CH615266A5

CH615266A5 -

Info

Publication number: CH615266A5
Application number: CH1470876A
Authority: CH
Inventors: Yu Kun Pei
Original assignee: Owens Illinois Inc
Priority date: 1975-11-24
Filing date: 1976-11-23
Publication date: 1980-01-15
Also published as: DK525476A; IL50314A; AU1767476A; IL50314A0; FR2347630A1; DE2647045A1; ZA764932B; LU76214A1; ES451501A1; FR2334923A1; ES456710A1; NL7610415A; AU497333B2; GB1565957A; CA1077359A; FR2347630B1; BR7607783A; FR2334923B1; GB1565958A; US4033327A

Description

Die Erfindung betrifft ein Sonnenenergiekollektor-Modul gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der US-Patentschrift Nr. 3 227 153 ist ein Sonnenkollektor beschrieben, der eine Anzahl parallel zu einander angeordnete transparente Glasrohre aufweist. Innerhalb dieser Glasröhre sind ein Einlassrohr und ein Auslassrohr zum Zu- beziehungsweise Abführen eines flüssigen Wärmeträgers angeordnet. Das eine Ende des Einlassrohres und des Auslassrohres erstrek-ken sich durch das eine Ende des genannten Glasrohres und das andere Ende des Einlassrohres und des Auslassrohres sind miteinander verbunden, damit der durch das Einlassrohr zugeführte Wärmeträger durch das Auslassrohr wieder austreten kann. Der Raum zwischen dem Glasrohr und dem Einlassrohr und dem Auslassrohr ist evakuiert. Das aus dem Glasrohr herausragende Auslassrohr ist über ein u-förmiges Ausflusstück mit dem aus dem benachbarten Glasrohr herausragenden Einlassrohr verbunden, damit der Wärmeträger durch alls Glasrohre zirkulieren kann. Das Verbinden der Einlassrohre und der Auslassrohre erfordert einen grösseren Arbeitsaufwand.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Sonnenenergiekollektor-, Modul zu schaffen, das rationell hergestellt und zusammengesetzt werden kann.

Das erfindungsgemässe Sonnenenergiekollektor-Modul ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines vollständigen und eines daneben angeordneten unvollständigen Sonnenenergiekollektor-Moduls, wobei beide auf einer Tragunterlage angebracht sind.

Fig. 2 ist ein Aufriss. teilweise im Längsschnitt, eines zu den Modulen gehörenden Einzelkollektors.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht von Innenteilen eines Verbindungsblockes, an den solche Einzelkollektoren angeschlossen sind.

Fig. 4 einen Schnitt dieses Innenaufbaues eines Verbindungsblockes 4-4 der Fig. 5.

Fig. 5 einen zugehörigen Aufriss.

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungsblockabschnittes. wobei ein Zwischenteil herausgebrochen ist.

Fig. 7 einen Querschnitt des Verbindungsblockes mit darin eingesetzten Endteilen von Einzelkollektoren.

Fig. 8 eine explodierte Perspektivansicht, welche die Verbindung zwischen zwei benachbarten Abschnitten des Verbindungsblockes veranschaulicht.

Fig. 9 eine explodierte Perspektivansicht eines Verbindungsblock-Endabschnittes und von anschliessenden Verbindungsblockteilen.

Fig. 10 eine explodierte Perspektivansicht, in welcher Tragteile veranschaulicht sind mittels welchen ein Verbindungsblockabschnitt auf der Tragunterlage montiert werden können.

Fig. 11 einen Querschnitt zu Fig. 10.

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines zur Abstützung der äusseren Enden der Einzelkollektoren dienenden Tragelementes,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Einzelteiles, das bei der Anbringung eines der Einzelkollektoren im Tragelement nach Fig. 12 Verwendung findet.

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, welche die Anbringung eines Einzelkollektorendteiles am Tragteil nach Fig. 12 veranschaulicht, und

Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Steuerungskreises. in welchem das Sonnenenergiekollektormodul eingesetzt ist.

Das dargestellte Sonnenenergiekollektor-Modul weist eine Vielzahl von Einzelkollektoren 10 auf. die an einen Verbindungsblock 11 angeschlossen sind. Das Ganze ist auf einer Tragunterlage 12 montiert, so dass es der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, z.B. auf einer südlich orientierten Seite eines Gebäudedaches. Um eine möglichst gute Ausnützung der Sonneneinstrahlung zu erreichen, ist es gut. wenn diese Tragunterlage 12 eine diffus reflektierende Oberfläche besitzt, wie sie sich beispielsweise aus einem mattweissen Anstrich ergibt. Zur Abstützung der Einzelkollektore 10 in der aus Fig. 1 am besten ersichtlichen Reihenanordnung über der Tragunterlage 12 dienen der Verbindungsblock 11 samt seinen Tragelementen 13 und die Tragelemente, welche die geschlossenen Enden der Einzelkollektore abstützen.

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In der veranschaulichten Bauweise setzt sich ein einzelnes Sonnenenergiekollektor-Modul aus den Einzelkollektoren 10, dem Verbindungsblock 11 und den Endentragelementen 14 zusammen, wobei der Achsabstand zwischen den Einzelkollektoren 10, die einen einheitlichen Durchmesser haben, bis zum s Vierfachen dieses Durchmessers beträgt ; der Abstand zwischen der die Achsen der Einzelkollektoren enthaltenden Ebene zur Tragunterlage 12 soll nicht mehr als das Vierfache dieses Durchmessers betragen.

Die Tragunterlage 12 kann eine feststehende sein, die gün- 111 stig gegen die Sonne orientiert ist ; anstattdessen könnte natürlich eine Tragunterlage 12 Verwendung finden, die beweglich montiert ist, um im Verlaufe des Tages der Sonneneinstrahlungsrichtung nachgeführt werden zu können.

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Mehrere Module können wie in Fig. 1 nebeneinander auf der Tragunterlage 12 angeordnet sein, um die zur Verfügung stehende Fläche auszunützen. Die im Modul vorhandene Anzahl von Einzelkollektoren 10 kann verschieden gross sein; in dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist das Modul zweiunddreissig Einzelkollektoren 10 auf, die in zwei Reihen paarweise einander gegenüberliegend dies- und jenseits des Verbindungsblockes 11 angeordnet sind.

Der Aufbau eines Einzelkollektors 10 ist in seinen Einzelheiten in Fig. 2 veranschaulicht. Ein solcher Einzelkollektor weist ein Hüllrohr 15 auf, das aus Glas besteht und an seinem ganzen Umfang durchsichtig ist; vor dem Zusammenbau ist dieses Hüllrohr an seinem einen Ende wie bei 16 gezeigt (vgl.

auch Fig. 14) geschlossen und an seinem anderen Ende offen ; dieses andere Ende 18 ist, wie nachher im einzelnen beschrie- m ben, hermethisch dicht an den offenen Endteil eines gläsernen Absorptionsrohres verbunden an der Stelle 18. Dieses Verbinden erfolgt vorzugsweise durch zusammenschmelzen der beiden Glasteile in einem Ringsaum unter Erhitzung der Glasteile bis in die Nähe ihres Erweichungspunktes. Der Durchmesser des ^ gläsernen Absorptionsrohres 17 ist etwas kleiner als derjenige des Hüllrohres 15 und das Rohr 17 ragt an seinem offenen Ende 17b über das Hüllrohr hinaus; das geschlossene Ende 17a hat etwa halbkugelige Form. Vor dem Zusammenbau wird auf die Aussenoberfläche des Absorptionsrohres 17 ein lichtundurch- 4» lässiger, sonnenenergieabsorbierender Überzug 19 aufgebracht, der in Fig. 2 durch eine Schattierung angedeutet ist. Dieser Überzug soll aus einem durchgehend hochleistungfähigen, wel-lenlängenselektivabsorbierenden Überzugsmaterial bestehen. Solche Überzugsmaterialien sind im Handel erhältlich. Ein .45 bevorzugtes soches Material ist selektiv für Sonneneinstrahlung, hat ein Absorptionsvermögen von 0,8 oder mehr für die Sonneneinstrahlung im Wellenlängenbereich von 2.5 Mikron und darüber und ein Infrarotemittiervermögen von 0,1 oder weniger; somit hat dieser Überzug 19 ein sehr hohes Absorptions- mi vermögen und ein geringes Emittiervermögen. In typischen Ausführungen ist ein socher Belag zweischichtig, wobei eine erste untere Schicht aus einem Überzug aus Aluminium oder Silber besteht, der auf der Glasoberfläche abgelagert ist; die überlagerte Schicht ist vorzugsweise eine solche aus einem 55 Halbleitermaterial, damit sich die gewünschte Wellenlängenselektivität bzw. - empfindlichkeit ergibt. Der offene Endteil 17b des Absorptionsrohres wird bei der Montage in dem Verbindblock eingesetzt, so wie dies nachher im einzelnen beschrieben wird. Der freie geschlossene Endteil 17a des Absorptionsrohres Ml 17 wird im benachbarten Ende des Hüllrohres 15 gehaltert durch eine schraubenlinienförmig-spiralig gewundene Feder 20. Nachdem die Rohre 17 und 15 ineinander geschoben und bei 18 miteinander verbunden worden sind, wird der Zwischenraum 21 auf einen Unterdruck in der Grössenordnung von 10"4 Torr oder ,,5 weniger gebracht. Die Baueinheit 17,18,15,20 wird dann bei hoher Temperatur gebacken zwecks Entfernens von Feuchtigkeit und es wird das Hüllrohr in bekannter Glasbearbeitungstechnik bei 16 schmelzverschlossen, wobei sich ein vakuumdichter Abschluss ergibt.

Der Verbindungsblock 11 ist in seinen Einzelheiten in den Fig. 3-11 veranschaulicht. In den Fig. 3-5 und 7 sieht man eine Serie von Schalen 22, 22', die aus Blechpresslingen bestehen, wobei als Metall dieser Presslinge vorzugsweise Kupfer in Frage kommt wegen seiner Korrosionsbeständigkeit. Die Schalen 22,22' haben einen stufenweise vom Boden weg erweiterten Mantel 23 mit einem Flansch 24 am äusseren Ende, und eine BoBodenwand 25. Innerhalb des Flansches 24 befindet sich eine Ringnut 26, in welcher ein Dichtungsring 27 aus Silikongummi eingesetzt ist (Fig. 4 und 7).

Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind die Schalen 22, 22' paarweise miteinander verbunden bei ihren Bodenwänden 25, die aneinanderliegen. Diese Bodenwände haben eine zentrale Öffnung, wobei ein öffnungsbergenzungsrand des Bodens der einen Schale um den öffnungsbegrenzungsrand an der Bodenwand der anderen Schale umgebördelt ist. Am so gebildeten gemeinsamen Rand 29 der Öffnung 28 ist eine Tülle 30 aus Silikongummi angebracht.Die Mantelwand 23 der Schalen hat eine Durchlassöffnung 31 zur Aufnahme eines Endes eines kupfernen Rohres 32, welches eine Querverbindung zwischen einer Schale eines Schalenpaares und einer Schale 22' eines benachbarten Schalenpaares bildet. Die Schalen 22,22' und Verbindungsrohre 32 werden in die aus den Fig. 4 und 5 ersichtliche Anordnung gebracht, um in der weiter unten beschriebenen Weise miteinander verbunden zu werden.

In der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Anordnung erstreckt sich auf der einen Seite der Reihe vo r Schalenpaaren ein Einlassrohr 33 und auf der anderen Seite dieser Reihe von Schalenpaaren ein Auslassrohr 34. Diese Rohre 33 und 34 erstrecken sich in der Längsrichtung des Verbindungsblockes 11. Das Einlassrohr 33 ist durch einen Stutzen 36 (Fig. 3 und 5) mit dem Innern der einen Schale 22' des in Fig. 3 rechts aussen gelegenen Schalenpaares verbunden, an einer Stelle, die um die Achse dieses Schalenpaares gegenüber der Verbindungsöffnung zum betreffenden Verbindungsrohr 32 um 90° versetzt ist. Das Betriebsfluid tritt vom Einlassrohr 33 kommend durch den Stutzen 36 hindurch in das Innere der Schale 22', an welche dieser Stutzen angeschlossen ist; es fliesst dann im Ringraum des zugeordneten Einzelkollektors 10 bis zum Ende des Durchleitrohres 73,

(siehe Fig. 2), dann in diesem bis zu dessen anderem Ende, dann im Ringraum des gegenüberliegenden Einzelkollektors 10 bis zur Öffnung 31 in der Schale 22; das Betriebsfluid gelangt dann durch das an diese Öffnung 31 angeschlossene Verbindungsrohr 32 in die Schale 22', die dem zweiten Einzelkollektorpaar zugeordnet ist, durchströmt dieses ähnlich wie das erste Einzelkollektorpaar, u.s.w. bis und mit letztem Kollektorpaar an ein und demselben Verbindungsblockabschnitt. Von der zuletzt durchflossenen Schale 22 gelangt das Betriebsfluid durch den Stutzen 38 hindurch in das Auslassrohr 34.

Bei aus mehreren Abschnitten bestehendem Verbindungsblock können diese inbezug auf den Durchfluss des Betriebsflu-ids in Serie hintereinander geschaltet sein, so wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Das Einlassrohr 33 eines Verbindungsblock-Zwischenabschnittes wird dann durch eine weichgelötete Verbindung an das Auslassrohr 34' (in Fig. 5 strichpunktiert angedeutet) eines vorgeschalteten Verbindungsblockabschnittes angeschlossen bei seinem erweiterten Ende 33a, wogegen das entgegengesetzte Ende 33b verschlossen ist. Das Auslassrohr 34 ist unter dem offenen Ende 33 a des Einlassrohres also an seinem Ende 34b, verschlossen, aber an seinem anderen Ende 34a erweitert zur Verbindung mit dem Einlassrohr 33a des nächstfolgenden Verbindungsblockabschnittes. Die modulinneren Verbindungen zwischen benachbarten Abschnitten werden an der Baustelle, also dort wo das ganze Sonnenenergiekol-lektor-Modul aufgesetzt wird, hergestellt. Bei der Fabrikation werden die einen Verbindungsblockabschnitt zugehörigen

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Metallteile in einer Lehre eingesetzt und in einem Ofen anein-andergelötet. Danach wird dieses metallische Gebilde in eine Form eingesetzt, um in derselben mit einer thermisch-isolierenden Umhüllung versehen zu werden, die insbesondere aus den Fig. 6 bis 9 ersichtlich ist. Diese Umhüllung 39 wird erhalten s innerhalb der Form durch Einschäumen von Polyurethan ; sie hat also eine Zellenstruktur und niedrige Raumdichte. Das Polyurethan wird bevorzugt, weil es ausgezeichnete thermische Isolierung ergibt und eine ziemlich harte Oberflächenschicht hat. Die Form muss natürlich die gewollte Aussenkontur der m Umhüllung begrenzen. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat die Umhüllung 39 im Grossen und Ganzen die äussere Form eines Zylinders, aus deren Stirnseiten das Einlassrohr oder das Auslassrohr 34 oder beide (wie in Fig. 6) herausragen, ja nachdem, ob es sich um einen Endabschnitt oder einen Zwischenabschnitt i s des Verbindungsblockes 11 handelt. Die Form, in welcher die isolierende Umhüllung 39 hergestellt wird, weist Zäpfen und Kerne auf zur Bildung von Ausnehmungen 40, die zur Aufnahme der offenen Endteile der Einzelkollektoren bestimmt sind so, dass diese an den Dichtungsringen 27 anliegen können, :i> welche in dem äusseren Randteilen der Schalen 22 eingesetzt sind (Fig. 7). Jede solche Ausnehmung 40 mündet bei einer flachen Fläche 41 aus, wobei die Einzelkollektoren an den Übergängen solcher Flächen in die Ausnehmungen anliegen. Die fertige Umhüllung wird mit einer dünnen Lage von gegen Korrosion widerstandsfähigem Material versehen, welche die Zellenräume der Aussenschicht nach aussen abdeckt. Diese Lage kann durch einen matt-weissen Farbbelag gebildet sein, der aufgestrichen oder aufgespritzt sein kann ; es eignet sich z. B. sehr gut ein Organo-Polysyloxan-Harz, das in n-Butanollö- m sungsmittel aufgelöst ist, wobei der Gewichtsanteil des Harzes etwa 40 % beträgt. Nach Aufstreichen oder Aufspritzen wird die Lage getrocknet und ausgehärtet ; es ergibt sich so ein Schutzbelag über der eher harten Aussenschicht des isolierenden Schaumstoffes, wobei dieser Belag eine gute Verschleissfe- is stigkeit aufweist.

In der Zeichnung sind die verschiedenen Verbindungsblockabschnitte veranschaulicht, die es braucht, um mehrere Module hinsichtlich Durchströmung durch das Betriebsfluid in Serie aneinander anzuschliessen ; es handelt sich dabei um Endabschnitte und um Zwischenabschnitte. Ein Endabschnitt ist in der Fig. 9 veranschaulicht; er hat einen Einlassanschluss, der als Rohrbogen 42 durch Weichlöten am herausragenden Ende des Einlassrohres 33 befestigt ist. Nachdem der Anschluss ausgeführt ist, wird er durch eine Endkappe 43 abgedeckt, welche über das nebenan bedindliche Ende der Umhüllung 39 aufgesteckt wird bis die am freien Rand vorhandenen Ausnehmungen 44 an den benachbarten Einzelkollektoren 10 anliegen.

Ein Zwischenabschnitt des Verbindungsblockes ist in den 5„ Fig. 6 und 8 veranschaulicht. Bei ihm ragen die Rohre 33 und 34 aus den Stirnflächen der isolierenden Umhüllung 39 heraus. Aufeinanderfolgende Zwischenabschnitte sind um 180° um ihre Längsachse versetzt einzuordnen, so dass das Einlassrohr eines jeden solchen Zwischenabschnittes 33 an das Auslassrohr 34 des vorgeschalteten Abschnittes angeschlossen ist, so wie dies in Fig. 8 veranschaulicht ist. Desgleichen ist das Auslassrohr des einen Abschnittes an das Einlassrohr des anderen Abschnittes angeschlossen. Nach Ineinandersetzen der herausragenden Rohrenden werden diese durch Weichlötung leicht miteinander verbunden. Danach wird eine nach einer Diametralebene geteilte Muffe 45 an der Verbindungsfuge der beiden Abschnitte angebracht. Die beiden Hälften dieser Muffe 45 haben in ihren dies- und jenseits einer mittleren, nach innen ragenden Rippe 47 befindlichen Teilen 46 je eine Ausnehmung ,,s 44 für den Durchlass benachbarter Einzelkollektoren in ihrer Gebrauchslage, in welcher diese Hälften beispielsweise durch Ankleben oder mittels Klebband gesichert sind.

Eine Möglichkeit zur Anbringung der einzelnen Verbindungsblockabschnitte an der tragenden Unterlage 12 besteht in der Verwendung von Stützvorrichtungen 13, wie sie in den Fig. 1,10 und 11 gezeigt sind. Eine solche Vorrichtung weist ein Winkelstück 48 auf, das in einem Tragvorsprung 49 der isolierenden Umhüllung 39 eingebettet ist, wie in Fig. 9 gezeigt. Dieses Winkelstück 48 befindet sich mit seinem nach unten ragenden Schenkel in Anlage an einem entsprechenden Schenkel eines Winkelstückes 50, an dem es mittels Schrauben 51 befestigt ist. Das Winkelstück 50 ist aber vorher an der tragenden Unterlage 12, beispielsweise an einem Dach befestigt worden unter Verwendung eines Gummizwischenstückes 53, von Schrauben und von Sicherungsfederscheiben 55. Die Befestigungsvorrichtungen 13 halten die Abschnitte des Verbindungsblockes 11 in Abstand über der tragenden Unterlage 12 zur Erreichung der folgenden Zwecke: (1) Festhalten des Verbindungsblockes und somit der inneren Enden der Einzelkollektoren 10 bei deren innerem Ende in einem vorgewählten Abstand über der diffus-reflektierenden Tragoberfläche 12 zur Erzielung optimaler Betriebsbedingungen, und (2) Abgehobenhalten des Verbindungsblockes von der Tragunterlage zwecks Ermöglichung des Abfliessens von Regenwasser und von Schmelzwasser und auch zur Ermöglichung des Vorbeiströmens von Wind, wobei die zylindrische Form dei besten Voraussetzungen schafft für einen geringen Luftwiderstand.

Zur Abstützung des geschlossenen Endes des Absorptionsrohres der Einzelkollektore 10 ist eine Vorrichtung vorgesehen, die in ihren Einzelheiten in den Fig. 12 bis 14 veranschaulicht ist. Jede solche Vorrichtung weist einen Winkelstab 14 auf, der sich parallel zur Längsachse des Verbindungsblockes erstreckt und mit seinem einen Schenkel an der Tragunterlage 12 befestigt ist. Dieser Schenkel 56 hat einen wellenförmigen Rand 57, der mit einem entsprechenden Rand eines benachbarten Tragstabes, der zu einem benachbarten Kollektormodul gehört im Eingriff, so wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Dieser Schenkel 56 hat auch querverlaufende Schlitze 58, welche im Bereich des Überganges zum aufragenden Schenkel in Durchlassöffnungen 59 ausmünden, zwecks Ermöglichung des Ablaufes von Regen oder Schmelzwasser. Der aufragende Schenkel 60 des Tragstabes 14 hat in Längsrichtung verteilte Durchlassöffnungen 61, wobei der Achsabstand dieser Öffnungen mit demjenigen der Einzelkollektoren 10 übereinstimmt, so wie er gegeben ist durch den Achsabstand der Schalenpaare im Verbindungsblock. Vom Begrenzungsrand jeder solchen Öffnung 61 ragen Lappen 63 nach innen ; eine kegelig verjüngte Kappe 62 aus Kunststoff ist auf den verschlossenen Endteil 17a jedes Einzelkollektors aufgesetzt, der durch eine solche Öffnung 61 hindurchragt.

Vor dem Aufmontieren eines Einzelkollektors auf den Tragstab 14 wird ein geradliniges Durchleitrohr 71 (Fig. 2) durch die Gummitülle 30 hindurchgeführt, die in der weiter oben beschriebenen Weise in den aneinanderbefestigten Bodenwänden 25 eines Schalenpaares 22, 22' eingesetzt ist. Das Durchleitrohr besteht vorzugsweise aus Glas und liegt in ihrer Längsmitte abdichtend an der Gummitülle 30 an ; eine Längshälfte dieses Durchleitrohres erstreckt sich also durch das Absorptionsrohr 10 des auf der rechten Seite des Verbindungsblockes gelegenen Einzelkollektors und die andere Hälfte dieses Durchleitrohres 73 erstreckt sich in ähnlicher Weise bis in die Nähe des geschlossenen Endes 17a des Absorptionsrohres desjenigen Einzelkollektors, der auf der linken Seite des Verbindungsblockes gelegen ist (Fig. 7). Das Durchleitrohr wird eingesetzt, bevor die aus den Rohren 15 und 17 bestehenden Einzelkollektore in die Gummidichtungsrohre 27 eingeführt werden, die im entsprechenden Schalenpaar 22, 22' vorhanden sind. Beim Einsetzen der Einzelkollektoren ist darauf zu achten, dass die vorerst auch durch eine zugehörige Öffnung 61 des Tragstabes 14 hindurchgeführt werden.

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Danach wird ein topfförmiger Halter 64 mit darin eingesetzter Feder so aufgesetzt, dass diese Feder am Endteil 66 der Kappe 62 anliegt, während das andere Ende der Feder sich am Boden des Halters 64 abstützt. In diesem Boden ist ein Wasser-ablaufloch 68 vorgesehen. Die Kappe 62 liegt bei komprimierter Feder 65 mit Längsrippen 72 am geschlossenen Ende 17a des Absorptionsrohres 17 an. Ausnehmungen 69, die im hinteren Flansch des Halters vorgesehen sind, werden nun mit den Lappen 64 ausgerichtet, die am Rand des Loches 61 im Tragstab 14 vorhanden sind. Durch Verstärkung des Durckes auf dem Halter kann nun der Flansch an dem Lochrand vorbeigeführt werden und unter Beibehaltung des Druckes anschliessend im Uhrzeigersinn (Fig. 14) gedreht und schliesslich entlastet werden. Der Flansch 70 und die Lappen 63 arbeiten in der Art eines Bajonettverschlusses zusammen. Die Verdrehung des Halters wird durch Längsrippen 71 begrenzt, die von der Mantelwand des Halters 64 nach aussen ragen. Wenn der Halter druckentlastet wird, so liegen die Abschnitte des Flansches 70 an den Lappen 63 an. Das Hüllrohr 15 des Kollektors 10 liegt einzig und allein an der Endlapp e 62 an, damit ein Verkratzen seiner Oberfläche vermieden wird; zugleich wird das offene Ende des Kollektors 10 in die in Fig. 7 gezeigte Anlage an einer der Schalen 22 gedrückt.

Dieser Druck kann ausgelegt sein für einen niedrigen Betriebsmitteldruck. Wenn letzterer etwa 0.7 kg cm2 übersteigt. so wird der Einzelkollektor 10 au ; der Anlage gemäss Fig. 7 weggedrückt, weil der Betriebsmitteldruck gegen das geschlossene Ende 17a des Absorptionsrohres wirkt, entgegen der Federbelastung. Es wird dann die dichte Anlage an der Schale bzw. am zugehörigen Dichtungsring 27 aufgehoben und so sichergestellt, dass der Einzelkollektor nicht durch Betriebsmitteldruck überlastet werden kann.

Die Fig. 15 ist ein Strömungsschaltbild, welches zeigt, wie der Kollektor in eine Anlage eingesetzt ist. Das in einem oder mehreren Kollektormodulen erwärmte Betriebsfluid verlässt den Kollektor durch das Auslassrohr 34 und gelangt in einen Speicherbehälter 74, der bei 75 ein Entlastungsventil 76 hindurch entlüftet ist. Das erwärmte Fluid wird dann durch eine Niederdruckpumpe 78 durch einen Wärmeaustauscher hindurch gefördert, der auch an eine äussere Last angeschlossen ist. Das den Wärmeaustauscher verlassende Fluid gelangt dann in das Einlassrohr, womit der Kreislauf geschlossen ist. Der Druck im Kreislauf wird auf dem für das System gewählten Wert gehalten.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Sonnenenergiekollektor-Modul mit einer Mehrzahl von rohrförmigen Einzelkollektoren (10). die einen einheitlichen Aussendurchmesser haben und je ein am ganzen Umfang durchsichtiges Hüllrohr (15) mit einem geschlossenen und einem offenen Ende, und ein in diesem Hüllrohr eingesetztes, längliches Absorptionsrohr (17) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsrohr im radialen Abstand vom Hüllrohr gelegen ist, ein geschlossenes Ende (17a) und einen sich aus dem offenen Ende des Hüllrohrs heraus erstreckenden offenen Endteil (17b) hat, zwischen seinen Enden mit einem sonnenenergieabsorbierenden Belag versehen ist. dass das offene Ende des Hüllrohrs an seinem Umfang dicht mit dem Absorptionsrohr verbunden ist. so dass zwischen beiden ein geschlossener Raum vorliegt, in dem ein unteratmosphärischer Druck herrscht, dass das Absorptionsrohr eine Kammer umgibt, die bei der Absorptionsfläche gelegen ist, dass ein länglicher Verbindungsblock (11) vorhanden ist, der seitliche nach aussen offene Schalen (22) aufweist, in denen die offenen Endteile

( 17b) der Absorptionsrohre (17) angeordnet sind, dass jede dieser Schalen an ihrem äusseren offenen Ende einen Ringflansch (26) hat, in welchem ein Dichtungsring (27) festgehalten ist. welcher eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtung zwischen Schale und zugehörigem Absorptionsrohr gewährleistet, dass ein Einlassrohr (33) vorhanden ist. welches an Mittel (34) für die Zufuhr von Betriebsfluid anschliessbar und an mindestens eine der Schalen angeschlossen ist, und dass Mittel (32: 73) zum Verbinden der Schalen untereinander, ein Auslassrohr (34), das auch mit mindestens einer der Schalen verbunden ist. um aus ihr Betriebsfluid aufzunehmen, eine thermisch isolierende Umhüllung (39) aus porösem Stoff mit niedriger Raumdichte, welche Umhüllung alle Schalen sowie die Verbindungsmittel und das Einlass- und Auslassrohr umgibt und Öffnungen (40) hat, die koaxial zu den Schalen gelegen sind und die Einzelkollektoren mit den Schalen des Verbindungsblocks verbinden, und Mittel (14) zum Stützen der in die Schalen eingesetzten Einzelkollektoren (10) vorhanden sind.
2. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Umhüllung (39) aus geschäumtem Polyurethan besteht.
3. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenoberfläche der Umhüllung (39) mit einem Überzug aus Organopolysiloxan-Harz versehen ist.
4. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsblock (11) eine Mehrzahl von Tragvorrichtungen (13) aufweist, die in Längsrichtung des Verbindungsblockes in Abstand voneinander angeordnet und teilweise in der isolierenden Umhüllung (39) eingebettet sind, welche Tragvorrichtungen eingerichtet sind zum Festhalten des Verbindungsblockes in gehobener Lage in Abstand über einer tragenden Unterlage (12).
5. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassrohr (33) sich in Längsrichtung des Verbindungsblockes bzw. seiner Umhüllung erstreckt und an einem oder beiden Enden aus dieser Umhüllung herausragt.
6. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Stützen der Einzelkollektoren (10) einen Endenstützstab (14) aufweisen, welcher sich in Längsrichtung des Verbindungsblockes in einem Abstand von ihm erstreckt, der kleiner ist als diejenige Länge, über welche die Einzelkollektoren aus dem Verbindungsblock herausragen, in dem sie mit ihrem offenen Endteil eingesteckt sind, wobei der Endenstützstab (14) eine Mehrzahl von in seiner Längsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Offnungen (61) hat, die je eines der äusseren geschlossenen Enden der Einzelkollektoren lose umgeben.dass auf das geschlossene Ende

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jedes Hüllrohres (15) ein sich kegelig erweiterndes Kappenelement (62) teleskopisch aufgesetzt ist und an ihm anliegt, ein topfförmiger Halter (64) jedes kappenförmige Glied und den zugehörigen Einzelkollektor-Endteil umgibt, eine Schraubenfe-' der (66), in komprimiertem Zustand zwischen dem Kappenelement und dem topfförmigen Halter eingesetzt ist. und Mittel (63. 70) vorgesehen sind, welche jeden topfförmigen Halter mit dem Endenstützstab (14) bei einer der Öffnungen (61) lösbar verbinden so. dass jeder Einzelkollektor unter Federbelastung : mit seinem offenen Ende an der zugehörigen Schale des Verbindungsblockes in dichtender Anlage gehalten wird.
7. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, dass die Kappenelemente (62) aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und an der Innenseite ihrer

:5 Mantelwand vorstehende, in Längsrichtung verlaufende Rippen (72) haben, welche an der Aussenoberfläche der Einzelkollektoren anliegen.
8. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, welche den topfförmigen

:• Halter am Endenstützstab (14) lösbar festhalten, aus mehreren am Umfang der Öffnung radial einwärts ragenden Lappen (63 ) und aus einem in Umfangsrichtung mehrmals unterbrochenem Flansch (70) bestehen, der sich am topfförmigen Halter nach aussen erstreckt, wobei die Flanschabschnitte und die Lappen als bajonettartiger Verschluss zusammenwirken.
9. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, dass der Endenstützstab (14) aus einem im Querschnitt L-förmigen, metallischen Stab besteht, in dessen aufragendem Schenkel (60) die die äusseren Enden der Einzel-kollektoren umgebenden Öffnungen (61) angeordnet sind, wobei im andern Schenkel (56) Schlitze (58) vorhanden sind, die sich bis zu dessen freiem Rand und bis in den Übergang zum aufragenden Schenkel erstrecken, wo sie vorzugsweise erweitert sind, zwecks Ermöglichung des Durchlasses von Regen- und

•5 Schneeschmelzwasser das über die das Modul tragende Fläche abfliesst.
10. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, dass der andere Schenkel (56) des Stabes einen nach einer Wellenlinie verlaufenden freien Rand hat. der

. dazu bestimmt ist. mit einem ähnlichen verlaufenden Rand eines entsprechenden Schenkels eines zur Stützung der Einzelkollektoren eines benachbarten Moduls nebenanliegenden Stützstabes einzugreifen.
11. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 1. da-

4* durch gekennzeichnet, dass der Verbindungsblock (11) mehrere Paare von den koaxialen, metallischen Schalen (22) aufweist, dass ein zwischen den Ringflanschen (26) liegender Wandteil (23) eine Kammer begrenzt, und Bodenteile (25) der Schalen die Kammern des Schalenpaares gegeneinander abgrenzen, dass ?.. das Einlassrohr (33) sich in Längsrichtung des Verbindungsblockes erstreckt und durch einen Stutzen (36) bei einem seiner Enden mit mindestens einer der Kammern in einem der Schalenpaare verbunden ist, dass das Auslassrohr (34) sich in Längsrichtung des Verbindungsblockes erstreckt in Abstand vom Einlassrohr, dass das Auslassrohr durch einen zugehörigen Stutzen (38) mit einer entgegengesetzten Kammer eines anderen Schalenpaares verbunden ist, und dass die Verbindungsmittel Verbindungsrohre (32) umfassen, welche die eine Kammer in einem der Schalenpaare mit einer entgegengesetzten Kammer m. eines benachbarten Schalenpaares verbinden.
12. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr (34) und das Einlassrohr (33) des Verbindungsblockes aus den Stirnseiten der Umhüllung (39) herausragen.

~5 13. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsblock in mehrere Längsabschnitte unterteilt ist, die bezüglich Durchfluss des Be-triebsfluidum durch ihre Einlassrohre und Auslassrohre mit

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einander in Verbindung stehen, und dass die einzelnen Abschnitte des Verbindungsblockes im wesentlichen zylindrische Aussenform haben, mit einheitlichem Durchmesser für alle Abschnitte.
14. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abschnitte des Verbindungsblockes in Längsabstand voneinander gelegen sind, wobei eine nach einer Durchmesserebene geteilte Muffe (45) die beieinander gelegenen Endteile benachbarter Abschnitte umgibt, ebenso wie die im Zwischenraum miteinander verbundenen Endteile der Einlass- und Auslassrohre, wobei diese Muffe aus geschäumtem Isolierstoff besteht, und eine radial nach innen ragende Rippe (47) hat. deren Stirnseiten mit jenen der daran anschliessenden Endteile von Verbindungsblockabschnitten in Anlage stehen.
15. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte des Verbindungsblockes an ihren äusseren Enden eine Kappe (43) aus geschäumtem Kunststoff tragen, welche die aus den Endabschnitten herausragenden Enden des Einlass- und oder Auslassrohres überdecken.
16. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff, aus dem die Umhüllung der einzelnen Abschnitte des Verbundblockes, die Hälften der geteilten Muffe und die auf die Enden der Endabschnitte aufgesetzten Kappen bestehen, geschäumtes Polyurethan ist.
17. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, dass an der isolierenden Umhüllung jedes Verbindungsblockabschnittes Tragelemente angebracht sind, die es ermöglichen, diese Abschnitte so an einer tragenden Unterlage anzubringen, dass zwischen dieser Unterlage und der zylinderischen Mantelfläche der Umhüllung ein Zwischenraum besteht.
18. Sonnenenergiekollektor-Modul nach Anspruch 11 oder 12. dadurch gekennzeichnet, dass die flach aneinanderliegenden und aneinanderbefestigten Schalenböden (25) jedes Schalenpaares eine an ihrem Rand mit einem Dichtungsring (30) versehene Öffnung haben, ein im Dichtungsring eingesetztes Durch-leitrohr (73) sich in die Nähe der geschlossenen Enden der beiden, in die Schalen des Schalenpaares eingesteckten Absorptionsrohre (17) erstreckt, das Ganze derart, dass Betriebsfluid in jedem einem Schalenpaar zugeordneten Paar von Einzelkollektoren zuerst in einem der Einzelkollektoren die Innenfläche des zugehörigen Absorptionsrohres (17) bestreicht, dann das Durchleitrohr (73) durchströmt, dann die Innenfläche des Absorptionsrohres (17) des zweiten Einzelkollektors des Paares bestreicht, um anschliessend durch eines der Verbindungsrohre (32) zum benachbarten Einzelkollektorpaar geleitet zu werden, und sich hinsichtlich Durchströmung eine Serieschaltung sämtlicher am Verbindungsblock oder Verbindungsblockabschnitt angesetzter Einzelkollektoren zwischen Einlassrohr (33) und Auslassrohr (34) ergibt.