DE102018114074A1

DE102018114074A1 - air collector

Info

Publication number: DE102018114074A1
Application number: DE102018114074.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2019-12-19

Abstract

Bei einem Luftkollektor (1) mit einem Absorber (3) zur Absorption von Sonnenlicht, wenigstens einer Kammer (15) des Luftkollektors (1), durch welche Luft strömt, um vom Absorber (3) erwärmt zu werden, wenigstens einer Wand (5) zur Begrenzung der vorgesehenen Kammern (15) des Luftkollektors (1), wobei die Wand (5) für Sonnenlicht wenigstens teilweise durchlässig ist und wobei die Wand (5) wenigstens zwei Längsränder (5a) aufweist, einem Einlass (21), durch welchen die Luft in den Luftkollektor (1) eintritt, um erwärmt zu werden, und einen Auslass (22), durch welchen die erwärmte Luft aus dem Luftkollektor (1) austritt, ist wenigstens eine der vorgesehenen Wände (5) gewölbt, wobei die Wand (5) im Ausgangszustand flach ist und ihre gewölbte Form durch Biegen erhalten hat.In the case of an air collector (1) with an absorber (3) for absorbing sunlight, at least one chamber (15) of the air collector (1) through which air flows in order to be heated by the absorber (3), at least one wall (5) for delimiting the provided chambers (15) of the air collector (1), the wall (5) being at least partially permeable to sunlight and the wall (5) having at least two longitudinal edges (5a), an inlet (21) through which the Air enters the air collector (1) to be heated, and an outlet (22) through which the heated air exits the air collector (1) is curved at least one of the walls (5) provided, the wall (5 ) is flat in the initial state and has obtained its curved shape by bending.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftkollektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.The invention relates to an air collector with the features of the preamble of claim 1.

Das Grundprinzip von Lufkollektor besteht darin, dass Sonnenlicht in eine Kammer mit einem Absorber fällt, der sich erwärmt und seinerseits die Wärme an vorbeiströmende Luft abgibt. Für die Konstruktion, insbesondere der Kammer, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So weist der Luftkollektor gemäß der DE 29 47 811 A1 als Absorber ein Blech auf, zwischen dessen hochgebogenen Längsrändern als Wand eine transparente Kunststofffolie gespannt ist, wodurch die Kammer gebildet wird. Auch in der DE 103 07 540 A1 wird ein Luftkollektor mit einer Folie als Wand beschrieben. Mittels eines Überdrucks in der Kammer wird die gewölbte Form der Folie stabilisiert. Der Luftkollektor der DE 199 17 578 C1 weist Kammern auf, die durch eine transparente Stegplatte als Wand auf der sonnenzugewandten Seite und eine trapezförmig gewellte Absorberplatte auf der sonnenabgewandten Seite der Kammern gebildet sind.The basic principle of the air collector is that sunlight falls into a chamber with an absorber that heats up and in turn emits the heat to the air flowing past. There are different options for the construction, especially the chamber. So the air collector according to the DE 29 47 811 A1 as an absorber on a sheet, between the curved longitudinal edges of a transparent plastic film is stretched as a wall, whereby the chamber is formed. Also in the DE 103 07 540 A1 an air collector with a film is described as a wall. The curved shape of the film is stabilized by means of an overpressure in the chamber. The air collector of the DE 199 17 578 C1 has chambers which are formed by a transparent web plate as a wall on the side facing the sun and a trapezoidal corrugated absorber plate on the side of the chambers facing away from the sun.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Luftkollektor der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Luftkollektor mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention is based on the object of improving an air collector of the type mentioned. This object is achieved by an air collector with the features of claim 1. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.

Mittels gewölbter Wände wird die Anzahl der Einzelteile reduziert, so dass sich die Herstellung des Luftkollektors vereinfacht. Zudem ergibt die Wölbung eine aerodynamische Bauform, die gegen Windlasten weniger anfällig ist als eine eckige Bauform.Die zu wölbenden Wände sind im Ausgangszustand flach, d.h. sie sind als Platten ausgebildet, mit zwei wenigstens näherungsweise parallelen Längsrändern, quer dazu verlaufenden, zu krümmenden Seiten und einer wenigstens näherungsweise konstanten Dicke. Sie sollen eine gewisse Biegesteifigkeit haben, welche deutlich höher als diejenige von Folien ist. Die gewölbte Form bildet sich aus, wenn auf die jeweilige Wand ein Biegemoment wirkt und selbige biegt. In Abhängigkeit des verwendeten Materials liegt das Verhältnis der Dicke der Wand zur Breite der zu biegende Seite der Wand vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 % bis 1 %. Die Wand erhält ihre gewölbte Form durch Biegen aufgrund einer Verringerung des Abstandes der beiden Längsränder. Die Biegesteifigkeit der formstabilen Wand macht Stützrippen oder ähnliche formgebende Elemente entbehrlich, wie sie bei Folien zur Aufrechterhaltung (und zur Erzeugung) der gewölbten Form notwendig sind.The number of individual parts is reduced by means of curved walls, so that the production of the air collector is simplified. In addition, the curvature results in an aerodynamic design that is less susceptible to wind loads than an angular design. they are designed as plates, with two at least approximately parallel longitudinal edges, transverse to curvature sides and an at least approximately constant thickness. They should have a certain bending stiffness, which is significantly higher than that of foils. The arched shape is formed when a bending moment acts on the respective wall and bends it. Depending on the material used, the ratio of the thickness of the wall to the width of the side of the wall to be bent is preferably in the range from about 0.5% to 1%. The wall is given its curved shape by bending due to a reduction in the distance between the two longitudinal edges. The bending stiffness of the dimensionally stable wall makes support ribs or similar shaping elements superfluous, as are necessary with foils to maintain (and create) the arched shape.

Ein bevorzugtes Material für die Wände sind Platten aus Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat, die sich in eine Richtung beziehungsweise um eine Achse gut biegen lassen, ansonsten aber sehr formstabil sind und zudem für Sonnenlicht transparent sind. Es ergibt sich ein geringes Gewicht. Mittels einer Rippenstruktur oder dergleichen ergibt sich eine Vorzugsrichtung für das Biegen. Alternativ bestehen die Platten aus biegsamem Glas, welches die gleichen Eigenschaften zeigt. Als isotropes Material ist dabei eine Biegung um mehrere Achsen möglich. Die verwendeten Materialien können so gewählt werden, dass sie den entstehenden Temperaturen auch standhalten, wenn die Luft nicht mehr strömt, beispielsweise bei Ausfall eines Gebläses. Ein Überhitzen des Luftkollektors wird so vermieden. Die verwendeten Materialien können auch so gewählt werden, dass es nur wenige Sorten gibt, also der Luftkollektor gut zu recyceln ist.A preferred material for the walls are sheets of plastic, for example polycarbonate, which can be bent in one direction or around an axis, but are otherwise very dimensionally stable and are also transparent to sunlight. The weight is low. A preferred direction for bending results from a rib structure or the like. Alternatively, the plates are made of flexible glass, which shows the same properties. Bending around several axes is possible as an isotropic material. The materials used can be selected so that they can withstand the resulting temperatures even when the air stops flowing, for example if a blower fails. This prevents the air collector from overheating. The materials used can also be selected so that there are only a few types, so that the air collector is easy to recycle.

Die Verwendung einer biegbaren und ansonsten formstabilen Wand gegenüber Folien hat den Vorteil, dass in der Kammer ein Unterdruck eingestellt werden kann, was sowohl für ein Ansaugen der Luft als auch für die Dichtigkeit günstig ist. Zudem wird eine Geräuschentwicklung bei Druckschwankungen vermieden. Eine geringfügige Verbesserung ergibt sich noch durch eine Brechung des Sonnenlichtes in den Randbereich, so dass der Absorber etwas mehr Sonnenlicht erhält als dass bei abgewinkelten Seitenwänden der Fall wäre. Als bevorzugte Ausführungen sind zwei gewölbte Wände oder eine gewölbte (auf der sonnenzugewandten Seite) und eine flache Wand (auf der sonnenabgewandten Seite) vorgesehen. Im ersten Fall kann die Luft auf zwei Seiten des Absorbers strömen, was den Wirkungsgrad erhöht, im zweiten Fall auf der sonnenzugewandten Seite. Eine Dämmplatte auf der Innenseite der sonnenabgewandten Wand kann den Wirkungsgrad weiter steigern. Stirnseitige Deckel können so gewählt werden, dass die auf beiden Seiten des Absorbers strömende Luft gleichgerichtet oder nach einer Umlenkung gegenläufig strömt. Mit einem konstanten Profil in Längsrichtung des Luftkollektors ist ein modularer Aufbau mit aneinander anschließenden Kammern gut zu verwirklichen.The use of a bendable and otherwise dimensionally stable wall compared to foils has the advantage that a negative pressure can be set in the chamber, which is favorable both for sucking in the air and for the tightness. In addition, noise development in the event of pressure fluctuations is avoided. A slight improvement results from a refraction of the sunlight in the edge area, so that the absorber receives a little more sunlight than would be the case with angled side walls. Two arched walls or one arched wall (on the side facing the sun) and a flat wall (on the side facing away from the sun) are provided as preferred designs. In the first case, the air can flow on two sides of the absorber, which increases the efficiency, in the second case on the side facing the sun. An insulation board on the inside of the wall facing away from the sun can further increase the efficiency. End covers can be selected so that the air flowing on both sides of the absorber flows in the same direction or flows in opposite directions after a deflection. With a constant profile in the longitudinal direction of the air collector, a modular structure with adjoining chambers is easy to achieve.

Die durch Biegen entstandene gewölbte Form wird durch ein Spannsystem aufrechterhalten, so dass ein selbsttragender Hohlkörper vorliegt. Das Spannsystem bringt das für die gewölbte Form notwendige Biegemoment auf. Vorzugsweise eignet sich das Spannsystem auch dazu, die gewölbte Form herzustellen, indem die zu biegenden Wände aus ihrem flachen Ausgangszustand heraus durch Spannen des Spannsystem gebogen werden. Es ist aber auch möglich, das Spannsystem erst einzusetzen, wenn eine Vorrichtung die Wände gebogen hat. Das Spannsystem wirkt zwischen den Längsrändern der gewölbten Wand. Es umfasst wenigstens ein Zugmittel, das vorzugsweise längenveränderlich ist. Das Zugmittel ist beispielsweise eine Gewindestange mit Muttern, zwischen denen die Längsränder der gewölbten (oder gegebenenfalls zunächst noch ungewölbten) Wände eingespannt sind. Zur Aufnahme der Längsränder der gewölbten Wände können zum Spannsystem noch Schienen gehören, insbesondere mit winkelförmigem Profil, welche mit den vorgesehenen Zugmitteln zusammenwirken. Zugleich können die Schienen durch flächige Anlage an die Wände abdichtend wirken.The arched shape created by bending is maintained by a clamping system so that a self-supporting hollow body is present. The clamping system applies the bending moment required for the curved shape. The clamping system is preferably also suitable for producing the curved shape by bending the walls to be bent out of their flat initial state by clamping the clamping system. However, it is also possible to use the clamping system only when a device has bent the walls. The tensioning system works between the longitudinal edges of the curved wall. It comprises at least one traction device, which is preferably variable in length. The traction means is, for example, a threaded rod with nuts, between which the longitudinal edges of the arched (or possibly initially still not arched) walls are clamped. To accommodate the longitudinal edges of the curved walls, rails can also belong to the clamping system, in particular with an angular profile, which interact with the provided traction means. At the same time, the rails can have a sealing effect due to their flat contact with the walls.

Der Luftkollektor kann im flachen Zustand transportiert werden, d.h. sandwichartig mit noch ungewölbten, flachen Wänden, die erst am Aufstellungsort ihre gewölbte Form erhalten. Somit ergibt sich für die Lagerung und den Transport ein flaches Packmaß. Die Wände können auch in gleicher Weise ausgetauscht werden. Etwaige Undichtigkeiten führen nicht zu einem Ausfall des Luftkollektors, sondern nur zu einer Leistungsreduzierung. Da der Luftkollektor an sich wartungsfrei ist, kann er auch zur Heizung von nicht ständig bewohnten Objekten eingesetzt werden. Vorzugsweise wird der Luftkollektor im Umluftbetrieb genutzt, d.h. die im Luftkollektor erwärmte Luft wird zum Heizen genutzt und kehrt dann wieder zurück in den Luftkollektor. Zum Entfeuchten von Räumen ist auch ein Durchlaufbetrieb mit Frischluft möglich.The air collector can be transported flat, i.e. sandwich-like with still un-arched, flat walls that only get their arched shape at the installation site. This results in a flat pack size for storage and transport. The walls can also be replaced in the same way. Any leaks do not lead to a failure of the air collector, but only to a reduction in performance. Since the air collector itself is maintenance-free, it can also be used to heat objects that are not permanently occupied. The air collector is preferably used in recirculation mode, i.e. The air heated in the air collector is used for heating and then returns to the air collector. Continuous operation with fresh air is also possible to dehumidify rooms.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

1 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, dessen Wände sich im flachen Ausgangszustand befinden,
2 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel während des Biegens der Wände,
3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, dessen Wände eine gewölbte Form aufweisen,
4 eine erste perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels,
5 eine zweite perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels,
6 einen schematischen Längsschnitt am Übergang zwischen zwei aneinandergereihten Modulen, und
7 einen schematischen Längsschnitt am Übergang zwischen Wand und dem Deckel.

The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it

1 2 shows a section through the exemplary embodiment, the walls of which are in the flat initial state,
2 a section through the embodiment during the bending of the walls,
3 3 shows a section through the exemplary embodiment, the walls of which have a curved shape,
4 1 shows a first perspective view of the exemplary embodiment,
5 2 shows a second perspective view of the exemplary embodiment,
6 a schematic longitudinal section at the transition between two modules lined up, and
7 a schematic longitudinal section at the transition between the wall and the lid.

Ein Luftkollektor 1 dient zum Erwärmen von Luft mittels Sonnenlicht. Die Strömungsrichtung der Luft entspricht der Längsrichtung des Luftkollektors 1. Der Luftkollektor 1 weist ein Profil auf, welches dem Querschnitt einer bikonvexen Sammellinse oder einer Draufsicht auf ein Schiff mit symmetrischem Bug und Heck gleicht. Dieses Profil ist in Längsrichtung des Luftkollektors 1 wenigstens näherungsweise konstant. Die Diagonale des Profils und die Längsrichtung des Luftkollektors 1 spannen eine Ebene auf, in welcher ein (flacher) Absorber 3 angeordnet ist. Der Absorber 3 weist in an sich bekannter Weise ein hohes Absorptionsvermögen für Sonnenlicht auf, beispielsweise mittels einer schwarzen Färbung. Der Absorber 3 kann aus einem Rahmen aus (metallischem) Vierkantrohr besteht, auf welchem ein Blechstreifen befestigt ist. Es sind aber auch flexible Absorber 3 denkbar, beispielsweise aus einem Netz, aus Gaze oder aus einer Folie.An air collector 1 is used to heat air using sunlight. The direction of flow of the air corresponds to the longitudinal direction of the air collector 1 , The air collector 1 has a profile that resembles the cross section of a biconvex converging lens or a top view of a ship with a symmetrical bow and stern. This profile is in the longitudinal direction of the air collector 1 at least approximately constant. The diagonal of the profile and the longitudinal direction of the air collector 1 span a level in which a (flat) absorber 3 is arranged. The absorber 3 has a high absorption capacity for sunlight in a manner known per se, for example by means of a black coloring. The absorber 3 can consist of a frame made of (metallic) square tube, on which a sheet metal strip is attached. But they are also flexible absorbers 3 conceivable, for example from a net, from gauze or from a film.

Das Profil des Luftkollektors 1 wird von zwei gewölbten Wänden 5 definiert. Die beiden Wände 5 sind wenigstens näherungsweise gleich ausgebildet. Sie sind klar (lichtdurchlässig) oder wenigstens für Infrarot-Licht durchlässig. Bevorzugt ist eine Ausbildung als handelsübliche Doppelstegplatte, bestehend aus einem Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat. Unter Verwendung von quadratischen Platten dieser Art haben die Wände 5 beispielsweise ein Dicke von etwa 1 cm und eine Seitenlänge von etwa 2 m. Die Längsrichtung wird in diesem Beispiel durch den Verlauf der Stege definiert und ansonsten durch die größte Abmessung der Wände 5. Die im Ausgangszustand flachen Wände 5 lassen sich gut um eine zur Längsrichtung parallele Achse biegen.The profile of the air collector 1 is made up of two arched walls 5 Are defined. The two walls 5 are at least approximately the same. They are clear (translucent) or at least translucent to infrared light. An embodiment as a commercially available double-wall sheet consisting of a plastic, for example polycarbonate, is preferred. Using square panels of this type, the walls have 5 for example a thickness of about 1 cm and a side length of about 2 m. The longitudinal direction is defined in this example by the course of the webs and otherwise by the largest dimension of the walls 5 , The flat walls in the initial state 5 can be easily bent around an axis parallel to the longitudinal direction.

Die beiden Wände 5 sind wenigstens näherungsweise symmetrisch zueinander mit dem Absorber 3 in der Mitte angeordnet und erstrecken sich in Längsrichtung des Luftkollektors 1. Die beiden Wände 5 sind an ihren beiden - wenigstens näherungsweise in Längsrichtung verlaufenden - Längsrändern 5a paarweise zusammengehalten. Zum Zusammenhalten ist vorliegend jeweils eine Schiene 7 mit einem zweischenkeligen Profil vorgesehen. Jede Schiene 7 nimmt von beiden Wänden 5 jeweils einen Längsrand 5a auf. Die beiden Schienen 7 verlaufen parallel zueinander in Längsrichtung des Luftkollektors 1.The two walls 5 are at least approximately symmetrical to one another with the absorber 3 arranged in the middle and extend in the longitudinal direction of the air collector 1 , The two walls 5 are on their two - at least approximately in the longitudinal direction - longitudinal edges 5a held together in pairs. In the present case, there is a rail for holding together 7 provided with a two-legged profile. Any rail 7 takes from both walls 5 one longitudinal edge each 5a on. The two rails 7 run parallel to each other in the longitudinal direction of the air collector 1 ,

Der Absorber 3 ist zwischen den Schienen 7 angeordnet. Der Abstand der beiden Schienen 7 zueinander, also quer zur Längsrichtung, ist kleiner als die Abmessung der Wände 5 in der Ebene senkrecht zur Längsrichtung, wodurch die gewölbte Form der Wände 5 entsteht. Die Kräfte zur Aufrechterhaltung der gewölbten Form der Wände 5 werden durch wenigstens ein Zugmittel 9 aufgenommen. Die vorgesehenen Zugmittel 9 sind zwischen Längsrändern 5a der Wände 5 wirksam, vorzugsweise indem sie zwischen den die Längsränder 5a der Wände 5 aufnehmenden Schienen 7 wirksam sind. Vorzugsweise sind die vorgesehenen Zugmittel 9 längenveränderlich.The absorber 3 is between the rails 7 arranged. The distance between the two rails 7 to each other, i.e. across the longitudinal direction, is smaller than the dimension of the walls 5 in the plane perpendicular to the longitudinal direction, creating the arched shape of the walls 5 arises. The forces to maintain the arched shape of the walls 5 are by at least one traction device 9 added. The intended traction devices 9 are between longitudinal edges 5a of the walls 5 effective, preferably by placing between the longitudinal edges 5a of the walls 5 receiving rails 7 are effective. The traction means provided are preferably 9 variable in length.

Als Zugmittel 9 kann beispielsweise eine Gewindestange verwendet werden, welche mit Muttern auf der Außenseite der - mit entsprechenden Bohrungen versehenen - Schienen 7 zusammenwirkt. Alternativ können als Zugmittel 9 beispielsweise Kombinationen von mehreren Gewindestangen, Stahlseilen oder Gurten mit Spannschlössern oder Gurtspannern vorgesehen sein. Die vorgesehenen Zugmittel 9 können den Absorber 3 oder mit ihm verbundene Bauteile durchdringen oder diesen in den Kraftfluss einbeziehen. Im Falle einer Ausbildung des Absorbers 3 mit einem Rahmen würde dieser Rahmen beispielsweise paarweise fluchtende Bohrungen für einen Durchtritt des Zugmittels 9 oder andere Befestigungsmöglichkeiten für jeweils ein Paar von Zugmitteln 9 aufweisen. Im Falle eines flexiblen Absorbers 3 kann dieser zugleich das Zugmittel 9 bilden. Eine Ausbildung des Absorbers 3 ohne Rahmen ist möglich. Im Falle eines festen Absorbers 3 kann selbiger Kühlrippen und/oder Luftleitbleche aufweisen, um den Wirkungsgrad zu steigern.As a traction device 9 For example, a threaded rod can be used, which with nuts on the outside of the - provided with appropriate holes - rails 7 interacts. Alternatively, as a traction device 9 for example Combinations of several threaded rods, steel cables or belts with turnbuckles or belt tensioners can be provided. The intended traction devices 9 can use the absorber 3 or penetrate components connected to it or include it in the power flow. In the case of training the absorber 3 with a frame, this frame would be, for example, pairs of aligned holes for a passage of the traction device 9 or other attachment options for a pair of traction devices 9 exhibit. In the case of a flexible absorber 3 this can also be the traction device 9 form. An education of the absorber 3 without frame is possible. In the case of a fixed absorber 3 can have the same cooling fins and / or air baffles to increase the efficiency.

Um die gewölbte Form der Wände 5 zu erzeugen, werden die zunächst flachen Wände 5 auf den beiden Seiten des Absorbers 3 positioniert und die beiden Schienen 7 an den Längsrändern 5a der Wände 5 angelegt. Die beiden Wänden 5 sind dann an jedem Längsrand 5a in dem Raum zwischen den beiden Schenkeln jeweils einer Schiene 7 angeordnet. Dann wird der Abstand zwischen den beiden Schienen 7 (und damit der Abstand zwischen den beiden Längsrändern 5a jeder Wand 5) durch Spannen der vorhandenen Zugmittel 9 verkürzt, beispielsweise um 5 bis 30 %, vorzugsweise um 10 bis 25 %. Während dieses Spannvorgangs weichen die Wände 5 der Spannung durch Ausbildung der gewünschten gewölbten Form aus. Sie biegen sich um ein in Längsrichtung - und damit wenigstens näherungsweise parallel zu den Längsrändern 5a - verlaufende Achse. Sie legen sich dabei an die Schenkel der Schienen 7 an, welche einerseits den gewünschten Winkel vorgeben und andererseits bei diesem gewünschten Winkel abdichtend wirken.To the arched shape of the walls 5 to create the initially flat walls 5 on the two sides of the absorber 3 positioned and the two rails 7 on the longitudinal edges 5a of the walls 5 created. The two walls 5 are then on each longitudinal edge 5a one rail each in the space between the two legs 7 arranged. Then the distance between the two rails 7 (and thus the distance between the two longitudinal edges 5a every wall 5 ) by tensioning the existing traction devices 9 shortened, for example by 5 to 30%, preferably by 10 to 25%. The walls give way during this tensioning process 5 the tension by forming the desired curved shape. They bend in the longitudinal direction - and thus at least approximately parallel to the longitudinal edges 5a - running axis. You lie down on the legs of the rails 7 which, on the one hand, specify the desired angle and, on the other hand, have a sealing effect at this desired angle.

Eine Alternative zu einer Schiene 7 mit einem festen Winkel zwischen den Schenkeln wäre ein Scharnier, beispielsweise ein Klavierband. Die beiden Schenkel dieser klappbaren Schiene 7 würden mit den jeweiligen Wänden 5 dicht verbunden werden und während des Spannvorgangs aufklappen. Bei einem alternativen Spannvorgang wird der Absorber 3 erst seitlich eingeschoben, wenn die Wände 5 bereits die gewünschte gewölbte Form ausgebildet haben. Der derartiger Absorber 3 könnte beispielsweise ein einfacher Blechstreifen sein. In einem anderen alternativen Spannvorgang wird mit einer externen Vorrichtung gespannt, und die vorgesehenen Zugmittel 9 werden erst am Ende des Spannvorgang zwischen den Schienen 7 angebracht. Darunter soll auch der Fall verstanden werden, dass der Absorber 3 in den Kraftfluss einbezogen ist und paarweise Zugmittel 9 vorgesehen sind, die am Ende des Spannvorgangs jeweils dem Absorber 3, insbesondere seinem Rahmen, und der zugeordneten Schiene 7 angebracht werden.An alternative to a rail 7 with a fixed angle between the legs would be a hinge, for example a piano hinge. The two legs of this foldable rail 7 would with the respective walls 5 be tightly connected and open during the tensioning process. In an alternative tensioning process, the absorber 3 only inserted laterally when the walls 5 have already formed the desired curved shape. Such an absorber 3 could be a simple sheet metal strip, for example. In another alternative tensioning process, tensioning is carried out with an external device, and the traction means provided 9 are only at the end of the tensioning process between the rails 7 appropriate. This is also to be understood as the case that the absorber 3 is involved in the flow of force and traction means in pairs 9 are provided, each at the end of the tensioning process, the absorber 3 , especially its frame, and the associated rail 7 be attached.

Es ist auch eine alternative Ausführung mit nur einer gewölbten Wand 5 denkbar. Um ein geschlossenes Profil zu erhalten, kann der Absorber 3 oder eine flache Wand auf der sonnenabgewandten Seite des Absorbers 3 mit ihren entsprechenden Längsrändern zwischen den Schienen 7 ausgerichtet sein, um am Ende des Spannvorgangs die Längsränder 5a der gewölbten Wand 5 zu erreichen und mit den Schienen 7 abdichtend zu wirken.It is also an alternative version with only one curved wall 5 conceivable. To get a closed profile, the absorber 3 or a flat wall on the side of the absorber facing away from the sun 3 with their corresponding longitudinal edges between the rails 7 be aligned to the longitudinal edges at the end of the clamping process 5a the arched wall 5 to reach and with the rails 7 to act as a seal.

Nachdem der Luftkollektor 1 sein gewünschtes Profil erhalten hat, werden an den beiden Stirnseiten Deckel 10 angebracht. Die Deckel 10 werden in abdichtender Weise mit den Wänden 5 verbunden. Die verwendeten Dichtungen 10a können in einem Spalt zwischen den Bauteilen (Wände 5, Deckel 10) angeordnet sein, wobei sie zugleich Toleranzen ausgleichen können, oder - im Falle aneinander anliegender Bauteile - die entstehende Fuge abdecken. Beispiele für Dichtungen 10a sind profilierte Dichtlippen, Klavierbanddichtungen oder Kederbanddichtungen, jeweils beispielsweise aus EPDM, oder Kompribänder, beispielsweise aus Polyurethanschaum, die nach der Montage langsam expandieren, bis sie einen vorhandenen Spalt zwischen den Bauteilen schließen.After the air collector 1 has received its desired profile, there will be covers on both ends 10 appropriate. The lids 10 are sealed with the walls 5 connected. The seals used 10a can be in a gap between the components (walls 5 , Cover 10 ) be arranged, whereby they can also compensate for tolerances, or - in the case of adjacent components - cover the resulting joint. Examples of seals 10a are profiled sealing lips, piano tape seals or keder tape seals, each made of EPDM, for example, or compri tapes, e.g. made of polyurethane foam, which expand slowly after assembly until they close an existing gap between the components.

Geeignete Befestigungsmittel 10b sorgen für den Zusammenhalt der Bauteile. Die Befestigung der Deckel 10 kann unter Zwischenlage der Dichtungen 10a an den Stirnseiten der Wände 5 erfolgen, wie es beispielsweise von Einweckgläsern bekannt ist. Es auch möglich, die Deckel 10 versetzt zur Stirnseite der Wände anzuordnen und die Dichtung 10a auf einer oder beiden Seiten mittels der Befestigungsmittel in Anlage an der Fuge zu halten. Es können auch Flanschsysteme verwendet werden.Suitable fasteners 10b ensure the cohesion of the components. Fastening the lid 10 can with the interposition of the seals 10a on the faces of the walls 5 take place, as is known for example from mason jars. It is also possible to use the lid 10 offset to the front of the walls and to arrange the seal 10a to hold on one or both sides by means of the fastening means in contact with the joint. Flange systems can also be used.

Die Deckel 10 weisen ein zum Profil des Luftkollektors 1 passende Form auf, beispielsweise ein wenigstens näherungsweise augenförmiges Profil. Um dieses spezielle Profil aus einem festeren Material herzustellen, kann auch 3D-Druck eingesetzt werden, wie es auch für andere Bauteile des Luftkollektors 1 denkbar ist. Die Deckel 10 können auch aus einem flexiblen Material bestehen, das auf die Stirnseite der Wände 5 aufgeschrumpft wird.The lids 10 point to the profile of the air collector 1 suitable shape, for example an at least approximately eye-shaped profile. In order to produce this special profile from a firmer material, 3D printing can also be used, as is the case for other components of the air collector 1 is conceivable. The lids 10 can also consist of a flexible material that is on the front of the walls 5 is shrunk.

Begrenzt von den gewölbten Wänden 5 und den Deckeln 10 werden zwei Kammern 15 im Inneren des Luftkollektors 1 gebildet, welche ihrerseits durch den Absorber 3 voneinander getrennt sind. Wenn nur eine Wand 5 gewölbt ist, wird nur eine Kammer 15 gebildet. Die Kammern 15 sind durch wenigstens einen Einlass 21 und wenigstens einen Auslass 22 zugänglich, beide von wenigstens näherungsweise gleichem Querschnitt. Der Einlass 21 ist in einem der beiden Deckel 10 vorgesehen, während der Auslass 22 im anderen, gegenüberliegenden Deckel 10 oder im gleichen Deckel 10 ausgebildet ist. Im ersten Fall ist eine einheitliche Strömungsrichtung der Luft für beide Kammern 15 vorgesehen. Im zweiten Fall ist am anderen Ende ein Übergang zur anderen Kammer 15 vorgesehen, beispielsweise ein Durchlass im oder neben dem Absorber 3 oder eine Umlenkung (Bogen) im Deckel 10, so dass die Strömungsrichtungen der Luft auf den beiden Seiten des Absorbers 3 entgegengesetzt sind. Der Durchlass oder die Umlenkung hat wenigstens näherungsweise gleichem Querschnitt wie der Einlass 21 und der Auslass 22. Der Durchlass kann aus einer oder mehreren Öffnungen bestehen. Im einfachsten Fall ist der Absorber 3 in Längsrichtung etwas kürzer ausgebildet, und der frei gebliebene Streifen neben dem Absorber 3 bildet den Durchlass.Bounded by the arched walls 5 and the lids 10 become two chambers 15 inside the air collector 1 formed, which in turn by the absorber 3 are separated from each other. If only one wall 5 is arched, only one chamber 15 educated. The chambers 15 are through at least one inlet 21 and at least one outlet 22 accessible, both of at least approximately the same cross section. The entrance 21 is in one of the two lids 10 provided while the outlet 22 in the other, opposite cover 10 or in the same lid 10 is trained. In the first case is a uniform direction of air flow for both chambers 15 intended. In the second case there is a transition to the other chamber at the other end 15 provided, for example a passage in or next to the absorber 3 or a deflection (arch) in the lid 10 so that the flow directions of air on both sides of the absorber 3 are opposite. The passage or the deflection has at least approximately the same cross section as the inlet 21 and the outlet 22 , The passage can consist of one or more openings. In the simplest case is the absorber 3 somewhat shorter in the longitudinal direction, and the strip which remains free next to the absorber 3 forms the passage.

Der Luftkollektor 1 ist für eine modulare Ausgestaltung geeignet, indem mehrere der bislang beschriebenen Aufbauten als Module dienen und - unter Auslassung der Deckel 10 und mittels geeigneter Dichtungen 10a - aneinandergereiht werden, und nur an den beiden freien Enden Deckel 10 vorgesehen sind. Als Dichtungen 10a eignen sich beispielsweise Flanschsysteme oder Dichtelemente in umlaufenden Nuten oder Spalten, wie sie auch für die Abdichtung der Deckel 10 eingesetzt werden können. Das wenigstens näherungsweise konstante Profil des Luftkollektors 1 begünstigt diese modulare Ausgestaltung.The air collector 1 is suitable for a modular design, in that several of the structures described so far serve as modules and - with the omission of the cover 10 and by means of suitable seals 10a - be strung together, and only at the two free ends of the lid 10 are provided. As seals 10a For example, flange systems or sealing elements in circumferential grooves or gaps are suitable, as is also the case for sealing the cover 10 can be used. The at least approximately constant profile of the air collector 1 favors this modular design.

Mit den im Ausführungsbeispiel als Wände 5 verwendeten Doppelstegplatten ist eine Abwandlung möglich, bei der die Hohlräume in den Wänden 5 an den Stirnseiten untereinander oder mit denen des nächsten Moduls untereinander verbunden und gegenüber der Umgebung abgedichtet sind. So entsteht ein Hohlraumsystem, welches evakuiert werden kann, beispielsweise an den Ecken der Stirnseiten, um den Wirkungsgrad zu steigern.With the walls in the exemplary embodiment 5 Double-wall sheets used a modification is possible in which the cavities in the walls 5 are connected to one another at the end faces or to one another and to those of the next module and are sealed off from the environment. This creates a cavity system that can be evacuated, for example at the corners of the end faces, to increase efficiency.

Im Betrieb des Luftkollektors 1 befördert vorzugsweise ein nicht näher dargestelltes Gebläse Luft durch den Einlass 21 auf der einen Stirnseite in wenigstens eine der vorgesehenen Kammern 15, wo die Luft am Absorber 3 entlang strömt. (Sonnen-)Licht fällt durch die sonnenzugewandte Wand 5 ein und erwärmt den Absorber 3, welcher seinerseits die Wärme an die vorbeiströmende Luft abgibt. Wenn an der anderen Stirnseite der Absorber 3 einen Durchlass oder der Deckel 10 eine Umlenkung enthält, strömt die erwärmte Luft in der anderen Kammer 15 mit umgekehrter Strömungsrichtung am Absorber 3 auf dessen sonnenabgewandter Seite entlang und erwärmt sich weiter, bis sie durch den Auslass 22 diese Kammer 15 und damit den Luftkollektor 1 verlässt. Wenn der besagte Deckel 10 auf der anderen Strinseite den Auslass 22 aufweist, verlässt die Luft den Absorber 3 bereits dort.In the operation of the air collector 1 A fan, not shown, preferably transports air through the inlet 21 on one end in at least one of the chambers provided 15 where the air is at the absorber 3 flows along. (Sun) light falls through the sun-facing wall 5 and heats the absorber 3 , which in turn releases the heat to the air flowing past. If on the other end of the absorber 3 a culvert or the lid 10 contains a deflection, the heated air flows in the other chamber 15 with reverse flow direction on the absorber 3 along its sun-facing side and continues to heat up until it passes through the outlet 22 this chamber 15 and with it the air collector 1 leaves. If the said lid 10 the outlet on the other side of the string 22 the air leaves the absorber 3 already there.

Bevorzugt ist, dass das Gebläse saugend wirkt, also nach dem Auslass 22 angeordnet ist und ein leichter Unterdruck in den Kammern 15 herrscht. Es ist aber auch möglich, dass das Gebläse vor dem Einlass 21 angeordnet ist und die Luft mit einem leichten Überdruck durch die Kammern 15 befördert. Das wenigstens näherungsweise konstante Profil des Luftkollektors 1 sorgt für geringe Strömungswiderstände und ermöglicht Gebläse mit geringem Leistungsbedarf.It is preferred that the fan has a suction effect, that is to say after the outlet 22 is arranged and a slight negative pressure in the chambers 15 prevails. But it is also possible that the blower before the inlet 21 is arranged and the air with a slight overpressure through the chambers 15 promoted. The at least approximately constant profile of the air collector 1 ensures low flow resistance and enables fans with low power requirements.

Der Luftkollektor 1 kann alternativ ohne Gebläse betrieben werden. Wenn die erwärmte Luft am Auslass 22 ungehindert ausströmen kann, beispielsweise durch eine geeignete Ausbildung der Leitungen, entsteht ein Sog, der in die Kammern 15 hineinwirkt und Luft angesaugt. Damit kann auch bei der Ausführung mit Gebläse der Ausfall des Gebläses wenigstens teilweise ausgeglichen werden.The air collector 1 can alternatively be operated without a fan. When the heated air at the outlet 22 can flow unhindered, for example by a suitable design of the lines, creates a suction that in the chambers 15 acts and sucked in air. In this way, the failure of the blower can also be at least partially compensated for in the execution with blower.

Zum Aufstellen und/oder Befestigen des Luftkollektors 1 auf einem Untergrund weist der Luftkollektor 1 einen geeigneten Träger 25 auf. Der Träger 25 ist vorzugsweise eine Rahmenkonstruktion, an welcher die Schienen 7 befestigt werden können, beispielsweise angeschraubt. Der Träger 25 kann auch mehrteilig ausgebildet sein, so dass die Schienen 7 oder der Untergrund die Teile des Trägers 25 miteinander verbinden. Um den Luftkollektor 1 auf dem Gelände, auf einem Flachdach, auf einem Pultdach oder auf einem sonstigen näherungsweise ebenen Untergrund aufzustellen, ist ein Träger 25 in Winkelform geeignet, der zugleich eine Ausrichtung des Luftkollektors 1 vorgibt, welche den Sonnenstand in Abhängigkeit des Breitengrads des Standortes berücksichtigt. Um den Luftkollektor 1 auf einem Schrägdach oder sonstigen schrägen Untergrund zu befestigen, wofür vorzugsweise die Ausführung mit nur einer gewölbten Wand 5 verwendet wird, kann der Träger 25 gegebenenfalls auch als flacher Rahmen ausgebildet sein.For setting up and / or fastening the air collector 1 the air collector points on a surface 1 a suitable carrier 25 on. The carrier 25 is preferably a frame construction on which the rails 7 can be attached, for example screwed. The carrier 25 can also be formed in several parts, so that the rails 7 or the subsurface the parts of the carrier 25 connect with each other. Around the air collector 1 To set up on the site, on a flat roof, on a pent roof or on another approximately flat surface is a carrier 25 suitable in an angular form, which also aligns the air collector 1 specifies which takes into account the position of the sun depending on the latitude of the location. Around the air collector 1 to be attached to a sloping roof or other sloping surface, for which purpose preferably the version with only one curved wall 5 can be used, the carrier 25 may also be designed as a flat frame.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Luftkollektorair collector
33: Absorberabsorber
55: Wandwall
5a5a: Längsrand der WandLong edge of the wall
77: Schienerail
99: Zugmitteltraction means
1010: Deckelcover
10a10a: Dichtungpoetry
10b10b: Befestigungsmittelfastener
1515: Kammerchamber
21 21: Einlassinlet
2222: Auslassoutlet
2525: Trägercarrier

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 2947811 A1 [0002]DE 2947811 A1 [0002]
DE 10307540 A1 [0002]DE 10307540 A1 [0002]
DE 19917578 C1 [0002]DE 19917578 C1 [0002]

Claims

Luftkollektor (1) mit - einem Absorber (3) zur Absorption von Sonnenlicht, - wenigstens einer Kammer (15) des Luftkollektors (1), durch welche Luft strömt, um vom Absorber (3) erwärmt zu werden, - wenigstens einer Wand (5) zur Begrenzung der vorgesehenen Kammern (15) des Luftkollektors (1), wobei die Wand (5) für Sonnenlicht wenigstens teilweise durchlässig ist und wobei die Wand (5) wenigstens zwei Längsränder (5a) aufweist, - einem Einlass (21), durch welchen die Luft in den Luftkollektor (1) eintritt, um erwärmt zu werden, - einen Auslass (22), durch welchen die erwärmte Luft aus dem Luftkollektor (1) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass - wenigstens eine der vorgesehenen Wände (5) gewölbt ist, wobei die Wand (5) im Ausgangszustand flach ist und ihre gewölbte Form durch Biegen erhalten hat.Air collector (1) with - an absorber (3) for absorbing sunlight, - at least one chamber (15) of the air collector (1) through which air flows in order to be heated by the absorber (3), - at least one wall (5 ) for delimiting the provided chambers (15) of the air collector (1), the wall (5) being at least partially permeable to sunlight and the wall (5) having at least two longitudinal edges (5a), - an inlet (21), through which the air enters the air collector (1) to be heated, - an outlet (22) through which the heated air exits the air collector (1), characterized in that - at least one of the walls (5) provided is curved is, the wall (5) is flat in the initial state and has obtained its curved shape by bending.

Luftkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (5) um eine zu den Längsrändern (5a) wenigstens näherungsweise parallele Achse biegbar und ansonsten formstabil istAir collector after Claim 1 , characterized in that the wall (5) can be bent about an axis which is at least approximately parallel to the longitudinal edges (5a) and is otherwise dimensionally stable

Luftkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zugmittel (9) vorgesehen ist, welches zwischen den beiden Längsrändern (5a) der Wand (5) wirksam ist, um die gewölbte Form aufrecht zu erhalten.Air collector after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one traction means (9) is provided which is effective between the two longitudinal edges (5a) of the wall (5) in order to maintain the arched shape.

Luftkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgesehenen Zugmittel (9) längenveränderlich sind, um den Abstand zwischen den beiden Längsrändern der Wand (5) zu verändern.Air collector after Claim 3 , characterized in that the provided traction means (9) are variable in length in order to change the distance between the two longitudinal edges of the wall (5).

Luftkollektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgesehenen Zugmittel (9) den Absorber (3) durchdringen oder diesen in den Kraftfluss einbeziehen.Air collector after Claim 3 or 4 , characterized in that the provided traction means (9) penetrate the absorber (3) or include it in the power flow.

Luftkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schiene (7) vorgesehen ist, welche einen Längsrand (5a) der Wand (5) aufnimmt, insbesondere abdichtend.Air collector according to one of the preceding claims, characterized in that at least one rail (7) is provided which receives a longitudinal edge (5a) of the wall (5), in particular in a sealing manner.

Luftkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des Luftkollektors (1) ein Deckel (10) zur Begrenzung der vorgesehenen Kammern (15) vorgesehen ist oder sich ein weiterer Luftkollektor (1) anschließt.Air collector according to one of the preceding claims, characterized in that a cover (10) for delimiting the chambers (15) provided is provided on the end faces of the air collector (1) or a further air collector (1) is connected.

Luftkollektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (21) und der Auslass (22) in gegenüberliegenden Deckeln (10) vorgesehen ist, wenn eine einheitliche Strömungsrichtung der Luft entlang des Absorbers (3) vorgesehen ist, oder dass der Einlass (21) und der Auslass (22) im gleichen Deckel (10) ausgebildet ist und am gegenüberliegenden Deckel (10) eine Umlenkung oder ein Durchlass im oder neben dem Absorber (3) entgegengesetzte Strömungsrichtungen der Luft auf den beiden Seiten des Absorbers (3) bewirkt.Air collector after Claim 7 , characterized in that the inlet (21) and the outlet (22) are provided in opposite lids (10) if a uniform direction of flow of the air along the absorber (3) is provided, or that the inlet (21) and the outlet (22) is formed in the same cover (10) and on the opposite cover (10) causes a deflection or passage in or next to the absorber (3) in opposite flow directions of the air on both sides of the absorber (3).

Luftkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur die für Sonnenlicht durchlässige Wand (5) eine gewölbte Form aufweist und die Kammer (15) durch den Absorber (3) oder durch eine flache Wand auf der von der gewölbten Wand (5) abgewandten Seite des Absorbers (3) begrenzt wird.Air collector according to one of the preceding claims, characterized in that only the sunlight-permeable wall (5) has a curved shape and the chamber (15) through the absorber (3) or through a flat wall on the curved wall (5) opposite side of the absorber (3) is limited.

Verfahren zur Herstellung eines Luftkollektors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgesehenen Wände (5), welche im Ausgangszustand flach sind, zwischen Schienen (7) positioniert werden unter Einschluss des Absorbers (3), der Abstand zwischen den Schienen (7) verringert wird und dabei die vorgesehenen Wände (5) gebogen werden und ihre gewölbte Form erhalten, und Zugmittel (9) zwischen den Schienen (7) wirksam werden, um durch Aufnahme von Kräften die gewölbte Form der vorgesehenen Wände (5) aufrecht zu erhalten.Method for producing an air collector according to one of the preceding claims, characterized in that the intended walls (5), which are flat in the initial state, are positioned between rails (7), including the absorber (3), the distance between the rails (7 ) is reduced and the intended walls (5) are bent and maintain their arched shape, and traction means (9) between the rails (7) are effective to maintain the arched shape of the intended walls (5) by absorbing forces ,