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Title:
SOLAR PLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1981/003693
Kind Code:
A1
Abstract:
Solar plant of which the collector (1) has a flat shape and is comprised of pipes (3) associated with an absorption metal sheet (2). Contrary to known collectors, the metal sheet has the shape of nine-pin or a cylinder (4, 5), thus half of the absorbing surface is exposed in a 90 angle to the solar radiation from the rising to the setting of the sun. The plant according to the invention may be prefabricated and requires, once it is in place, nothing but the connection to water and electricity supplies.

Inventors:
LEDINEK MATZER J (AT)
Application Number:
PCT/AT1981/000013
Publication Date:
December 24, 1981
Filing Date:
June 11, 1981
Export Citation:
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Assignee:
LEDINEK MATZER J (AT)
International Classes:
F24J2/34; F24S10/75; (IPC1-7): F24J3/02
Foreign References:
US4086911A1978-05-02
DE2626843A11977-12-29
US4185616A1980-01-29
FR2385054A11978-10-20
US2167576A1939-07-25
US4154657A1979-05-15
US4149525A1979-04-17
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Claims:
Patentansprüche:
1. Solaranlage, deren Kollektor (1) als aus einem Absorber Blech (2) und damit verbundenen Rohren (3) bestehender Flächen¬ kollektor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Absor¬ berBlech (2) des Flächenkollektors eine Kegel bzw. Zy¬ linderfläche (4 bzw. 5) bildet.
2. Solaranlage nach Anspruch 1, deren Sonnenkollektor (1) gemeinsam mit einem mit Kaltwasserzulauf (6) und Warmwasserab¬ zug (7) versehenen Speicherbehälter (8) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenraαm (9), der von der vom Blech (2) des Flächenkollektors gebildeten Kegel bzw. Zylinderflä¬ che (4 bzw. 5) umschlossen ist, der insbes. als Doppelmantelboi¬ ler ausgebildete Speicherbehälter (8) angeordnet ist.
3. Solaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß sich die Kegel bzw. Zylinderfläche (4 bzw. 5) über o einen Winkelbereich von 120 erstreckt.
4. Solaranla e nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) aus dem Absorb'erblech (2) ausgeformt und demgemäß mit dem Absorberblech (2) aus einem Stück bestehen. OMPI Kollektor Absorberblech Rohre Kegelfläche Zylinderfläche Kaltwasserzulauf Warmwasserabzug Speicherbehälter Innenraum Mantelfläche Deckfläche Raum Mäntel des Speicherbehälters Mäntel des Speicherbehälters Absperrorgan . Absperrorgan ' Leitung P umpe Rückschlagventil Leitung Sammler Sammler Becken Leitung P umpe Leitung Absperrorgan Leitung.
Description:
Solaranlage

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage, deren Kollektor als a us einem Absorber-Blech und damit verbundenen Rohren b estehender Flächenkollektor a usgebildet ist.

Bei Anlagen der vorgenannten Art wurde es bekannt ( F R-PS 5 1 345 849) , Fläc henkollektoren i n Qestalt von Plattenkollektoren, somit ebene Gebilde einzusetzen. Derartige Plattenkollektoren weisen, wenn sie in Solaranlagen eingesetzt werden, den Nachteil a uf, daß sie lediglich über eine relativ kurze Zeitspanne der Sonneneinstrahlung optimal ausgesetzt s ind.

10 Aus der FR-PS 22 80 036 wurde ein Reflektorkegel bekannt, der im Abstand von seiner reflektierenden Mantelfläche mit n ach Art einer konischen Schraubenlinie angeordneten Heizrohren umge¬ ben ist. Die reflektierende Mantelfläche soll hiebe die reflektier¬ ten Strahlen a uf die Heizrohre werfen. Die einzelnen Windungen

- - der Heizrohre stehen untereinander nicht in Verbindung , viel¬ mehr befindet sich zwischen den einzelnen Windungen der Heizroh¬ re Luft, wobei die Sonnenstrahlen frei durch den Zwischenraum hindurch a uf die reflektierende Kegelmantelfläche -fallen und viele der reflektierten Strahlen die Heizrohre g ar nicht erreichen,

20 zα deren Erwärmung d amit keinen Beitrag leisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solaranlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Kollektor unabhängig vom von der Tageszeit abhängigen Sonnenstand , eine möglichst große Fläche der Sonnenstrahlung darbietet. Er¬ 5 reicht wird dies , wenn bei einer Solaranlage der eingangs erwäh n¬ ten Gattung , gemäß der Erfindung das Absorber-Blech des Flächen¬ kollektors eine Kegel- bzw . Zylinderfläche bildet. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß immer ein Bereich von 120 von Sonnenauf- bis Sonnenuntergang im Winkel von 90 durch 0 die Sonne bestrahlt wird. Erfindungsgemäß gestaltete Solaranlagen können demgemäß a uf einem Grundstück oder auf dem Dach , insbes. Flachdach eines Hauses , montiert werden und sind hinsichtlich ihrer Wirksamkeit unabhängig von der Ausrichtung des Hauses . In Weiterbildung der Erfindung i st bei einer Solaranlage

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der eingangs erwähnten Art deren Sonnenkollektor gemeinsam mit einem mit Kaltwasserzulauf and Warmwasserabzug versehe¬ nen Speicherbehälter ausgebildet, erfindungsgemäß in dem In¬ nenraum, der von der vom Blech des Flächenkollektors gebildeten Kegel- bzw. Zylinderfläche umschlossen ist, der insbes. als Doppelmantelboiler ausgebildete Speicherbehälter angeordnet. Der Raum zwischen den beiden Mänteln des Boilers wird hiebei von dem im Sonnenkollektor erwärmten Medium beaufschlagt und damit aufgeheizt, so daß im Inneren des Boilers befindliches

10 Medium, insbes. Wasser, erhitzt wird und zu Gebrauchszwecken zur Verfügung steht. Durch diese Ausgestaltung wird eine kompak te Einheit aus Absorber und Boiler geschaffen, wobei der zur Verfügung stehende Raum optimal genutzt wird.

In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich der Kegel ^ bzw. Zylinderfläche über einen Winkelbereich von 120 . Dadurch wird gegenüber einer Anlage, bei der der Kollektor sich über einen Winkel von nahezu 360 oder 360 erstreckt, erreicht, daß kein Flächenstück vorhanden ist, das nicht beschienen ist.

Es besteht auch die Möglichkeit, die gesamte Kollektorfläche 0 in Abschnitte zu unterteilen und diese ' Abschnitte. parallel zu schalten und ihr Zu- und Abschalten in den Gesamtkreis durch Ventile zu steuern.

Eine besonders einfache Erzeugung der Flächenkollektoren ergibt sich, wenn die Rohre aus dem Absorberblech ausgeformt 5 werden. Die Rohre bestehen hiebei mit dem Absorberblech aas einem Stück. Bei der, Herstellung bildet der Rohrmantel eine ent¬ lang einer Erzeugenden offene Zylinderfläche. Dieser Schlitz v/ird nach der Aαsformung der Rohre aus der Tafel abgedichtet, bevorzugt durch Verlöten. 0

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Aαsführungsbei- spielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Erfindαngsgegenstandes,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Aαsführαngsform 5 des Erfindungsgegenstandes,

.Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III— III in Fig. 1 bzw. Fig. 2,

Fig. , einen Längsschnitt durch eine weitere Aαsführungsform

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des Erfindungsgegenstandes, und

Fig. 5, ebenfalls im Längsschnitt, eine gegenüber Fig. 4 modifizierte Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes. Der Kollektor 1 der erfindungsgemäßen Solaranlage ist als a s einem Absorber-Blech 2 and damit verbundenen Rohren 3 bestehender Flächenkollektor ausgebildet. Das Absorber-Blech 2 des Flächenkollektors bildet eine Kegelfläche 4 (Fig. 4, 5) bzw. eine Zylinderfläche 5 (Fig. 1, 2).

Der Kollektor 1 ist in einem Gehäuse angeordnet, dessen Mantelfläche 10 und gegebenenfalls auch dessen Deckfläche 11 aas für Sonnenstrahlen durchlässigen Material, z.B. Glas, Kunst- glas (Acrylglas) bestehen. Unter der Deckfläche 11 kann in einer Ebene parallel zur Deckfläche eine weitere Kollektorfläche angeord¬ net sein. In dem Innenraum 9, der von der vom Blech 2 des Flächenkol¬ lektors gebildeten Kegel- bzw. Zylinderfläche 4 bzw. 5 umschlos¬ sen ist, ist ein Speicherbehälter 8 angeordnet, der als Doppel¬ mantelboiler ausgebildet ist (Fig. 3 und 5). Der Raum 12 zwischen den beiden Mänteln 13, 14 des Speicherbehälters 8 wird hiebei von dem im Sonnenkollektor 1 erwärmten Medium beaufschlagt und damit aufgeheizt. Das im Innern des Speicherbehälters 8 befindliche Medium (Wasser) wird solcherart durch das im Raum 12 befindliche Medium erhitzt und steht für Gebrauchszwecke . zur Verfügung. In den Speicherbehälter 8 mündet ein Kaltwasser- zαlaαf 6 und ein Warmwasserabzug 7. In den Kaltwasserzulauf

6 ist ein Absperrorgan 15 und in den Warmwasserabzug 7 ein Absperrorgan 16 eingebaut. Die Versorgung des Raumes 12 zwi¬ schen den beiden Mänteln 13 und 14 des Speicherbehälters 8 mit Medium aus dem Sonnenkollektor 1 erfolgt über eine Leitung 17, in die eine Pumpe 18 und ein Rückschlagventil 19 eingebaut ist. Die Rückfuhr des Mediums aus dem Raum 12 ' in den Kollektor 1 zwecks neuerlicher Aufheizung erfolgt über eine Leitung 20. Die Kegel- bzw. Zylinderfläche 4 bzw. 5 erstreckt sich vorzugswei¬ se über einen Winkelbereich von 120°. Für die Zylinderfläche 5 ist dies in Fig. 3 dargestellt.- Es ist jedoch auch möglich, daß sich das Blech 2 und damit die Kegel- bzw. Zylinderfläche 4 bzw. 5 über einen Winkelbereich von 360 erstrecken.

Der Innenraum 9 kann mit Isöliermaterial gefüllt sein, doch

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muss der Ra um zwi schen dem Absorberblech 2 und der Mantelfläch 10 hiebei von Isoliermaterial frei gehalten werden, damit die Sonnenstrahlen auf d ie Rohre 3 u nd d as Blech 2 auftreffen kön¬ nen. Die Rohre 3 können aus dem Absorberblech 2 ausgeformt sein. In diesem Fall bestehen sie a us einem Stück mit dem Ab sor¬ berblech 2. Es ist jedoch a uch möglich , Rohre 3 durch Löten oder Schweißen mit dem Ab sorberblech 2 zu verbinden. Die Rohre können zwi schen zwei Sammlern 21, 22 angeordnet werden. In den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig . 2 und 4 weisen d ie Sammler Rechtecksquerschnitt a uf, doch können sie a uc h kreisför¬ migen Querschnitt besitzen. In den Ausführαngsbeispielen gemäß den Fig . 1 bis 4 verlaufen die Rohre im wesentlichen in Richtung der Erze ugenden der Zylinder- bzw . Kegelfläche. Bei d er Ausfüh- rungsform gemäß Fig . 5 verla ufen die Rohre längs konischen Schraubenlinien. Es können jedoch a uch bei den Anordnungen der Fig . 1 bis 4 nach Schraubenlinien verlaufende Rohre 3 Verwen dung finden, wie a uch b ei der Variante gemäß Fig . 5 Rohre Verwendung finden können, die entlang von Kegelerze ugenden verlaufen. Während bei der A usführung gemäß den Fig.. 2 und 5. die erfindαngsgemäße Anlage zur Bereitung von warmem Brauchwasser verwendet wird, ist bei der A usführung n ach den Fig . 1 und 4 eine Verwendung zur Erwärmung des Wassers in einem ( Schwimm) Becken 23 vorgesehen. In die zum unteren Sammler 22 führende Leitung 24 ist eine P umpe 25 eingebaut. Das Warmwasser wird vom oberen Sammler 21 über eine Leitung 26 dem Becken 23 zuge¬ führt .

Zum Befüllen des Absorbers ist eine durch ein Absperrorgan 27 verschließbare Leitung 28 vorgesehen. In dem oberen Sammler 21 ist ein Sicherheitsventil 29 eingebaut. Zur Dr uck- und Tempera¬ turüberwachung können in die Anlage Thermometer und Manometer in nicht gesondert dargestellter Weise eingebaut sein. Diese Geräte können auc h als Geber zur a utomatischen Druck- bzw . Temperatursteuerαng vorgesehen werden, hiebei kann abhängig von der Temperat ur die P umpe 18 bzw . 25 gesteuert werden, d. h. in und außer Betrieb genommen werden.

Das in d er erfindαngsgemäßen Anlage erwärmte Medium kann

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außer zur Braαchwasserbereitung und zur Beheizung von Schwimm¬ bädern auch für Fußbodenheizung, weiters in Trockenanlagen mit Heißluftgebläsen sowie in Luft/Wasser- bzw. Wasser/Wasser- Wärmepumpen Verwendung finden. In diesen Fällen kann dann die Anordnung des Speicherbehälters 8 entfallen.

Die Anschaffαngs- und Montagekosten der erfindungsgemäßen Anlage sind gering. Im Winter tritt keine Gefahr wegen Schneeab¬ lagerung auf.

Als Material für den Absorber (Absorberblech 2 und Rohre 3) kann Stahl, Cr-Ni-Stahl, Kupfer, Aluminium oder verzinktes

Eisenblech verwendet werden. Die Rohre 3 können auch aus PVC bestehen und auf das Absorberblech 2 aufgeklipst sein.

Die erfindαngsgemäße Anlage kann auch, ohne Pumpen 18 bzw. 25 nach dem Thermosiphonprinzip arbeiten.