AT519130B1 - Collector for radiant energy - Google Patents

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AT519130B1 ATA502/2016A AT5022016A AT519130B1 AT 519130 B1 AT519130 B1 AT 519130B1 AT 5022016 A AT5022016 A AT 5022016A AT 519130 B1 AT519130 B1 AT 519130B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THz (Tera-Hertz) und 10 PHz (Penta-Hertz), gebildet aus einer oder mehreren mit einer Unterlage verbindbaren Strangpress-Profilkörpern mit Befestigungsmitteln und mit mindestens einer Absorberplatte. Um hohe Funktionssicherheit und Langzeiteigenschaften bei einer einfachen Montierbarkeit zu schaffen und Photovoltaikmodule und/oder Absorberplatten im Kollektor einsetzen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Strangpress-Profilkörper (1) zur Längsachse im Querschnitt zwei gegenüberliegende, zur Vertikalen gleichwinkelig geneigte äußere Kontaktflächen (11,11') aufweist, an welche zur Unterlage (A) hin gegenüberliegend Verbindungsbereiche (12,12') ausgeformt sind, an welche Befestigungsmittel (3) angreifen können und diesen Verbindungsbereichen (12,12') zentrisch vertikal gegenüberliegend der Profilkörper (1) einen Bereich (13) zur Festlegung eines Anpressteiles (4) hat, mit welchem mindestens eine Absorberplatte (2) an die Kontaktflächen (11,11') des Profilkörpers (1) angepresst wird und integriert der Profilkörper (1) in Längsrichtung mindestens ein Rohrteil (14) aufweist.The invention relates to a collector for radiant energy in the frequency range between 1 THz (Tera-Hertz) and 10 PHz (penta-Hertz), formed from one or more connectable with a base extruded profile bodies with fastening means and with at least one absorber plate. In order to provide high reliability and long-term properties with a simple mountability and photovoltaic modules and / or absorber plates in the collector to use, the invention provides that the extruded profile body (1) to the longitudinal axis in cross-section two opposite, the same angle inclined to the vertical outer contact surfaces (11 , 11 ') to which the base (A) towards opposite connecting portions (12,12') are formed, to which fastening means (3) can attack and these connecting portions (12,12 ') centrally vertically opposite the profile body (1) an area (13) for fixing a Anpressteiles (4), with which at least one absorber plate (2) to the contact surfaces (11,11 ') of the profile body (1) is pressed and integrates the profile body (1) in the longitudinal direction at least one pipe part (14).

Description

Beschreibungdescription

KOLLEKTOR FÜR STRAHLUNGSENERGIECOLLECTOR FOR RADIATION ENERGY

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THz (Tera-Hertz) und 10 PHz (Penta-Hertz), gebildet aus einem oder mehreren mit einer Unterlage verbindbaren Strangpress-Profilkörpern mit Befestigungsmitteln und mit mindestens einer Absorberplatte.The invention relates to a collector for radiant energy in the frequency range between 1 THz (Tera-Hertz) and 10 PHz (penta-Hertz), formed from one or more connectable to a base extruded profile bodies with fasteners and at least one absorber plate.

[0002] Absorbereinrichtungen für Strahlungsenergie in unterschiedlichen Formen und Wirkungsweisen sind per se bekannt und stellen den Stand der Technik dar. Dies gilt insbesondere für Kollektoren für Sonnenstrahlungsenergie, wobei in zunehmendem Maße derartige Einrichtungen Verwendung finden.Absorber devices for radiation energy in different forms and modes of action are known per se and represent the state of the art. This is especially true for solar energy collectors, with such facilities are increasingly being used.

[0003] Prinzipiell sind photovoltaische Anlagen und Anlagen zur Gewinnung von Wasser mit erhöhter Temperatur, sowie gegebenenfalls Systeme, welche beide Technologien gleichzeitig nutzen für eine Aufnahme von Energie aus der Sonnenstrahlung einsetzbar.In principle, photovoltaic systems and plants for the production of water at elevated temperature, and optionally systems that use both technologies simultaneously for the absorption of energy from solar radiation can be used.

[0004] Probleme hinsichtlich Standzeit und Dauerfunktion von Absorbereinrichtungen können aus der Wirkung einer temperaturbedingten unterschiedlichen Ausdehnung von einzelnen Komponenten in einer Zeitfolge aus Verminderung der Festlegungshaftung auf einer Unterlage, aus einer Lockerung von Befestigungselementen, aus einer Korrosion oder einem Alterungseinfluss einzelner Teile und dergleichen resultieren.[0004] Problems with service life and durability of absorbers may result from the effect of temperature differential expansion of individual components in a timed sequence of reduction in adhesion to a support, loosening of fasteners, corrosion or aging effects of individual parts, and the like.

[0005] Das Dokument WO 2012/150271 A offenbart eine Kollektoreinrichtung mit Photovoltaik-modulen und Wärmeaufnahmerohren in Form von „heat pipes" und stellt eine höchst aufwendige, gegebenenfalls wenig wirtschaftliche Technologie dar.The document WO 2012/150271 A discloses a collector device with photovoltaic modules and heat receiving tubes in the form of "heat pipes" and represents a highly complex, possibly less economical technology.

[0006] Ein Befestigungssystem für Bauelemente photovoltaischer Anlagen, insbesondere auf Dachflächen, offenbart die EP 2 613 104 A2, wobei eine Verbindung durch Verhakungselemente erfolgt.A fastening system for components of photovoltaic systems, in particular on roof surfaces, EP 2 613 104 A2 discloses, wherein a connection is made by hooking elements.

[0007] Gemäß der US 2014/0096762 A1 wird ein Sonnenkollektor vorgeschlagen, welcher aus parallelen metallischen Kollektorelementen, die jeweils mittels eines erhöhten Wulstes in Verbindung stehen, gebildet ist.According to US 2014/0096762 A1, a solar collector is proposed, which is formed from parallel metallic collector elements, which are in each case connected by means of an elevated bead.

[0008] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, einen Kollektor für Strahlungsenergie der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher in unterschiedlichen Ausführungsformen jeweils mit optimalem Wirkungsgrad wirtschaftlich herstellbar und der jeweils verfügbaren Fläche leicht anpassbar ist, hohe Funktionssicherheit und Langzeiteigenschaften aufweist, einfach montierbar ist und für Photovoltaikmodule und/oder Absorberplatten bzw. Kollektorelemente für Wärmestrahlung verwendet werden kann.The invention has for its object to provide a collector for radiant energy of the type mentioned above, which in different embodiments each with optimal efficiency economically producible and the available surface is easily adaptable, has high reliability and long-term properties, is easy to install and can be used for photovoltaic modules and / or absorber plates or collector elements for thermal radiation.

[0009] Dieses Ziel wird bei einem Kollektor für Strahlungsenergie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch erreicht, dass der Strangpress-Profilkörper zur Längsachse im Querschnitt zwei gegenüberliegende, zur Vertikalen gleichwinkelig geneigte äußere Kontaktflächen aufweist, an welche zur Unterlage hin gegenüberliegende Verbindungsbereiche ausgeformt sind, an welche Befestigungsmittel angreifen können und diesen Verbindungsbereichen zentrisch vertikal gegenüberliegend der Profilkörper einen Bereich zur Festlegung eines Anpressteiles hat, mit welchem mindestens eine Absorberplatte an die Kontaktflächen des Profilkörpers angepresst wird und integriert der Profilkörper in Längsrichtung mindestens ein Rohrteil aufweist.This object is achieved in a collector for radiant energy according to the preamble of claim 1, characterized in that the extruded profile body to the longitudinal axis in cross-section two opposite, the same angle inclined to the vertical outer contact surfaces, which are formed to the pad towards opposite connection areas, at which fasteners can attack and these connection areas centrally vertically opposite the profile body has a region for fixing a Anpressteiles, with which at least one absorber plate is pressed against the contact surfaces of the profile body and integrates the profile body in the longitudinal direction has at least one pipe part.

[0010] Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind vielfältig und im Wesentlichen darin zu sehen, dass Strangpress- Profilkörper in jeweils gleicher Ausführungsform eingesetzt werden, welche im Querschnitt zwei gegenüberliegende, zur Vertikalen gleichwinkelig geneigte Kontaktflächen aufweisen. Dadurch ist eine thermische Dehnung bzw. Schrumpfung der Absorberplatten problemlos möglich, wobei der Wärmeübergang an den Kontaktflächen des Profilkörpers mittels Anpressteilen aufrechterhalten wird und somit ein durchwegs hoher Wärmetransport möglich ist.The advantages achieved by the invention are varied and essentially to be seen in that extruded profile body are used in each case the same embodiment, which in cross section have two opposite, the same direction inclined to the vertical contact surfaces. As a result, a thermal expansion or shrinkage of the absorber plates is easily possible, wherein the heat transfer is maintained at the contact surfaces of the profile body by means of Anpressteilen and thus a consistently high heat transfer is possible.

[0011] Mit Vorteil sind am Profilkörper zur Unterlage hin gegenüberliegend zwei Verbindungsbereiche vorgesehen, welche stellenweise an der Unterlage mit Befestigungsmitteln festlegbar sind. Eine stellenweise Befestigung ist günstig, weil damit eine achsial ausgerichtete Montage der Strangpress-Profilkörper auf unebenen Unterlagen vom Fachmann leicht vorgenommen werden kann.Advantageously, two connection areas are provided on the profile body to the pad opposite, which are locally fixed to the pad with fasteners. A patchy attachment is beneficial because it allows an axially oriented assembly of the extruded profile body on uneven documents by the expert can be easily made.

[0012] Den Verbindungsbereichen am Strangpress-Profilkörper mit einer Unterlage ist diesen zentrisch vertikal gegenüberliegend ein Bereich mit einer Befestigungseinrichtung ausgeformt, welche gegebenenfalls eine verdrehhemmende Schlitzbreite für handelsübliche Normschrauben aufweist. Diese Normschrauben sind nicht nur zur Festlegung und Anstellung eines Anpressteiles für Absorberplatten an die Kontaktflächen des Profilkörpers wichtig, sondern es können auch Halterungen für gegebenenfalls strahlungsdurchlässige Platten oder Photovolta-ikmodule damit festgelegt werden.The connection areas on the extruded profile body with a base is this centered vertically opposite an area formed with a fastening device, which optionally has a Verdrehhemmende slot width for commercial standard screws. These standard screws are important not only for the determination and employment of a Anpressteiles for absorber plates to the contact surfaces of the profile body, but it can also holders for radiation-permeable plates or photovoltaic ikmodule so be set.

[0013] Integriert im Profilkörper ist in Längsrichtung mindestens ein Rohrteil für eine Wärmeträgerflüssigkeit zum Abtransport der aufgenommenen Wärmeenergie vorgesehen.Integrated in the profile body is provided in the longitudinal direction at least one tube part for a heat transfer fluid for the removal of the absorbed heat energy.

[0014] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Befestigungsmittel des Profilkörpers an der Unterlage als kurze, gegebenenfalls gleichachsige Winkelteile gebildet, weil dadurch in günstiger Weise eine ebenflächige Montage des Kollektors auf unebenen Unterlagen vom Fachmann leicht vorzunehmen ist.According to a preferred embodiment of the invention, the fastening means of the profile body are formed on the pad as a short, optionally equiaxed angle parts, because this is a cheap way to make a planar mounting of the collector on uneven documents by the expert easily.

[0015] Es kann für eine im System gegebenenfalls erforderliche Rücklaufführung einer Wärmeträgerflüssigkeit günstig sein, wenn die Achse des im Strangpress- Profilkörper integrierten Rohrteiles exzentrisch positioniert ist, weil derart für ein gegebenenfalls wärmeisolierendes Rücklaufrohr Raum gegeben ist.It may be beneficial for a possibly required in the system return flow of a heat transfer fluid when the axis of the extruded profile body integrated pipe member is positioned eccentrically, because such is given for an optionally heat-insulating return pipe room.

[0016] Zur Vermeidung eines niedrigen thermischen Wirkungsgrades des Kollektors kann es vorteilhaft sein, wenn die Strangpress-Profilkörper einen Abstand voneinander von gleich oder kleiner als 1m aufweisen.To avoid a low thermal efficiency of the collector, it may be advantageous if the extruded profile body have a distance from each other equal to or less than 1m.

[0017] Sind jedoch in einem Kollektor größere senkrechte Abstände als 1m von benachbarten Strangpress-Profilkörpern erforderlich, so ist es aus Festlegungsgründen günstig, die Absorberplatten dazwischenliegend mit einer Unterlage zu verbinden.However, in a collector larger vertical distances than 1m of adjacent extruded profile bodies required, it is favorable for reasons of determination, to connect the absorber plates in between with a pad.

[0018] Ein vorteilhafter thermischer Wirkungsgrad des Kollektors wird erreicht, wenn die Kollektorteile aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sind.An advantageous thermal efficiency of the collector is achieved when the collector parts are formed of a material having high thermal conductivity, in particular of aluminum or an aluminum alloy.

[0019] In der Folge wird die Erfindung an Hand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Prinzipzeichnung näher erläutert.As a result, the invention will be explained in more detail with reference to a schematic diagram showing only one embodiment.

[0020] Es zeigt [0021] Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kollektor für Strahlungsenergie im Querschnitt.FIG. 1 shows a collector according to the invention for radiation energy in cross-section. [0021] FIG.

[0022] Vorab soll zur leichteren Zuordnung der Teile und Komponenten desselben die nachstehende Bezugszeichenliste dienen: A Unterlage 1 Strangpress-Profilkörper 11,11' Kontaktflächen 12,12' Verbindungsbereiche 13 Bereich zur Festlegung von Teilen 14 im Profilkörper integriertes Rohrteil 15 lose geführtes Rohr 2,2' Absorberplatte 3,3' Befestigungsmittel 4 Anpressteil 5,5‘5" Normschrauben [0023] Auf einer Unterlage A ist mit Befestigungsmitteln 3,3' ein Strangpress-Profilkörper 1 an dessen Verbindungsbereichen 12,12' festgelegt. Die Befestigungsmittel 3,3' sind kurze, gegebenenfalls gleichachsige Winkelteile mit Bohrungen für Normschrauben 5,5' in beiden Achsschenkeln. Wenn durch Unebenheiten der Unterlage A erforderlich, können auch Befestigungsmittel 3,3' mit unterschiedlich langen Achsschenkeln verwendet werden.To simplify the assignment of the parts and components of the same, the following list of reference numerals are used: A pad 1 extruded profile body 11,11 'contact surfaces 12,12' connecting portions 13 area for fixing parts 14 in the profile body integrated tube part 15 loosely guided tube. 2 , 2 'absorber plate 3, 3' fastening means 4 pressing part 5, 5'5 "standard screws [0023] An attachment profile 3, 3 'is used to fix an extruded profile body 1 at its connecting regions 12, 12' on a support A. 3 'are short, optionally equiaxed angle parts with holes for standard screws 5, 5' in both stub axles If required by unevenness of the base A, fastening means 3, 3 'with stub axles of different length can also be used.

[0024] Ein erfindungsgemäßer Strangpress-Profilkörper 1 weist weiters zwei zur Vertikalen gleichwinkelig geneigte äußere Kontaktflächen 11,11' auf, wobei im Profilkörper 1 mindestens ein Rohrteil 14 integriert ist.An inventive extruded profile body 1 further comprises two to the vertical equiangular inclined outer contact surfaces 11,11 ', wherein in the profile body 1 at least one pipe part 14 is integrated.

[0025] Eine erfindungsgemäße Ausführung eines Strangpress-Profilkörpers 1 im Kollektor ist einerseits wärmetechnisch günstig, weil von den Kontaktflächen 11,11' eine von Absorberplatten 2,2' eingebrachte Wärmeenergie im Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit mit geringen Verlusten zum Rohrteil 14 bzw. in die Wärmeträgerflüssigkeit transportierbar ist. Andererseits sind integrierte Verbindungsbereiche 12,12' mit den Befestigungsmitteln 3,3‘ und ein Festlegungsbereich 13 zur Spannung eines Anpressteiles 4 und zur Halterung von Photovoltaikmodu-len und/oder von Strahlungsenergie durchlassenden Abdeckungen ( nicht in Fig. 1 dargestellt) mechanische Komponenten eines Profilkörpers 1, welche für eine Stabilität, hohe Funktionssicherheit und Langzeiteigenschaften einer Kollektoreinrichtung wirksam sind.An inventive embodiment of an extruded profile body 1 in the collector is on the one hand thermally advantageous because of the contact surfaces 11,11 'one of absorber plates 2,2' introduced heat energy in the material with high thermal conductivity with low losses to the pipe part 14 and in the Heat transfer fluid is transportable. On the other hand, integrated connection areas 12, 12 'with the fastening means 3, 3' and a fixing area 13 for tensioning a pressing part 4 and for holding photovoltaic modules and / or radiation energy transmitting covers (not shown in FIG. 1) are mechanical components of a profile body 1, which are effective for stability, high reliability and long-term properties of a collector device.

Claims (7)

Patentansprücheclaims 1. Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THz (Tera-Hertz) und 10 PHz (Penta-Hertz), gebildet aus einem oder mehreren mit einer Unterlage verbindbaren Strangpress-Profilkörpern mit Befestigungsmitteln und mit mindestens einer Absorberplatte, dadurch gekennzeichnet, dass der Strangpress-Profilkörper (1) zur Längsachse im Querschnitt zwei gegenüberliegende, zur Vertikalen gleichwinkelig geneigte äußere Kontaktflächen (11,11‘) aufweist, an welche zur Unterlage (A) hin gegenüberliegend Verbindungsbereiche (12,12') ausgeformt sind, an welche Befestigungsmittel (3,3‘) angreifen können und diesen Verbindungsbereichen (12,12‘) zentrisch vertikal gegenüberliegend der Profilkörper (1) einen Bereich (13) zur Festlegung eines Anpressteiles (4) hat, mit welchem mindestens eine Absorberplatte (2) an die Kontaktflächen (11,11‘) des Profilkörpers (1) angepresst wird und integriert der Profilkörper (1) in Längsrichtung mindestens ein Rohrteil (14) aufweist.1. collector for radiant energy in the frequency range between 1 THz (Tera-Hertz) and 10 PHz (penta-Hertz), formed from one or more connectable to a substrate extruded profile bodies with fasteners and at least one absorber plate, characterized in that the extruded Profile body (1) to the longitudinal axis in cross-section two opposite, perpendicular to the vertical inclined outer contact surfaces (11,11 '), to which the support (A) towards opposite connecting portions (12,12') are formed, to which fastening means (3 , 3 ') can attack and these connecting areas (12,12') centrally vertically opposite the profile body (1) has a region (13) for fixing a Anpressteiles (4), with which at least one absorber plate (2) to the contact surfaces (11 , 11 ') of the profile body (1) is pressed and integrated the profile body (1) in the longitudinal direction at least one pipe part (14) , 2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (3,3‘) des Profilkörpers (1) an der Unterlage (A) jeweils im Wesentlichen als kurzes gleichachsi-ges Winkelteil ausgeformt und mittels Normschrauben (5,5‘,5“) mit dem Profilkörper (1) verbunden sind.2. A collector according to claim 1, characterized in that the fastening means (3,3 ') of the profile body (1) on the base (A) each substantially as a short gleichachsi-ges angle formed part and by means of standard screws (5,5', 5 ") Are connected to the profile body (1). 3. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des im Strangpress-Profilkörper (1) integrierten Rohrteiles (14) im Querschnitt zur Längsachse des Profilkörpers (1) beabstandet ist und derart in diesem einen Raum für eine Positionierung eines lose geführten Rohres (15) ermöglicht.3. A collector according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the axis of the extruded profile body (1) integrated tubular member (14) is spaced in cross section to the longitudinal axis of the profile body (1) and in this a space for positioning a loosely guided pipe (15) allows. 4. Kollektor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (13) zur Festlegung des Anpressteiles (4) am Profilkörper (1) verdrehgesichert für 6-kant Normschrauben (5,5‘,5“) ausgeformt ist.4. A collector according to claim 1 to 3, characterized in that the region (13) for fixing the Anpressteiles (4) on the profile body (1) against rotation for hexagonal standard screws (5,5 ', 5 ") is formed. 5. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strang-press-Profilkörper (1) einen Abstand voneinander von gleich oder kleiner als 1 m aufweisen.5. Collector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the extruded profile body (1) have a distance from each other equal to or less than 1 m. 6. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei größeren senkrechten Abständen benachbarter Strangpress- Profilkörper (1) die zwischenliegenden Absorberplatten (2,2‘) mit einem Abstand zwischen den Strangpress-Profilkörpern (1) mit einer Unterlage (A) verbunden sind.6. Collector according to one of claims 1 to 5, characterized in that at larger vertical distances of adjacent extruded profile body (1), the intermediate absorber plates (2,2 ') with a distance between the extruded profile bodies (1) with a pad ( A) are connected. 7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpress-Profilkörper (1) und die Absorberplatten (2) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen7. Collector according to one of claims 1 to 6, characterized in that the extruded profile body (1) and the absorber plates (2) are formed of a material having high thermal conductivity, in particular of aluminum or an aluminum alloy. For this 1 sheet drawings
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