DE3010098C2

DE3010098C2 - Solar collector

Info

Publication number: DE3010098C2
Application number: DE3010098A
Authority: DE
Inventors: Manfred 2400 Lübeck Langmaack
Original assignee: GESELLSCHAFT fur ANGEWANDTE SOLARTECHNIK MBH 7888 RHEINFELDEN DE
Current assignee: GESELLSCHAFT fur ANGEWANDTE SOLARTECHNIK MBH 7888 RHEINFELDEN DE
Priority date: 1980-03-15
Filing date: 1980-03-15
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3010098A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor mit einem Gehäuse, mit einer transparenten Abdeckung, mit einander parallelen Rohren für den die Wärme aufnehmenden und weiterleitenden Wärmeträger sowie mit einem mit diesen Rohren in Kontakt befindlichen, flächenhaften, metallischen, die Sonnenstrahlen aufnehmenden Absorber, der die eingestrahlte Wärmeenergie zu den Rohren und dem darin befindlichen Wärmeträger leitet, wobei der Absorber aus mehreren parallelen und jeweils nebeneinanderliegenden Absorberstreifen besteht und wobei die einander unmittelbar benachbarten Absorberstreifen die Rohre jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten teilweise und unter Spannung umschlingen.The invention relates to a solar collector with a housing, with a transparent cover, with parallel pipes for the heat absorbing and transmitting heat transfer medium as well with a flat, metallic, which is in contact with these pipes and absorbs the sun's rays Absorber that transfers the radiated thermal energy to the pipes and the heat transfer medium located in them conducts, whereby the absorber consists of several parallel and adjacent absorber strips consists and wherein the directly adjacent absorber strips the tubes on top of each other Wrap around opposite sides partially and under tension.

Ein derartiger Sonnenkollektor ist aus der DE-OS 04 047 bereits bekannt. Dabei werden die Absorberstreifen von Folienstreifen gebildet, deren Spannung durch Zugfedern erzeugt wird. Dabei besteht die Gefahr, daß insbesondere unter Einwirkung von Wärmebewegungen die Befestigung der Feder an den relativ dünnen Folienstreifen ausreißen kann, so daß danach die Spannung der Folienstreifen entfällt. Eine weitere Schwierigkeit kann darin bestehen, daß insbesondere bei einer an sich erwünschten großen Zahl paralleler Rohre die Reibung im Umschlingungsbereich so groß wird, daß die Zugfedern, deren Zugkraft unter der Reißfestigkeit der Folienstreifen bleiben muß, nicht ausreichen, um diese Reibung wirklich bis zur Mitte des Sonnenkollektors zu überwinden. Es ergibt sich dann unter Umständen eine zu geringe oder ggf. sogar gar keine Anlage der Folienstreifen an den Rohren im mittleren Bereich des Sonnenkollektors und somit eine verringerte Wärmeausbeute.Such a solar collector is already known from DE-OS 04 047. Thereby the absorber strips formed by foil strips, the tension of which is generated by tension springs. There is the There is a risk that the fastening of the spring to the, especially under the action of thermal movements relatively thin film strips can tear, so that the tension of the film strips is omitted. One Another difficulty can be that, especially in the case of a large number which is desirable per se parallel pipes the friction in the wrap area is so great that the tension springs, their tensile force below the tear resistance of the film strip must remain, not sufficient to really absorb this friction up to the middle of the Overcome solar panel. Under certain circumstances, this may result in too little or even at all no application of the film strips to the pipes in the central area of the solar collector and thus one reduced heat yield.

Es ist ferner aus der DE-OS 28 33 122 ein vergleichbarer Sonnenkollektor bekannt, bei welchem Metallbänder quer zu den Rohren angebracht sind und diete tangential unter Bildung einer Wellung berühren. Aufgrund der vorgesehenen Wellenform und der nur tangentialen Berührung ergibt sich keine teilweise Umschlingung der Rohre, sondern eine nur geringfügige, weitgehend linienförmige Berührung mit entsprechend geringem Wärmeübergang. Zwar soll mit Hilfe von thermischem Kitt die Wärmeleitung verbessert werden, jedoch bedeutet dies in gewissem Sinne eine provisorische Maßnahme und einen zusätzlichen Aufwand. Wärmebewegungen der Absorberstreifen sind durch ihre gemeinsame Zusammenfassung an ihren Enden erschwert oder können zu Ablösungen im Bereich der Rohre führen.It is also known from DE-OS 28 33 122 a comparable solar collector in which Metal bands are attached transversely to the pipes and touch them tangentially to form a corrugation. Due to the intended waveform and the only tangential contact, there is no partial Wrapping of the pipes, but only a slight, largely linear contact with accordingly low heat transfer. It is true that the heat conduction should be improved with the help of thermal putty However, in a sense, this means a provisional measure and additional effort. Thermal movements of the absorber strips are due to their common combination at their Ends difficult or can lead to detachment in the area of the pipes.

Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Sonnenkollektor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem eine gute Andruckkraft der Absorberstreifen an allen nebeneinanderliegenden Rohren erfolgt und dennoch die Gefahr eines Ablösens der Absorberstreifen von den Rohren wegen fehlender Andruckkräfte vermieden wird und wobei sich die Absorberstreifen allen Bewegungen gut anpassen können, die durch Temperaturveränderungen hervorgerufen werden.There is therefore the task of creating a solar collector of the type mentioned, in which a good pressure of the absorber strips on all adjacent pipes takes place and yet the risk of the absorber strips becoming detached from the tubes due to a lack of pressure is avoided and whereby the absorber strips can adapt well to all movements caused by temperature changes be evoked.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß blattfederartige Absorberstreifen vorgesehen sind, die vor dem Einbau eben sind und nach dem Einbau in den Sonnenkollektor unter ihrer Eigenspannung an den Rohren anliegen und von den parallelen Rohren aus ihrer ursprünglichen Form abwechselnd nach oben und unten gegen die Rückstellkraft der ihnen innewohnenden Federkraft ausgebogen sind, und daß die Absorberstreifsn jeweils mit Abstand vor den Wänden des Gehäuses des Sonnenkollektors enden und mit ihren Endbereichen nur das jeweils äußerste Rohr berühren. An jedem Rohr ergibt sich durch die abwechselnde Anlage auf der einen oder anderen Seite ein gewisser Umschlingungsbereich und aufgrund der Eigenspannung der Absorberstreifen eine feste Anlage mit entsprechend gutem Wärmeübergang. Durch das abwechselnde Umschlingen von der einen oder anderen Seite durch einander benachbarte Absorberstreifen wird dabei eine auf die Rohre ausgeübte Auslenkkraft immer wieder aufgehoben, so daß die Rohre nicht gegeneinander ausgelenkt werden. Da die Absorberstreifen mit Abstand vor den Wänden des Gehäuses enden, können selbst bei großen Temperaturschwankungen ungehinderte Wärmebewegungen dieser Absorberstreifen stattfinden. Aufgrund der Befestigung unter ihrer Eigenspannung an den Rohren sind auch keine zusätzlichen aufwendigen Befestigungselemente und -vorrichtungen insbesondere an den Enden der Streifen erforderlich, die deren· Bewegbarkeit bei Temperaturschwankungen behindern könnten. Es wird also nicht nur die Lebensdauer und der Wärmeübergang verbessert, sondern auch die ganze Konstruktion vereinfacht und verbilligt.The solution to this problem is that leaf spring-like absorber strips are provided which are level before installation and after installation in the solar collector under their internal stress to the Tubes rest and alternate up and from the parallel tubes from their original shape are bent down against the restoring force of their inherent spring force, and that the Absorberstreifsn each end at a distance in front of the walls of the housing of the solar collector and with their Only touch the end areas of the outermost tube. At each tube results from the alternating System on one side or the other a certain wrap area and due to the internal stress the absorber strip is a solid system with a correspondingly good heat transfer. By the alternating wraps from one side or the other through adjacent absorber strips a deflection force exerted on the tubes is repeatedly canceled so that the tubes do not are deflected against each other. Because the absorber strips are at a distance in front of the walls of the housing can end, even with large temperature fluctuations, unhindered heat movements of these absorber strips occur. Due to the attachment under their internal stress on the pipes are also no additional complex fastening elements and devices, especially at the ends of the Strips required, which could hinder their mobility in the event of temperature fluctuations. It will so not only the service life and the heat transfer improved, but also the entire construction simplified and cheaper.

Die blattfederartigen Absorberstreifen können aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Dadurch ist eine besonders gute Wärmeaufnahme und -leitung möglich.The leaf spring-like absorber strips can consist of copper or a copper alloy. Through this a particularly good heat absorption and conduction is possible.

Die Endbereiche der Absorberstreifen können jeweilsThe end regions of the absorber strips can each

in Richtung des Umfanges des äußersten Rohres gekrümmt sein. Dadurch kann an diesen Endstellen die Anlage und somit der Wärmeübergang verbessert werden.be curved towards the circumference of the outermost tube. As a result, the System and thus the heat transfer can be improved.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch niüier beschrieben. Es zeigt in etwas schematisierter DarstellungThe invention is described in detail below in an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows in a somewhat schematic representation

F i g. 1 einen Querschnitt undF i g. 1 shows a cross section and

F i g. 2 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Sonnenkollektors.F i g. 2 is a plan view of a solar collector according to the invention.

Ein Sonnenkollektor 1 weist ein wärmeisoliertes Gehäuse 2 mit einer transparenten Abdeckung 3 auf, auf welche die Sonnenstrahlung auftrifft Im Inneren des Gehäuses 2 sind parallele Rohre 4 angeordnet, die jeweils mit dem einen Ende in eine Zuleitung 5 und mit dem anderen Ende in eine Ableitung 6 für den die Wärme aufnehmenden und weiterleitenden Wärmeträger münden. Es wäre auch denkbar, eine durchgehende Rohrschlange mit jeweils parallelen Abschnitten vorzusehen. A solar collector 1 has a thermally insulated housing 2 with a transparent cover 3 which the solar radiation strikes Inside the housing 2 parallel tubes 4 are arranged, the each with one end in a supply line 5 and with the other end in a discharge line 6 for the The heat-absorbing and transferring heat carriers open. It would also be conceivable to have a continuous Provide a pipe coil with parallel sections in each case.

Die Rohre 4 sind jeweils abwechselnd an einem Teil ihres Umfanges von nebeneinanderliegenden Absorberstreifen 7 umschlungen, wobei die einander unmittelbar benachbarten Absorberstreifen 7 die Rohre jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten umschlingen.The tubes 4 are each alternately on part of their circumference of adjacent absorber strips 7 wrapped around each other, the directly adjacent absorber strips 7 each on the tubes Wrap around opposite sides.

Praktisch sind die Absorberstreifen 7 wie die Fäden eines Gewebes angeordnet Dabei stehen die Absorberstreifen 7 unter einer Spannung, die dadurch erzeugt ist, daß die Absorberstreifen 7 blattfederartig ausgebildet und gegen ihre Federkraft ausgelenkt sind.In practice, the absorber strips 7 are arranged like the threads of a fabric. The absorber strips are positioned 7 under a tension which is generated in that the absorber strips 7 are designed like a leaf spring and are deflected against their spring force.

Die Absorberstreifen 7 enden jeweils mit Abstand vor den Wänden 8 des Gehäuses 2. Es ist lediglich noch die Berührung mit dem jeweils äußersten Rohr 4 vorhanden. Dadurch können sich die Absorberstreifen 7 allen Wärmebewegungen gut anpassen.The absorber strips 7 each end at a distance in front of the walls 8 of the housing 2. There is only contact with the outermost tube 4 in each case. As a result, the absorber strips 7 can adapt well to all heat movements.

Es wäre denkbar, daß die Endbereiche 7a der Absorberstreifen 7 jeweils etwa in Richtung des Umfanges des letzten Rohres 4 gekrümmt sind, um dort eine größere Auflagefläche zu erzielen. Auch könnten dann die Endbereiche 7a der Absorberstreifen 7 noch etwas über den Rohrbereich hinaus verlängert sein, um auch im Zwischenraum zwischen den äußersten Rohren 4 und der Wand 8 des Gehäuses 2 einfallende Sonnenstrahlen auffangen zu können.It would be conceivable that the end regions 7a of the absorber strips 7 each approximately in the direction of the Circumference of the last tube 4 are curved in order to achieve a larger contact surface there. Also could then the end regions 7a of the absorber strips 7 can be extended somewhat beyond the tube region also in the space between the outermost tubes 4 and the wall 8 of the housing 2 incident To be able to catch the sun's rays.

In vorteilhafter Weise umschlingen die Absorberstreifen 7 die Rohre 4 abwechselnd von der einen und der anderen Seite, so daß sich von ihnen auf die Rohre 4 ausgeübte Auslenkkräfte gegeneinander aufheben können. Durch diese Umschlingung ergibt sich eine relativ große Anlagefläche mit gutem Wärmeübergang.Advantageously, the absorber strips 7 wrap around the tubes 4 alternately from the one and the other side, so that deflection forces exerted by them on the tubes 4 can cancel each other out. This wrap results in a relatively large contact surface with good heat transfer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Solar collector with a housing, with a transparent cover, with parallel pipes for the heat-absorbing and transmitting heat transfer medium as well as with a flat, metallic absorber which is in contact with these pipes and which absorbs the sun's rays, which transfers the radiated heat energy to the pipes and conducts the heat transfer medium located therein, the absorber consisting of several parallel absorber strips lying next to one another and the directly adjacent absorber strips wrapping around the tubes partially and under tension on opposite sides, characterized in that spring-like absorber strips (7) are provided, which are flat before installation and after installation in the solar collector (1) rest under their internal stress on the pipes (4) and from the parallel pipes (4) from their original shape alternately up and down against the restoring force of it en inherent spring force are bent, and that the absorber strips (7) each end at a distance in front of the walls (8) of the housing (2) of the solar collector (1) and only touch the outermost tube (4) with their end regions (7a).

2. Solar collector according to claim 1, characterized in that the leaf spring-like absorber strips (7) are made of copper or a copper alloy.

3. Solar collector according to claim 1 or 2, characterized in that the end regions (Yes) of the absorber strips (7) are each curved in the direction of the circumference of the outermost tubes (4).