischen der Temperatur des in den Kollektor 101 bei 102 eintretenden Wassers und der Temperatur des aus dem Kollektor 101 bei 103 austretenden Wassers, teilt das gegebenenfalls automatisch regulierte Ventil 111 die beim Ventileinlass lila anfallende Wassermenge in Teilmengen auf, von denen die eine den Primärstromweg 112 des Wärmeaustauschers 115 durchströmt, um wieder zum Pumpeneinlass 104b zu gelangen und erneut durch die äussere Leitung 106 zum Kollektor 101 gefördert zu werden, während die andere Teilmenge über den Ventilauslass 111c direkt zum Pumpeneinlass 104b geleitet wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass es dank dieser Anordnung möglich ist, durch eine geeignete Regulierung des Ventils 111 selbst bei verhältnismässig schwacher Sonnenstrahlung durch verstärkte Zirkulation des Wassers in dem Kreislauf zwischen dem Kollektor 101, dem Ventil 111 und der Pumpe 104 die Temperatur des aus dem Kollektor 101 austretenden Wassers auf den höchstmöglichen Wert "aufzuschaukeln" und somit in dem Primärstromweg 112 des Wärmeaustauschers eine optimale Temperatur zu erreichen, d. h. die Energieausbeute des gesamten Systems stets auf einem optimalen Wert zu halten.

Es ist ferner ersichtlich, dass dank der koaxialen Anordnung der beiden Leitungen 106 und 108 einerseits der Raumbedarf des Leitungssystems auf ein Minimum herabgesetzt ist, und dass es dank dieser Anordnung auch nur

809843/0549

einer (in Fig. 8 nicht dargestellten) das ätisssrc Rohr irngebanden Wärmeisolierschicht bedarf. Weiterhin kann man bei geeigneter Einstellung des Dreiwegventils 104 den innerhalb des koaxialen Leitungssystems 105 zwischen dem dem Kollektor 101 zugeführten und dem aus dem Kollektor austretenden Wasser stattfindenden Wärmeaustausch zur Erhöhung der Energieausbeute der Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung ausnutzen.

Fig. 10 zeigt das koaxiale Leitungssystem 105 im Querschnitt. Man erkennt in dieser Figur die innere Leitung 108, die durch ein Innenrohr 180 gebildet ist, sowie die äussere Leitung 106, die zwischen der Aussenwandung des Innenrohrs 180 und der Innenwandung eines Aussenrohres 160 gebildet ist. Die koaxialen Rohre 160 und 180 sind durch radiale Stege 115 miteinander verbunden.

Fig. 9 zeigt ein Verbindungsstück 160, das dazu dient, zwei benachbarte Abschnitte des Leitungssystems miteinander zu verbinden, wie senematisch in Fig. 8 dargestellt, wo das Leitungssystem aus zwei Abschnitten besteht, die durch ein solches Verbindungsstück 116 miteinander verbunden sind. Das letztere weist eine Aussenmuffe 117 auf,die an ihren beiden Enden mit Innengewinden versehen und ferner durch radiale Stege Bit einer koaxialen Innenmuffe 118 verbunden ist. In die beiden Innengewinde sind, wie aus der Figur ersichtlich, entsprechende Aussengewinde der Enden der beiden Aussenrohre 160 eingeschraubt, während die beiden Innenrohre 180 in kegelig abgeschrägte Endabschnitte der Innenmuffe 118 eingreifen. Die letztere ist kurzer als die Aussenmuffe 117; dementsprechend ragen die Enden der beiden Innenrohre 180 aus den Enden der zugehörigen Aussenrohre 160 heraus. Die Bezugsziffer 119 bezeichnet die Isolierschicht, mit der das Leitungssystem versehen ist; zwecks Vereinfachung der Zeichnung ist die Isolierschicht am unteren Leitungsabschnitt der in Fig. 9 gezeigten Verbindungsstelle nicht dargestellt.

8098U/0S49

Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung, die gleichzeitig teilweise im Schnitt längs der gekrümmten Schnittlinie XI-XI (Fig. 9) die Verbindungsstelle gemäss Fig. 9 zeigt. Man erkennt in dieser Figur die in Fig. 9 dargestellten Teile, die in Fig. 11 mit den jeweils gleichen Bezugsnummern versehen sind. Folglich zeigt die Fig. 11 ebenfalls die Isolierschicht 119, die beiden Aussenrohrabschnitte 160, einen der Innenrohrabschnitte 180, der in die Innenmuffe 118 hineinragt, welch letztere durch die Radialstege 115a mit der Aussenmuffe 117 verbunden ist; ferner zeigt Fig. 11 die ebenfalls in Fig. 9 eingetragenen Pfeile 106a und 108a, die die Strömungsrichtung des Mediums veranschaulichen. Die Bezugsnummer bezeichnet einen der die Innenleitung 180 mit der Aussenleitung verbindenden Radi alstege.

Fig. 12 zeigt im Querschnitt eine Ausführungs form der Einlass = und Auslassleitungen 106, 108, bei der zwischen diesen beiden Leitungen ein wesentlich ringförmiger warmeisolierender Raum 184 vorgesehen ist, der einen zusätzlichen Schutz gegen Wärmeverluste des aus dem Kollektor 101 austretenden Mediums bietet. Wie aus Fig. 12 ersichtlich, sind bei dieser Aus fiih rungs form drei Rohre, welche die Einlassleitung 106, die Auslassleitung 108 und den wärmeisolierenden Raum 184 bilden konzentrisch angeordnet und miteinander durch radiale Querstege 185 verbunden, die die genannten Rohre in ihrer gewünschten gegenseitigen Lage halten.

Fig. 13 zeigt eine Aus fiih rungs form des Endstückes 110 (Fig. 8), vermittels dessen die Innen= und Aussenrohre 180 und 160 an die Förderpumpe 104 und an das Dreiwegventil 111 angeschlossen sind. Dieses Endstück 110 weist eine mit einer Aussenmuffe 183 fest verbundene und in Bezug auf dieselbe koaxial angeordnete Innenmuffe 181 mit einem axialen Innengewinde

809843/0549

"S" 2734809

182 auf, während die Aussenmuffe 183 ein ebenfalls mit einem Innengewinde 163 versehenes radiales Auslassendstuck 161 besitzt. Das radiale Auslassendstück 161 ist über eine mit einem dem Innengewinde 163 entsprechenden Aussengewinde versehene Leitung an den Einlass 104a der Pumpe 104 (Fig. 8) angeschlossen.

809843/0549

Claims

PATENTANSPRÜCHE

ll./- Sonnenenergie-Kollektor-Einrichtung mit wenigstens einem eine strahlungsdurchlässige Abdeckung aufweisenden Kollektor, in dessen aus wärmeleitendem Material gefertigter Wandungsstruktur wenigstens ein Hohlraum vorgesehen ist, der wenigstens einen über eine Einlassleitung mit dem Auslass des Primärkreislaufs eines Wärmeaustauschers verbundenen Einlass, sowie wenigstens einen über eine Auslassleitung mit dem Einlass des genannten Primärstromkreislaufs verbundenen Auslass besitzt und mit der Einlassleitung, der Auslassleitung und dem Primärstromkreislauf zusammen einen geschlossenen Strömungsweg für ein Wärmeträgermedium bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum bildende Wandung in einen die Abdeckung bildenden, aus strahlungsdurchlässigen und wärmeisolierenden synthetischen Material bestehenden Kunststoffblock (3) eingegossen ist, der die Wandung (1) allseitig umschliesst, und aus dem die an den Einlass (10) und den Auslass (11) des Hohlraums angeschlossenen, gegen Wärmeenergieverluste geschützten Einlass= und Auslassleitungen herausgeführt sind.
2. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffblock (3) aus einem hohlraumfreien Kunststoff besteht.
3. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffblock (3) aus einem geschäumten Kunststoff besteht.
4. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffblock (3) an seiner die Sonnenstrahlung empfangenden Oberfläche einen nicht reflektierenden, strahlenabsorbierenden Belag (4) aufweist.

809843/0549
5. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum (9) bildende Wandung eine mit einer unteren Wand (16) in Abstand zu derselben verbundene obere Wand (15) sowie eine sich zwischen der oberen Wand und der unteren Wand erstreckende zick-zackförmige Inennwandung (18) aufweist.
6. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum (9) bildende Wandung eine mit einer unteren Wand (20) fest verbundene gewellte Wand (19) aufweist.
7. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass in der aus einem Stück bestehenden Wandung (24) mehrere Hohlräume (9) gebildet sind.
8. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung aus Metall besteht.
9. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung aus Kunststoff besteht.
10. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungsstruktur an ihrer oberen Oberfläche mit einem Belag (2) versehen ist, der dazu dient, die aufgefangene Sonnenstrahlungsenergie möglichst weitgehend in Wärmeenergie umzuwandeln.
11. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassleitung und die Auslassleitung als Leitungen (106,108) ausgebildet sind; wobei die innere dieser beiden Leitungen die Auslassleitung (108) ist, während die Einlassleitung (106)

809843/0549

durch einen wesentlich ringförmigen Raum zwischen der Auslassleitung und der Innenwandung eines die letztere mit radialem Abstand umgebenden äusseren Rohres gebildet ist.
12. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-10 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein regulierbares Dreiwegventil (111) aufweist, dessen Einlass (lila) an die innere Leitung (108) angeschlossen ist, während der erste (111b) der beiden Auslässe des Ventils an den Einlass des Primärstromkreises des Wärmeaustauschers und der zweite Auslass (HIc) des Ventils an den Auslass (112b) des PrimärstromkreiseS des Wärmeaustauschers (112), sowie an den Einlass der äusseren Leitung (106) angeschlossen ist.
13. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlass der äusseren Leitung (106) einerseits und dem zweiten Auslass (111c) des Ventils, sowie dem Auslass (112b) des Wärmeaustauschers (112) andererseits eine das Medium in die äussere Leitung fordernde Förderpumpe (104) angeordnet ist.
14. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der inneren Leitung (108) und der äusseren Leitung (106) ein zu diesen Leitungen koaxialer, im Querschnitt wese ntlich ringförmiger wärmeisolierender Raum angeordnet ist.
15. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Verbindungsstücke (107,110) aufweist, die die Einlassleitung (106) und die Auslassleitung (108) einerseits an den Kollektor (LOl und andererseits an den Wärmeaustauscher (112) anschliessen, wobei jedes Verbindungsstück einen mit der inneren Leitung (108) verbundenen axialen Ein= bzw. Auslass-Stutzen, sowie einen mit der

809843/0549

* 2 7 3 A 8 ft 9

äusseren Leitung (106) verbundenen radialen Aus= bzw. Einlass-Stutzen besitzt.

809843/0549