DE10222834A1

DE10222834A1 - Absorber for solar collectors comprises absorber plate upon which is installed adaptor profile in which absorber tube captively fits, and at least partial surface contact is provided between absorber tube and adaptor profile

Info

Publication number: DE10222834A1
Application number: DE10222834A
Authority: DE
Inventors: Christian Engelhorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2003-12-11

Abstract

The absorber for solar collectors comprises an absorber plate (4) upon which is installed an adaptor profile (5) in which the absorber tube (2) captively fits. An at least partial surface contact is provided between the absorber tube and adaptor profile. The adaptor profile may be welded to the absorber plate, or a mechanical connection may be provided between them. The absorber tube may be pressed into the adaptor profile through natural deformation. The absorber tube has as far as possible a circular cylindrical initial shape.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft einen Absorber für Solarkollektoren. The invention relates to an absorber for solar collectors.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt Solarkollektoren mit Absorbern zu bestücken. Die Absorber werden dabei bevorzugt aus selektiv beschichteten Absorberplatten mit daran angeordneten Absorberrohren gebildet. Die von den Absorberplatten aufgenommene Wärme wird in die die Absorberrohre durchströmende Flüssigkeit übergeleitet. Die Absorberrohre, in deren eine Ende die Transportflüssigkeit eingeführt wird, führen mit ihren anderen Enden in einen Sammler, von wo aus die aufgeheizte Flüssigkeit und somit die gewonnene Wärme einem Verbrauchssystem übergeben wird. Ein Kollektor dieser Art, ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 201 05 278 U1 beschrieben, auf deren Inhalt insoweit Bezug genommen wird. Die üblich eingesetzten Absorber sind in der Regel dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberplatte aus einem Aluminiumblech und die Absorberrohre aus Kupfer bestehen. Die Werkstoffkombination hat sich weitestgehend bewährt. It is known to equip solar collectors with absorbers. The Absorbers are preferably made of selectively coated Absorber plates formed with absorber tubes arranged thereon. The heat absorbed by the absorber plates is converted into the Liquid flowing through absorber tubes. The Absorber tubes, in one end of which the transport liquid is introduced lead with their other ends into a collector, from where the heated liquid and thus the heat gained Consumption system is passed. A collector of this type is in the German utility model DE 201 05 278 U1 described on the content of which is referred to. The usual ones Absorbers are usually characterized in that the Absorber plate made of an aluminum sheet and the absorber tubes Copper exist. The combination of materials has largely changed proven.

Der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, dass sich die unterschiedlichen Materialien nur schwer verbinden lassen. Die herkömmlichen Verbindungen, durch z. B. Löten, sind bei den im Kollektor vorherrschenden Temperaturen instabil. The invention specified in the main claim addresses the problem Reason that the different materials are difficult get connected. The conventional connections, e.g. B. soldering, are unstable at the temperatures prevailing in the collector.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Absorberplatte ein Adapterprofil angeordnet ist, in das das Absorberrohr unverlierbar eingesetzt ist, wobei zwischen Absorberrohr und Adapterprofil zumindest teilweise eine Flächenberührung vorliegt. According to the invention it is provided that on the absorber plate Adapter profile is arranged, in which the absorber tube is captive is used, between the absorber tube and adapter profile at least partially there is surface contact.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Adapterprofil aus dem gleichen Material wie die Absorberplatte verwendet werden kann und dies eine homogene weitestgehend spannungsfreie Verbindung, beispielsweise durch einen geeigneten Schweißprozess zulässt, die auch den vorherrschenden Betriebstemperaturen des Kollektors standhält. Das Absorberrohr kann dabei aus einem anderen Material als die Kollektorplatte oder das Adapterprofil sein, so dass für den Transport der erwärmten Flüssigkeit optimalste Bedingungen geschaffen werden können. The advantages achieved with the invention are in particular that an adapter profile made of the same material as the absorber plate can be used and this is largely homogeneous tension-free connection, for example by a suitable one Welding process that also allows the prevailing Withstands the operating temperatures of the collector. The absorber tube can made of a different material than the collector plate or that Be adapter profile, so that for the transport of the heated liquid optimal conditions can be created.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zwischen Adapterprofil und Absorber eine mechanische Verbindung vorliegt. Bevorzugt wird dabei das Absorberohr, welches vorteilhafterweise eine kreiszylindrische Ausgangsform besitzt, in das Adapterprofil eingedrückt. Dabei besitzt das Adapterprofil eine sich in Profillängsrichtung erstreckende Aufnahmekammer, die von einem Profilboden und beidseitigen Profilwänden begrenzt ist. An advantageous embodiment of the invention provides that between There is a mechanical connection between the adapter profile and the absorber. The absorber tube, which is advantageously a has a circular cylindrical shape in the adapter profile pressed. The adapter profile has an in Profile longitudinally extending receiving chamber by a Profile floor and profile walls on both sides is limited.

Bevorzugterweise ist das Adapterprofil auf der dem Profilboden gegenüberliegenden Seite geöffnet. Der Öffnungsquerschnitt beträgt etwa die Größe des Absorberrohres. Das Absorberrohr verformt sich beim eindrücken in das Adapterprofil und nimmt dabei die Querschnittsform der Aufnahmekammer an. Dabei treten die Kammerwand und die Rohrwand miteinander in Berührung und es wird eine störungsfreie Wärmeüberleitung sichergestellt. Die Profilwände umgreifen das verformte Absorberrohr, so dass dieses unverlierbar im Adapterprofil aufgenommen ist. The adapter profile is preferably on the profile floor opposite side opened. The opening cross section is about the size of the absorber tube. The absorber tube deforms when pressing into the adapter profile and takes the Cross-sectional shape of the receiving chamber. The kick Chamber wall and the pipe wall in contact with each other and it will trouble-free heat transfer ensured. The profile walls grasp the deformed absorber tube so that it cannot be lost in the Adapter profile is included.

Bevorzugterweise besitzt die Aufnahmekammer des Adapterprofils eine von der kreiszylindrischen Formgebung abweichende Gestalt. Hierzu eignet sich ein elliptischer Querschnitt, an den sich das zu verformende Absorberrohr bestens anpassen kann. The receiving chamber of the adapter profile preferably has one shape deviating from the circular cylindrical shape. For this an elliptical cross-section is suitable, on which the part to be deformed Absorber tube can adapt perfectly.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Querschnitt der Kammeröffnung kleiner dimensioniert ist als die Kammerbreite. Dies stellt sicher, dass das unverformte Absorberrohr durch die Kammeröffnung hindurch in das Adapterprofil eingeführt werden kann und innerhalb der Aufnahmekammer während der Eigenverformung genügend Platz zur Ausdehnung vorfindet. Another advantageous embodiment of the invention provides that the cross section of the chamber opening is dimensioned smaller than that Chamber width. This ensures that the undeformed absorber tube inserted through the chamber opening into the adapter profile can be and within the reception chamber during the Self-deformation finds enough space to expand.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Öffnungswinkel der Kammeröffnung kleiner als 180° ausgebildet ist. Dies stellt sicher, dass die Profilwände das verformte, in der Aufnahmekammer befindliche Absorberrohr umgreifen können. Another advantageous embodiment of the invention provides that the opening angle of the chamber opening is less than 180 °. This ensures that the profile walls are deformed in the Can hold the absorber tube located in the receiving chamber.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description, the drawing and the claims removable.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Die Zeichnung gibt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wieder. The drawing shows a particularly preferred embodiment of the Invention again.

Dabei zeigen: Show:

Fig. 1 einen in einem Kollektor befindlichen Absorber Fig. 1 is an absorber located in a collector

Fig. 2 einen Querschnitt eines Adapterprofils Fig. 2 shows a cross section of an adapter profile

Fig. 3 einen Querschnitt eines Adapterprofils in das das noch unverformte Adapterrohr eingesetzt wird Fig. 3 shows a cross section of an adapter profile in which the still undeformed adapter tube is inserted

Fig. 4 einen Querschnitt eines Adapterprofils mit fertig montiertem Absorberrohr Fig. 4 shows a cross section of an adapter profile with the absorber tube fully assembled

Ausführungsbeispiel der ErfindungEmbodiment of the invention

Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Absorber- und Rohrsystem des Kollektors ist in Fig. 1 ohne Kollektorgehäuse dargestellt. Mit 1 ist eine Zuleitung gekennzeichnet, über die die mit 2 gekennzeichneten Absorberrohre mit einer Trägerflüssigkeit versorgt werden. Die Absorberrohre 2 führen allesamt in einen Sammler 3. Die Absorberrohre 2 sind auf Absorberplatten 4 angeordnet. Die von den Absorberplatten 4 aufgenommene Wärme wird auf die Absorberrohre 2 übertragen und von der, diese durchströmenden Flüssigkeit, aufgenommen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Absorberrohre 2 nicht direkt auf den Absorberplatten 4 befestigt sind, sondern dass auf den Absorberplatten 4 ein Adapterprofil 5 angeordnet ist. Das Adapterprofil 5 selbst ist aus dem gleichen Material beschaffen wie die Absorberplatte 4. Bevorzugt wird hier ein Aluminiumblech und ein Aluminiumstrangpressprofil verwendet. Beide Teile lassen sich sehr gut und hitzestabil verbinden. Figs. 1 to 4 show an embodiment of the invention. The absorber and pipe system of the collector is shown in Fig. 1 without the collector housing. 1 is a supply line, through which the absorber tubes marked 2 are supplied with a carrier liquid. The absorber tubes 2 all lead into a collector 3 . The absorber tubes 2 are arranged on absorber plates 4 . The heat absorbed by the absorber plates 4 is transferred to the absorber tubes 2 and absorbed by the liquid flowing through them. According to the invention, it is provided that the absorber tubes 2 are not attached directly to the absorber plates 4 , but that an adapter profile 5 is arranged on the absorber plates 4 . The adapter profile 5 itself is made of the same material as the absorber plate 4 . An aluminum sheet and an aluminum extruded profile are preferably used here. Both parts can be connected very well and heat stable.

Das Adapterprofil 5 ist von C-förmiger Gestallt. Mit seinem Profilboden 6 sitzt das Adapterprofil 5 auf der Absorberplatte 4 auf und ist mit diesem durch eine geeignete Verbindung unlösbar befestigt. Da beide Teile aus gleichem oder gleichwertigem Material beschaffen sind, lässt sich zwischen beiden Teilen eine homogene und thermisch hochstabile Verbindung herstellen. Vom Profilboden 6 erheben sich beidseits fingerförmige Profilwände 7, 8, die gemeinsam mit dem Profilboden 6 eine weitestgehend ovale bzw. elliptische Profilkammer 9 einschließen. Dem Profilboden 6 gegenüberliegend besitzt das Adapterprofil 5 eine Kammeröffnung 11. Die fingerförmigen Profilwände 7, 8 sind dabei soweit hochgezogen, dass der Öffnungswinkel x kleiner als 180° ist. Das Absorberrohr 2 besitzt eine weitestgehend kreiszylindrische Ausgangsform. Der Rohrdurchmesser d entspricht in etwa der lichten Weite l der Kammeröffnung 11. Bei der Montage zwischen Adapterprofil 5 und Absorberrohr 2 wird auf das Absorberrohr 2 ein in Pfeilrichtung P wirkender Pressdruck ausgeübt, so dasä sich das Absorberrohr 2 verformt und den Innenquerschnitt der Profilkammer 9 annimmt. Dabei liegen die Absorberrohrwände an der Kammerwand des Adapterprofils an und es ist ein ungehinderter Wärmeübergang zwischen beiden Bauteilen sichergestellt. Die Kammerwände 7, 8 umgreifen das verformte Absorberrohr 2, so dass dieses formschlüssig und unverlierbar im Adapterprofil 5 eingefangen ist. The adapter profile 5 is of C-shaped design. With its profile base 6, the adapter profile 5 is seated on the absorber plate 4, and is non-detachably fixed thereto by a suitable connection. Since both parts are made of the same or equivalent material, a homogeneous and thermally highly stable connection can be established between the two parts. Finger-shaped profile walls 7 , 8 rise from the profile base 6 on both sides, which together with the profile base 6 enclose a largely oval or elliptical profile chamber 9 . Opposing the profile base 6 , the adapter profile 5 has a chamber opening 11 . The finger-shaped profile walls 7 , 8 are pulled up so far that the opening angle x is less than 180 °. The absorber tube 2 has a largely circular cylindrical initial shape. The tube diameter d corresponds approximately to the inside width l of the chamber opening 11 . During assembly between the adapter profile 5 and the absorber tube 2 a pressure acting in the direction of arrow P pressing pressure is exerted on the absorber tube 2, so the absorber tube 2 dasä deformed and assumes the inner cross section of the profile chamber. 9 The absorber tube walls lie against the chamber wall of the adapter profile and an unhindered heat transfer between the two components is ensured. The chamber walls 7 , 8 encompass the deformed absorber tube 2 so that it is captured in the adapter profile 5 in a form-fitting and captive manner.

Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegebenen Merkmale können sowohl für sich alleine, als auch zusammen mit anderen Merkmalen erfindungswesentlich sein. All in the claims, the description and the drawings specified features can be used both alone, as well be essential to the invention together with other features.

Claims

1. Absorber für Solarkollektoren, mit einer Absorberplatte und einem auf der Absorberplatte befestigten, von einem bevorzugt flüssigen Wärmetransportmedium durchströmten Absorberrohr zur Übernahme der von der Absorberplatte aufgenommenen Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Absorberplatte (4) ein Adapterprofil (5) angeordnet ist, in das das Absorberrohr (2) unverlierbar eingesetzt ist, wobei zwischen Absorberrohr (2) und Adapterprofil (5) zumindest teilweise eine Flächenberührung vorliegt. 1. absorber for solar collectors, with an absorber plate and an absorber tube fastened to the absorber plate and flowed through by a preferably liquid heat transport medium for taking over the heat absorbed by the absorber plate, characterized in that an adapter profile ( 5 ) is arranged on the absorber plate ( 4 ), into which the absorber tube ( 2 ) is inserted so that it cannot be lost, wherein there is at least partially a surface contact between the absorber tube ( 2 ) and the adapter profile ( 5 ).

2. Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterprofil (5) auf der Absorberplatte (4) angeschweißt ist. 2. Absorber according to claim 1, characterized in that the adapter profile ( 5 ) on the absorber plate ( 4 ) is welded.

3. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Adapterprofil (5) und Absorberplatte (4) eine mechanische Verbindung vorliegt. 3. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that there is a mechanical connection between the adapter profile ( 5 ) and the absorber plate ( 4 ).

4. Absorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberrohr (2) unter Eigenverformung in das Adapterprofil (5) eingepresst ist. 4. Absorber according to claim 3, characterized in that the absorber tube ( 2 ) is pressed into the adapter profile ( 5 ) under self-deformation.

5. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberrohr (2) eine weitestgehend kreiszylindrische Ausgangsform besitzt. 5. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the absorber tube ( 2 ) has a largely circular cylindrical starting shape.

6. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterprofil (5) eine sich in Profillängsrichtung erstreckende Aufnahmekammer (9) für das Absorberrohr (2) besitzt. 6. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter profile ( 5 ) has a receiving chamber ( 9 ) extending in the longitudinal direction of the profile for the absorber tube ( 2 ).

7. Absorber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (9) von einem sich in Profillängsrichtung erstreckenden Profilboden (6) und hierzu beidseitig verlaufenden Profilwänden (7, 8) begrenzt ist 7. An absorber according to claim 6, characterized in that the receiving chamber (9) is delimited by a profile which extends in the longitudinal direction of the profile bottom (6) and for this purpose on both sides extending profile walls (7, 8)

8. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (9) eine parallele zum Profilboden (6) verlaufende Öffnung (11) besitzt. 8. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving chamber ( 9 ) has a parallel to the profile bottom ( 6 ) extending opening ( 11 ).

9. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (9) einen von einem kreiszylindrischen Querschnitt abweichenden Querschnitt besitzt. 9. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving chamber ( 9 ) has a cross-section deviating from a circular-cylindrical cross-section.

10. Absorber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (9) im wesentlichen einen elliptischen Querschnitt besitzt. 10. Absorber according to claim 9, characterized in that the receiving chamber ( 9 ) has an essentially elliptical cross section.

11. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Kammeröffnung (11) kleiner dimensioniert ist als die Kammerbreite. 11. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the chamber opening ( 11 ) is dimensioned smaller than the chamber width.

12. Absorber nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (x) der Kammeröffnung (11) kleiner als 180° dimensioniert ist. 12. Absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the opening angle (x) of the chamber opening ( 11 ) is dimensioned less than 180 °.