DE2835372A1

DE2835372A1 - Sonnenheizgeraet

Info

Publication number: DE2835372A1
Application number: DE19782835372
Authority: DE
Inventors: Thomas A Hewett; Robert W Mccullough
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1979-02-15
Also published as: CA1117834A; MX147282A; DE2835372C2; JPS5431640A; ES472526A1; IT7850711A0; FR2400170A2; JPS5636752B2; FR2400170B2; IT1105541B

Description

L-11O97-G

UNION CARBIDE CORPORATION 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, V.St.A.

Sonnenheizgerät

Die Erfindung befaßt sich mit Sonnenheizgeräten, die auffallende Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umsetzen und die absorbierte Wärme entweder auf ein Gas, beispielsweise Luft, oder eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, übertragen. Dabei werden Geräte der zuerst genannten Art normalerweise als Sonnenluftheizgeräte und Geräte der zuletzt genannten Art als Sonnenwasserheizgeräte bezeichnet. Die Erfindung betrifft insbesondere Sonnenheizgeräte der einen ebenso wie der anderen Art, bei denen eine Wärmefalle zwischen dem Absorber und der lichtdurchlässigen Frontwand vorgesehen ist.

Es wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, eine Wärmefalle zwischen dem Absorber und der Frontwand eines Flachplatten-Sonnenheizgerätes vorzusehen, um die Wärme- - Verluste auf Grund von natürlicher Konvektion und Strahlung zu verringern. Ein Beispiel für die Verwendung einer transparenten Wabenwärmefalle findet sich in einem Aufsatz von Hollands "Honeycomb Devices in Flat Plate Solar Collectors", Solar Energy, Band 9, Seiten 159 bis 169,

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Pergamon Press (1965). Ein dabei auftretendes Problem besteht darin, daß es in der Praxis notwendig werden kann, einen Raum zwischen der Wabenwärmefalle und der Frontwand vorzusehen, um unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Bauelemente des Wärmeheizgerätes zu gestatten. Es zeigte sich jedoch, daß das Vorhandensein eines solchen Raumes den Wärmeverlust durch natürliche Konvektion zu der Frontwand erhöhen kann. Dieser gesteigerte Wärmeverlust ist darauf zurückzuführen, daß sich natürliche Konvektionsströme zwischen benachbarten Zellen der Wabenanordnung ausbilden.

Aus den Ergebnissen von Edwards et al in "End-Clearance Effects on Rectangular-Honeycomb Solar Collectors", vorgetragen auf 1975 International Solar Energy Congress and Exposition, 28. Juli bis 1. August 1975, UCLA, Los Angeles, veröffentlicht in Solar Energy, Band 18, Seiten 253 bis 257, Pergamon Press (1976) folgt, daß diese Zunahme des Wärmeverlustes verringert werden kann, indem ein Raum zwischen der Wabenwärmefalle und dem Flachplattenabsorber statt zwischen der Wärmefalle und der Frontwand vorgesehen wird. Problematisch an diesem Vorschlag ist jedoch, daß die Wabenanordnung notwendigerweise mit verhältnismäßig dünnen Wänden ausgestattet sein muß, um als wirkungsvolle Wärmefalle zu dienen, so daß die Wabenanordnung entweder zu flexibel ist, um selbsttragend zu sein, wenn sie aus klarem Kunststoff gefertigt wird, oder

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die Wabenanordnung bei Herstellung aus Glas extrem zerbrechlich wird. Infolgedessen müssen gesonderte Mittel vorgesehen werden, um die Wabenanordnung über ihre volle Fläche hinweg abzustützen.

Es wurde auch vorgeschlagen, eine Wabenanordnung oder ein anderes offenes Zellengefüge in Kontakt mit der Frontwand vorzusehen, um auf diese Weise bei einem Transpirationssonnenluftheizgerät eine Strahlungsfalle und eine Luftpuffereinrichtung zu erhalten. So beschreibt die prioritätsgleiche Patentanmeldung P 28 23 449.3 ein Transpirationssonnenheizgerät für gasförmige Medien, bei dem die zellenförmige Strahlungsfalle mindestens in festem mechanischem Kontakt mit der Frontwand gehalten ist, so daß sie zusätzlich als Luftpufferschicht wirken kann. In der Patentanmeldung P 28 23 449.3 beschriebene experimentelle Arbeiten haben gezeigt, daß eine wesentliche Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades erzielt wird, wenn die Strahlungsfalle mit der Frontwand in festem Kontakt gehalten oder mit der Frontwand verbunden wird. Wenn dagegen die Strahlungsfalle nur lose benachbart der Frontwand gehalten wird, besteht das Problem, daß Konvektionsströme durch die Wärmefalle hindurchlaufen und mit der Frontwand in Berührung kommen können, wo Wärmeverluste eintreten können.

Sowohl bei Flachplattensonnenheizgeräten als auch den vor-

stehend erläuterten Transpirationssonnenheizgeräten für gasförmige Medien kann die Wärmefalle in Kontakt mit der Frontwand abgestützt werden, indem ein oder mehrere starre Stäbe unter der aus Zellen oder Waben bestehenden Wärmefalle angeordnet werden oder indem für Klebverbindungen zwischen der Wärmefalle und der Frontwand gesorgt wird. Diese Art der Abstützung löst zwar auf wirkungsvolle Weise das Problem eines Konvektionsluftstromes durch die Wärmefalle. Nachteilig ist jedoch bei einer solchen Abstützung, daß die Stäbe, die Klebeverbindungen oder andere Stützelemente zu zusätzlichen Oberflächen führen, von denen auffallende Sonnenstrahlen in einer von dem Solarabsorber wegführenden Richtung reflektiert oder gestreut werden und damit verlorengehen können.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein neuartiges und verbessertes Sonnenheizgerät gerichtet, das die oben aufgezeigten Probleme sowohl bei einem Flachplattensonnenheizgerät als auch bei einem Transpirationssonnenheizgerät für gasförmige Medien ausräumt. Es soll ein Sonnenheizgerät mit selbsttragender Frontwand und Wärmefalle geschaffen werden, bei dem die Gesamtdurchlässigkeit für auffallende Sonnenstrahlen höher als bei bekannten Sonnenheizgeräten ist, bei denen die Wärmefallen benachbart der Frontwand abgestützt sind. Frontwand und Wärmefalle sollen große Festigkeit haben, dauerhaft sein, eine leichte Handhabung gestatten und eine wirtschaftliche Fertigung

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erlauben.

Das Sonnenheizgerät nach der Erfindung weist ein Gehäuse mit einer lichtdurchlässigen oder transparenten Frontwand und einem Strahlungsabsorbierenden Kollektorelement auf, das so angeordnet ist, daß es auffallende, durch die Frontwand hindurchgehende Sonnenstrahlung aufnimmt. Das Sonnenheizgerät ist ferner mit einer Warmefalle ausgestattet, die erfindungsgemäß mit der Frontwand einteilig verbunden ist, d. h. zusammen mit dieser einstückig ausgebildet ist. Die auf diese Weise erhaltene Wärmefalle ist wesentlich fester als eine nicht abgestützte zellenförmige Warmefalle allein; es ist keine weitere Abstützung notwendig, um die Warmefalle gegen die Frontwand zu halten. Die oben geschilderten Probleme bei Flachplattenwärmeheizgeräten und Transpirationssolarheizgeräten für gasförmige Medien werden auf diese Weise gelöst, ohne daß Abstützelemente oder Klebeverbindungen oder -nähte erforderlich werden, von denen auffallende Sonnenstrahlen in einer von dem strahlungsabsorbierenden Element wegführenden Richtung reflektiert werden und so verlorengehen können. Weil ferner bei der Warmefalle nach der Erfindung keine Klebebindungen vorhanden sind, treten keine Probleme mit dem Altern des Klebstoffs auf, d. h. Verfärbung, Versprödung, Rißbildung und dergleichen.

Die Kombination aus einstückig ausgebildeter Wärmefalle

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und Frontwand ist im folgenden der Einfachheit halber als "integrale Wärmefallenverglasung" bezeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

. ♦

Fig. 1 eine schematische geschnittene Aufrißansicht eines typischen Flachplattensonnenheizgerätes nach der Erfindung,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht für ein typisches

Transpirationssonnenheizgerät für gasförmige Medien und

Fig. 3 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der- einstückigen Kombination aus Frontwand und Wärmefalle.

Die Grundzüge der vorliegenden Erfindung sind sowohl bei Flachplattensonnenheizgeräten als auch bei Transpirationssonnenheizgeräten für gasförmige Medien anwendbar, obwohl die integrale Wärmefallenverglasung bei diesen beiden Arten von Sonnenheizgeräten etwas unterschiedliche Funktionen erfüllt. Die Erfindung ist daher im folgenden unabhängig an Hand beider Arten von Sonnenheizgeräten erläu-

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Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß aufgebautes Flachplattensonnenheizgerat. Das Sonnenheizgerät weist ein Gehäuse 10 mit einer flachen strahlungsabsorbierenden Kollektorplatte 12 auf, die in Abstand von einer Rückwand 14 liegt. Eine Rohrschlange 16 oder eine andere Durchlaßanordnung für ein Fluid, beispielsweise Luft oder Wasser, befindet sich in dem Raum unterhalb des Flachplattenabsorbers 12 und in Kontakt mit diesem. Vorzugsweise, wenn auch nicht unbedingt, ist der verbleibende Raum zwischen dem Flachplattenabsorber 12 und der Rückwand 14 mit einer zweckentsprechenden Isolation 18 ausgefüllt. Das Gehäuse 10 kann vorteilhaft aus einem starren Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, oder einem anderen starren Werkstoff gefertigt sein, beispielsweise Kunststoff oder Glasfa- \ sern.

Zu dem Gehäuse 10 gehört ferner eine integrale Wärmefallenverglasung 20, die als die lichtdurchlässige Frontwand des Sonnenheizgerätes dient. Wie veranschaulicht, ist die integrale Wärmefallenverglasung 20 einteilig gefertigt. Sie ist mit einer flachen Oberseite 20a, die von dem Sonnenheizgerät nach außen gerichtet ist, und einer Unterseite 2Ob versehen, die nach innen weist und die in geringem Abstand über dem Flachplattenabsorber 12 liegt, so daß ein kleiner Spalt 22 von beispielsweise etwa 5 mm oder

weniger erhalten wird. Die Unterseite 20b ist mit einer Vielzahl von zellenförmigen Öffnungen ausgestattet, deren Wände im wesentlichen senkrecht zu der Oberseite 20a verlaufen. Die die Unterseite 20b bildenden zellenförmigen Öffnungen können die Gestalt einer Waben- oder einer anderen Zellenanordnung haben, beispielsweise eines ZeI-lengefüges, das von parallelen Rippen gebildet wird. Die integrale Warmefallenverglasung 2O kann, wie im folgenden noch näher erläutert, durch konventionelle Form-, Preß- oder Gießvorgänge in einem Stück gefertigt werden. Vorzugsweise besteht die Anordnung 20 aus Glas oder einem klaren Kunststoff, wie beispielsweise Polyvinylfluorid, Polykarbonat, fluoriertem Äthylenpropylen, Polymethylmethacrylat, aromatischen Polysulfonen, Polyethylenterephthalat, aromatischen Polyestern, Polyvinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Chlortrifluoräthylen und Tetrafluoräthylen-Kopolymeren .

Wahrend des Betriebs des Sonnenheizgerätes durchlaufen auffallende Sonnenstrahlen die integrale Wärmefallenverglasung 20; sie werden von der flachen Kollektorplatte absorbiert und in Wärme umgesetzt. Diese Wärme wird ihrerseits durch Wärmeleitung und Konvektion auf ein Fluid, beispielsweise Luft oder Wasser, übertragen, das durch die Schlange 16 hindurch in Kontakt mit der Kollektorplatte 12 zirkuliert.

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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung dient die integrale Wurmofallenverglasung 20 dom zweifachen Zweck, den Strahlungswärmeverlust von dem Sonnenheizgerät zu vermindern und die Ausbildung einer natürlichen Konvektion in dem Luftraum zwischen der flachen Kollektorplatte und der Frontwand zu unterdrücken. Damit die zellenförmige Unterseite 20b der integralen Wärmefallenverglasung 20 den Wärmeverlust durch Strahlung wirkungsvoll herabsetzen kann, müssen die zellenförmigen Öffnungen ein ausreichend hohes Längenverhältnis haben, wie dies im einzelnen in der Patentanmeldung P 28 23 449.3 geschildert ist. Dieses Verhältnis muß bei Wabenanordnungen im Bereich von 2 bis 1O und bei Rippenzellgefügen im Bereich von 4 bis 2O liegen. Wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, unterteilen die Wände der Zellenöffnungen den Luftraum zwischen der flachen Kollektorplatte und der Frontwand; sie verhindern die Ausbildung von natürlichen Konvektionsströmen. Gleichzeitig wird ein schmaler Spalt 22 zwischen der Unterseite 20b der Verglasung 20 und der flachen Kollektorplatte aufrechterhalten, um unterschiedliche Wärmedehnungen der Elemente des Sonnenheizgerätes zuzulassen.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäß aufgebautes Transpirationssonnenheizgerät für gasförmige Medien. Wie veranschaulicht, weist das Gerät ein Gehäuse 24 mit einer Rückwand 26 und einem Einlaß 28 in der einen Seitenwand sowie einem Auslaß 30 in der gegenüberliegenden Seiten-

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wand auf, wodurch ein Strömungsweg für ein zu erhitzendes Gas, beispielsweise Luft, ausgebildet wird,.wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Eine poröse, strahlungsabsorbierende Kollektorplatte 32 sitzt innerhalb des Gehäuses 24 parallel zu und in Abstand von der Rückwand 26 in dem Strömungsweg zwischen dem Einlaß 28 und dem Auslaß 3O. Die poröse Kollektorplatte 32 kann beispielsweise aus einer porösen, dunklen oder schwarzen Fasermatte, gewebtem oder gestanztem Siebmaterial oder aus Schaumstoff bestehen. Während bei der veranschaulichten Ausführungsform die poröse Kollektorplatte 32 parallel zu der Rückwand 26 verläuft, kann die Kollektorplatte auch in nichtparalleler Beziehung zu der Rückwand angeordnet sein, wie dies in der Patentanmeldung P 28 23 449.3 offenbart ist. Falls erwünscht, kann eine Isolationslage 34 benachbart der Rückwand 26 und in Abstand von der porösen Kollektorplatte 32 angeordnet werden. Das Gehäuse 24 kann auch in diesem Fall aus einem starren Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, oder einem anderen starren Werkstoff, beispielsweise Kunststoff oder Glasfasern, gefertigt sein.

Das Gehäuse 24 ist ferner mit einer integralen Wärmefailenverglasung 36 ausgestattet, die auch als die lichtdurchlässige Frontwand des Transpirationsso'nnenheizgerätes für gasförmige Medien dient. Die integrale Wärmefallenverglasung 36 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau

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wie in Fig. 1. Sie weist eine flache Oberseite 36a und eine Unterseite 36b auf, die von einer Mehrzahl von zellenförmigen Öffnungen gebildet ist. In diesem Falle ist jedoch die integrale Wärmefallenverglasung 36 derart in dem Gehäuse montiert, daß ein erweiterter Raum 38 entsteht. Dieser Raum 38 dient dem Durchlaß des zu erhitzenden Gases, beispielsweise Luft, zwischen der Unterseite 36b der Wärmefallenverglasung und der porösen Kollektorplatte 32. Die integrale Wärmefallenverglasung kann unter Verwendung der gleichen konventionellen Form-, Preß- oder GieBtechniken aus den gleichen Glas- oder Kunststoffwerkstoffen hergestellt werden, wie sie vorstehend genannt sind.

Die Arbeitsweise des Transpirationssonnenheizgerätes für gasförmige Medien ist insofern ähnlich, als auffallende Sonnenstrahlen die integrale Wärmefallenverglasung 36 durchlaufen und von der porösen Kollektorplatte 32 absorbiert sowie in Wärme umgesetzt werden. In diesem Falle tritt jedoch das zu erhitzende Gas, beispielsweise Luft, über den Einlaß 28 ein, um dann dem Strömungsweg zwischen dem Einlaß 28 und dem Auslaß 3O zu folgen. Das Gas, beispielsweise Luft, durchdringt die gesamte poröse Kollektorplatte 32 und wird erhitzt. Das erhitzte Gas tritt dann über den Raum 4O unter der Kollektorplatte und durch den Auslaß 30 hindurch aus. Bei dieser Ausführungsform hat die integrale Wärmefallenverglasung

die zweifache Aufgabe, den Strahlungswärmeverlust von dem Sonnenheizgerät zu vermindern und eine Luftpufferschicht mit Trennwänden zu bilden, die einen zwangsweisen Konvektionsstrom des zu erhitzenden Gases benachbart der Frontwand verhindern, wo Wärmeverluste auftreten können·. Die geometrische Ausgestaltung der integralen Wärmefallenverglasung 36 ist in diesem Falle grundsätzlich die gleiche wie oben erläutert, d. h. das Längenverhältnis kann für Wabenzellengefüge zwischen ungefähr 2 und 1-O sowie für Rippenzellengefüge zwischen ungefähr 4'und 20 liegen.

Bei den beiden Ausführungsformen, die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt sind, haben die integralen Wärmefallenverglasungen 20 und 36 nur der Darstellung halber eine Unterseite aus Zellen mit verhältnismäßig dicken Wänden. Es versteht sich, daß die Wände, um als leistungsfähige Wärmefalle zu dienen, relativ dünn sein, d. h. eine Stärke zwischen ungefähr O,002 und 0,5 mm haben müssen. Die Dicke des verbleibenden oberen ebenen Teils der Verglasung kann in Abhängigkeit von der Gesamtabmessung der Verglasung und auch von der gewählten Dicke der Zellenwände variieren. In den Fällen, in denen die Zellenwand sehr dünn ist, muß der obere ebene Teil der Verglasung einen höheren Anteil der Gesamtlast (d. h. des Eigengewichts, von Wind- und Schneelasten und dergleichen) aufnehmen und infolgedessen dicker sein. Wenn dagegen

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die Zellenwände vergleichsweise dick sind, kann der obere ebene Teil dünner gemacht werden als im Falle einer Verglasung ohne die die Wärmefalle bildende zellenförmige Unterseite. Allgemein kann die Dicke der ebenen Oberseite zwischen ungefähr 0,75 und 6,0 mm variieren.

Fig. 3 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der integralen Wärmefallenverglasung. Wie veranschaulicht, hat die integrale Wärmefallenverglasung 42 einen oberen ebenen Teil 42a mit einer im wesentlichen flachen Oberfläche und einen unteren zellenförmigen Teil 42b mit Zellen von sechseckigem Querschnitt. Die Wände der einzelnen Zellen sind mit dem ebenen oberen Teil bei 44 einteilig verbunden, was zu einer kontinuierlichen Verteilung des Materials von Frontwand und Wärmefalle führt, ohne daß Innenflächen, Verbindungsnähte oder Klebebindungen entstehen, von denen einfallende Sonnenstrahlen gestreut oder reflektiert werden können.

Die integrale Wärmefallenverglasung kann mit Hilfe von konventionellen Form-, Preß- oder Gießverfahren hergestellt werden. Beispielsweise läßt sich die integrale Wärmefallenverglasung auf besonders vorteilhafte Weise entsprechend dem aus der US-PS 3 919 446 bekannten Streckkernverfahren fertigen. Abwandlungen und Verbesserungen dieses Verfahrens sowie der Vorrichtung zu seiner Durchführung sind aus den US-PSen 3 765 810, 3 919 379,

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3 919 38O und 3 919 445 bekannt. Bei diesem Verfahren können Gegenstände wie die integrale Wärmefallenverglasung hergestellt werden,' indem der Querschnitt eines Rohlings aus wärmeverformbarem Werkstoff derart gestreckt wird, daß von einer Oberfläche des Rohlings ausgehende Hohlräume, beispielsweise in Form von Sechseckzellen, gebildet werden. Der verbleibende, nichtgestreckte Teil des Rohlings bildet den oberen ebenen Teil der integralen Wärmefalle. Normalerweise sind nach diesem Verfahren hergestellte Gegenstände mit einer perforierten Haut an der dem nichtgestrec'kten ebenen Teil gegenüberliegenden Seite versehen; diese Haut muß beseitigt werden, bevor der Gegenstand zur Anwendung als integrale Wärmefallenverglasung geeignet ist. Die perforierte Haut wäre, falls sie nicht beseitigt würde, so ausgerichtet, daß auffallende und von ihr reflektierte Sonnenstrahlen von dem Solarabsorber weggerichtet würden und verlorengingen. Die perforierte Haut läßt sich beseitigen, indem ein elektrisch erhitzter Draht durch die Zellenwände unmittelbar benachbart der Haut hindurchgeführt wird, oder indem ein gegenläufig schneidendes, mit einer Messerkante ausgestattetes Bandsägenblatt eingesetzt wird, wie es für das Schneiden von metallischen Waben benutzt wird. Zum besseren Verständnis des Verfahrens sei auf die vorstehend genannten Patentschriften verwiesen. Im übrigen versteht es sich, daß die integrale Wärmefallenvergläsung auch mit Hilfe von anderen Verfahren gefertigt werden

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kann, beispielsweise im Spritzgießverfahren, bei dem ein unter Wärme verformbarer Werkstoff unter Druck in eine Form eingespritzt wird, die die gewünschte Zellengestalt hat.

Bei den veranschaulichten Ausführungsformen stehen die Zellenwände des Zellenteils der integralen Wärmefallenverglasung 42 senkrecht zu dem oberen ebenen Teil 42a. Die Erfindung ist auf eine solche Ausbildung nicht beschränkt. Die Zellenwände können auch andere Winkel einnehmen, solange nur von den Zellenwänden reflektierte Sonnenstrahlen während normaler Betriebsperioden nicht zurück zum oberen ebenen Teil gerichtet werden. Der vorr liegend verwendete Begriff "im wesentlichen senkrecht zu dem oberen ebenen Teil" soll infolgedessen auch derartige andere Winkel bezüglich der Ausrichtung der Zellenwände umfassen. Es wurde gefunden, daß die Zellenwände in Winkeln mit Bezug auf die Senkrechte von bis zu ungefähr 22,5° angeordnet werden können, ohne daß einfallende Sonnenstrahlen von dem Solarabsorber wegreflektiert werden, wenn als normale Betriebsdauer eine Zeitspanne gewählt wird, die von ungefähr drei Stunden vor bis drei Stunden nach dem Sonnenfiöchststand reicht. Bezüglich einer näheren Erläuterung des Zellenwandwinkels und dessen Ableitung sei auf die Patentanmeldung P 28 23 449.3 Bezug genommen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird also ein Sonnenheizgerät in Form eines Flachplattenheizgerätes oder eines Transpirationsheizgerätes für gasförmige Medien mit integraler Wärmefallenverglasung geschaffen, die selbsttragend ist und die eine hohe resultierende Durchlässigkeit für einfallende Sonnenstrahlen hat. Des weiteren wird eine integrale Wärmefallenverglasung zur Anwendung in Sonnenheizgeräten erhalten, die ein hohes Festigkeits-/ Gewichts-Verhaltnis hat, dauerhaft ist, leicht.gehandhabt werden kann und auf wirtschaftliche Weise herstellbar ist.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT DlPL-INC. GERHaRD SCHWAN

ELFENSTRASSE32 · D-8000 MÜNCHEN 83

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Ansprüche

Sonnenheizgerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10, 24) mit einer Kombination (20, 36, 42) aus einer lichtdurchlässigen Frontwand und einer Wärmefalle; ein in dem Gehäuse untergebrachtes, Strahlungsabsorbierendes Kollektorelement (12, 32), das so angeordnet ist, daß es auffallende, durch die Frontwand hindurchgehende Sonnenstrahlung aufnimmt; sowie eine Einrichtung (16, 28, 30) zum Hindurchleiten eines zu erhitzenden, fluiden Mediums durch das Gehäuse im Wärmeaustausch mit dem Kollektorelement, wobei die Kombination (20, 36, 42) aus Frontwand und Wärmefalle integral einstückig aus einem lichtdurchlässigen Werkstoff gebildet ist, der gegenüber Infrarotstrahlung opak ist, die von dem Kollektorelement in Richtung auf die Frontwand emittiert wird.
2. Sonnenheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination (20, 36, 42) aus Frontwand und Wärmefalle einen im wesentlichen ebenen Oberflächenteil (20a, 36a, 42a), der von dem Gehäuse (1O, 24) aus nach außen gerichtet ist, und einen inneren Oberflächenteil (2Ob, 36b, 42b) aufweist, der nach innen in Richtung

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FERNSPRECHER: 089/6011039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

ORIGINAL INSPECTED

auf das Gehäuse weist und einen zellenförmigen Aufbau mit einer Mehrzahl von Zellen hat, die mit zu dem ebenen Oberflächenteil im wesentlichen senkrechten Wänden versehen sind.
3. Sonnenheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Oberflächenteil (20b, 36b, 42b)
transparente Waben aufweist.
4. Sonnenheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Waben aus einer Mehrzahl von Zellen mit sechseckigem Querschnitt bestehen.
5. Sonnenheizgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Waben aus einer Mehrzahl von Zellen bestehen, die ein Längen/Durchmesser-Verhältnis zwischen ungefähr 2 und 10 haben.
6. Sonnenheizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Waben aus einer Mehrzahl von Zellen mit einer Wandstärke im Be-

, reich von ungefähr 0,002 bis ungefähr O,5 mm bestehen.
7. Sonnenheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Oberflächenteil (2Ob₁ 36b) eine
Gruppe von transparenten, in segenseitigem Abstand angeordneten, parallelen Rippen aufweist.

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8. Sonnenheizgerat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten, in gegenseitigem Abstand angeordneten, parallelen Rippen ein Höhen/Abstands-Verhältnis zwischen ungefähr 4 und 20 haben.
9. Sonnenheizgerat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten, in gegenseitigem Abstand angeordneten, parallelen Rippen eine Wandstärke im Bereich von ungefähr O,üO2 bis ungefähr 0,5 mm haben.
10. Sonnenheizgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtdurchlässiger Werkstoff Glas oder ein klarer Kunststoff aus der Polyvinylfluorid, Polykarbonat, fluoriertes Äthylenpropylen, Polymethylmethacrylat, aromatische Polysulfone, Polyethylenterephthalat, aromatische Polyester, Polyvinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Chlortrifluoräthylen und Tetrafluorathylen-Kopolymere umfassenden Gruppe vorgesehen ist.
11. Sonnenheizgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Hindurchleiten eines zu erhitzenden, fluiden Mediums einen geschlossenen Durchlaß (16) zum Zirkulieren des Fluids durch das Gehäuse (10) hindurch aufweist und der Durchlaß mindestens in enger Nachbarschaft zu dem strahlungsabsorbierenden Kollektorelement (12) ange-

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ordnet ist.
12. Sonnenheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Hindurchleiten eines zu erhitzenden, fluiden Mediums einen Einlaß (28) und einen Auslaß (30) aufweist, die in dem Gehäuse (24) unter Ausbildung eines Strömungsweges für das Fluid angeordnet sind, und daß das strahlungsabsorbierende Kollektorelement (32) gasdurchlässig ist und in dem Strömungsweg sitzt.
13. Sonnenheizgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsabsorbierende Kollektorelement (32) eine poröse, opake Matte aus gepreßten Fasern, Siebgewebe, gestanztem Siebmaterial und/oder retikuliertem Schaumstoff aufweist.
14. Sonnenheizgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsabsorbierende Kollektorelement (32) im wesentlichen parallel zu und in Abstand von der Kombination (36) aus Frontwand und Wärmefalle angeordnet ist.
15. Sonnenheizgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsabsorbierende Kollektorelement in nichtparalleler Beziehung zu der Kombination aus Frontwand und Wärmefalle angeordnet ist.
16. Sonnenheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 24) eine Bodenwand (14, 26) und einander gegenüberliegende Seitenwände aufweist und daß die Kombination (20,
36, 42) aus Frontwand und Wärmefalle gegenüber und in Abstand von der Bodenwand angeordnet ist.
17. Sonnenheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart der Bodenwand (14, 26) des Gehäuses (10, 24) eine Isolationslage (18, 34) vorgesehen ist.
18. Sonnenheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 24) aus Metall gefertigt ist.
19. Sonnenheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 24).aus einem starren Isolierstoff gefertigt ist.

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