Sonnenlicht -Wassererhitzer
Die Erfindung betrifft einen Sonnenlicht-Wassererhitzer, welcher eine strahlenabsorbierende Kollektorfläche und eine damit in Verbindung stehende Wasserleitung mit Wasserein- und -austritt aufweist. Die von der Sonne angestrahlte Kollektorfläche leitet die aufgefangene Wärme an die Wasserleitung, welche z. B.
aus einem rostartigen Röhrensystem bestehen kann. Die Kollektorfläche und die Wasserleitung sind vorzugsweise in einem wärmeisolierenden flachen Gehäusekasten mit einem auf der der Einstrahlung auszusetzenden Oberseite angeordneten Glasdeckel untergebracht, welcher Kasten z. B. auf Hausdächern in geeigneter Schräglage aufgestellt werden kann.
In Gegenden mit nicht selten unter den Gefrierpunkt des Wassers sinkender Aussentemperatur finden solche Sonnenlicht-Wassererhitzer bis jetzt kaum Verwendung, weil beim möglichen Einfrieren des Leitungswassers im Röhrensystem der Druck der dabei auftretenden Volumenvergrösserung des gefrierenden Wassers die Röhren zum Platzen bringen kann. Um diesem Nachteil zu begegnen, sind die Röhren schon aus dehnbarem Material, wie z. B. Kupfer, hergestellt worden. Nach einer oder wenigen Dehnungen platzen jedoch auch diese Röhren, sobald die Dehnbarkeit erschöpft ist. Auch sind rostartige Röhrensysteme an ihren Verschweissungsstellen weniger dehnbar und somit besonders gefährdet, überdies aber auch kostspielig in der Anfertigung und Reparatur.
Gemäss der vorliegenden Erfindung soll das Platzen der Wasserleitung beim Einfrieren dadurch verunmöglicht werden, dass ein Teil des Querschnitts der Wasserleitung durch ein druckelastisches Element ausgefüllt ist, wobei beim Gefrieren des Wassers in der Leitung die Vclumenverminderung des Elementes infolge dessen Zusammendrückbarkeit praktisch dem Volumenzuwachs des gefrorenen Leitungswassers entspricht.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind anschliessend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Sonnenlicht Wassererhitzer;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt zu Fig. 1,
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Wasserleitung, in grösserem Massstab, und
Fig. 4 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Sonnenlicht-Wassererhitzers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 5 zeigt in Stirnansicht einen Sonnenlicht-Wassererhitzer, bei dem zwei wandförmige Röhrenheizkörper parallel nebeneinander angeordnet sind.
Ein wärmeisolierender, flacher Gehäusekasten 1 von rechteckiger Form besitzt auf der grossflächigen Oberseite einen Glasdeckel 2 und enthält unter demselben eine auf einer Grundplatte 3 angebrachte, in Zickzackform gebogene Rohrschlange 4 mit einem Wassereintritt 5 am unteren Ende und einem Wasseraustritt 6 am oberen Ende, welche Rohrenden oder -anschlüsse an der Längsseite des Gehäusekastens 1 austreten und diese Wasserleitung beispielsweise mit dem durch einen nicht gezeigten Warmwasserspeicher geführten Teil einer Zirkulationsleitung verbinden. Der Gehäusekasten 1 wird in schräger Stellung, z. B. gemäss Fig. 2, verwendet.
Die Grundplatte 3 besteht aus strahlenabsorbierendem Wärmeleitmaterial, vorzugsweise Metall, und ist mit der aus einem fortlaufenden Stahlrohr gebildeten Rohrschlange 4 metallisch verbunden, bei welcher jeweils die beiden an einer Umbiegungsstelle aufeinanderfolgenden Rohrsektionen eine ansteigende Schräglage einnehmen, so dass darin befindliche Luftblasen nirgends sitzen bleiben können.
In der Wasserleitung 4, 5, 6 ist wenigstens ein wasserundurchlässiger, druckelastischer Strang 7 eingelegt, der sich über ihre ganze Länge erstreckt und einen Teil ihres Querschnitts ausfüllt (Fig. 3), wobei beim Gefrieren des Wassers in der Leitung 4, 5, 6 die Volumenverminderung des Stranges 7 infolge dessen Zusammendrückbarkeit praktisch dem Volumenzuwachs des gefrorenen Leitungswassers entspricht. Der Strang 7 besteht vorzugsweise aus einem kautschukartigen Material, z. B. solchem auf Neopren -Basis, und kann als Schlauch mit gasförmigem Inhalt ausgebildet sein oder über seinen ganzen Querschnitt aus druckelastischem Material bestehen, wobei er beim Einfrieren des Wassers elastisch komprimiert wird und beim Auftauen sich wieder auf seine ursprüngliche Form ausdehnt.
Die Wasserleitung kann als Kanal in der Grundplatte selbst vorgesehen und an den Längsrändern durch eine Deckplatte dicht geschlossen sein. Grundund Deckplatte könnten aber auch je eine zusammenpassende, kanalartige Vertiefung als Wasserleitung aufweisen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ein wandförmiger Röhrenheizkörper 8 als Sonnenlicht-Wassererhitzer vorgesehen, dessen nebeneinanderliegende Röhren 9 an ihren unteren Enden durch eine gemeinsame Wassereintrittsleitung 10 und an ihren oberen Enden durch eine gemeinsame Wasseraustrittsleitung 11 verbunden sind. Der Heizkörper 8 bildet mit seiner dem Sonnenlicht zugekehrten Wandfläche 12 eine strahlenabsorbierende Kollektorfläche.
Ein Teil des Querschnitts der Röhren 9 und Leitungen 10 und 11 ist durch einen druckelastischen, wasserundurchlässigen Körper 13 ausgefüllt, wobei beim Gefrieren des Wassers in den Röhren 9 und Leitungen 10 und 11 die Volumenverminderung des Körpers 13 infolge dessen elastischer Zusammendrückbarkeit praktisch dem Volumenzuwachs des gefrorenen Leitungswassers entspricht. Zweckmässig ist der beispielsweise aus Kautschuk bestehende Körper 13 auf der zur Kollektorfläche 12 entfernteren Innenseite der Röhren und Leitungen, z. B. durch Einvulkanisierung, angeordnet, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Der Wassererhitzer kann auch durch zwei wandförmige Röhrenheizkörper gebildet sein, die mit ihren Wandflächen parallel nebeneinander angeordnet sind.
Sunlight water heater
The invention relates to a sunlight water heater which has a radiation-absorbing collector surface and a water pipe connected to it with water inlet and outlet. The collector surface illuminated by the sun conducts the captured heat to the water pipe, which z. B.
can consist of a rust-like tube system. The collector surface and the water pipe are preferably housed in a thermally insulating flat housing box with a glass cover arranged on the upper side to be exposed to radiation, which box z. B. can be placed on house roofs in a suitable incline.
In areas where the outside temperature often drops below the freezing point of the water, such sunlight water heaters have hardly been used until now, because if the tap water freezes in the pipe system, the pressure of the resulting increase in volume of the freezing water can burst the pipes. To counter this disadvantage, the tubes are already made of an expandable material, such as. B. copper. After one or a few stretching, however, these tubes also burst as soon as the stretchability is exhausted. Rust-like tube systems are also less flexible at their weld points and are therefore particularly at risk, but are also costly to manufacture and repair.
According to the present invention, the bursting of the water pipe when freezing is to be made impossible by the fact that part of the cross section of the water pipe is filled by a pressure-elastic element, whereby when the water in the pipe freezes the volume reduction of the element due to its compressibility practically corresponds to the increase in volume of the frozen tap water corresponds.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are subsequently explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 is a plan view of a sunlight water heater;
Fig. 2 shows a longitudinal section to Fig. 1,
Fig. 3 shows a cross section through the water pipe, on a larger scale, and
Fig. 4 is a partial perspective view of a sunlight water heater according to a second embodiment.
Fig. 5 shows a front view of a sunlight water heater in which two wall-shaped tubular heating elements are arranged parallel to one another.
A heat-insulating, flat housing box 1 of rectangular shape has a glass cover 2 on the large upper side and contains under the same a pipe coil 4, which is attached to a base plate 3 and bent in a zigzag shape, with a water inlet 5 at the lower end and a water outlet 6 at the upper end, which pipe ends or connections emerge on the longitudinal side of the housing box 1 and connect this water line, for example, to the part of a circulation line that is passed through a hot water storage tank (not shown). The housing box 1 is in an inclined position, for. B. according to FIG. 2 is used.
The base plate 3 consists of radiation-absorbing heat-conducting material, preferably metal, and is metallically connected to the pipe coil 4 formed from a continuous steel pipe, in which the two pipe sections successive at a bend point assume an inclined position so that air bubbles located therein cannot remain seated anywhere.
In the water line 4, 5, 6 at least one water-impermeable, pressure-elastic strand 7 is inserted, which extends over its entire length and fills part of its cross-section (Fig. 3), whereby when the water in the line 4, 5, 6 freezes the decrease in volume of the strand 7 due to its compressibility practically corresponds to the increase in volume of the frozen tap water. The strand 7 is preferably made of a rubber-like material, e.g. B. neoprene -based, and can be designed as a tube with gaseous content or consist of pressure-elastic material over its entire cross-section, whereby it is elastically compressed when the water freezes and expands to its original shape when thawed.
The water line can be provided as a channel in the base plate itself and be tightly closed at the longitudinal edges by a cover plate. The base and cover plate could also each have a matching, channel-like recess as a water pipe.
In the embodiment according to FIG. 4, a wall-shaped tubular heater 8 is provided as a sunlight water heater, the adjacent tubes 9 of which are connected at their lower ends by a common water inlet line 10 and at their upper ends by a common water outlet line 11. The radiator 8 forms with its wall surface 12 facing the sunlight a radiation-absorbing collector surface.
Part of the cross-section of the tubes 9 and lines 10 and 11 is filled by a pressure-elastic, water-impermeable body 13, whereby when the water freezes in the tubes 9 and lines 10 and 11, the volume reduction of the body 13 due to its elastic compressibility practically corresponds to the increase in volume of the frozen one Tap water. The body 13 made of rubber, for example, is expedient on the inner side of the tubes and lines, e.g. B. by vulcanization, arranged, as can be seen from FIG.
The water heater can also be formed by two wall-shaped tubular heating elements, which are arranged with their wall surfaces parallel to one another.