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Die
Erfindung betrifft einen Absorber zur Erwärmung eines strömenden Fluids
mit einer bei Anwendung einer Wärmestrahlungsquelle
zuzuwendenden Fläche
zur Strahlungsabsorption und mit dieser Fläche abgewandten durch finnenartige
Wänden mit
gutem Wärmeleitvermögen voneinander
getrennte Kanäle
für die
Strömung
des Fluids und dessen Erwärmung
durch die absorbierte Wärme.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Absorbers, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie
eine Verwendung des Absorbers.
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Absorber
der genannten Art werden häufig
in Solarkollektoren verwendet, bei denen Sonnenenergie zur Erwärmung von
Luft oder Wasser herangezogen wird.
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Aus
der
DE 100 23 833
C1 ist ein Absorber bekannt, mit einer Absorberfläche sowie
mit auf der der Einstrahlungsrichtung abgewandten Seite der Absorberfläche vorgesehenen
Finnen zur Bildung voneinander getrennter Strömungswege. Es werden zwei Möglichkeiten
angegeben, wie eine solche konstruktive Anordnung erreicht werden
kann, nämlich eine
Anordnung, bei der S-förmige
Finnen an einer rückseitigen
Aluminiumplatte befestigt, beispielsweise verklebt oder vernietet,
sind, während
die Absorberplatte auf diesen Finnen oder Stegen lose aufliegt und
eine andere Ausführungsform,
bei der ausschließlich
im Querschnitt L-förmige
Finnen verwendet sind, die aus Absorbermaterial gefertigt sein müssen oder
eine entsprechende Beschichtung aufweisen müssen. Die einen Schenkel definieren
die Kanäle,
die anderen Schenkel sind überlappend
miteinander verklebt. Damit ist die der Wärmestrahlung zugewandte Fläche nicht
mehr gleichförmig.
Ferner ist noch zu bemerken, dass die bekannte Vorgehensweise bewirkt,
dass ein modulartiger Aufbau nicht erreicht werden kann, da das
Absorberblech erst beim Zusammenbau des Gesamtabsorbers auf die
Leitelement-Anordnung, und zwar lose, aufgelegt wird. Diese Druckschrift
zeigt ferner, dass es verschiedene Möglichkeiten geben kann, um
zu einem für
eine Gesamt-Absorberanordnung geeigneten Absorber zu kommen.
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Die
US 4,186,720 zeigt eine
Anordnung, bei der L-förmige
Wärmeleitelemente
verwendet werden, die jedoch zur Wärmestrahlungsseite offene Kanäle definieren,
da die einen Schenkel direkt mit der Gehäuse-Basisplatte verbunden sind.
Eine Verbindung der Wärmeleitelement
untereinander findet nicht statt.
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Die
DE 27 26 344 A1 zeigt
eine Anordnung, bei der von einer Absorberplatte Rippen auf der
der Strahlung abgewandten Seite wegragen. Es bleibt offen, wie diese
Rippen befestigt sind. Darüber
hinaus werden keinerlei Strömungskanäle gebildet.
Die vorstehend geschilderten bekannten Anordnungen zeigen, dass
diese äußerst materialaufwändig sind.
Dabei kann zunächst
dahinstehen, ob es wesentlich ist, dass bei der Anordnung gemäß der
DE 100 23 833 C1 ein
primär
durchströmter
Absorber und sekundär hinterströmter Absorber
erreicht wird, während
gemäß der vorliegenden
Anmeldung dies umgekehrt ist und somit aus solarthermischer Sicht
vollkommen unterschiedliche Absorbertypen angesprochen sind.
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Aus
der
DE 201 00 746
U1 ist ein Absorber bekannt, bei dem auf ein Absorberblech,
dessen eine Seite der Sonne zuzuwenden ist, U-Profile auf dessen
andere Seite aufgelötet
sind, um zwischen den Schenkelwänden
des U-Profils Kanäle
für die
Hindurchleitung von zu erwärmender
Luft zu bilden. Benachbarte U-Profile sind dabei voneinander beabstandet,
so dass zwischen benachbarten U-Profilen weitere Kanäle gebildet
sind. Durch diese Anordnung ergeben sich ungleichmäßige Wärmeübertragungsverhältnisse,
was zu Spannungen und zu Beschädigungen
führen
kann. Darüber
hinaus ist die Herstellung kompliziert und aufwändig. Absorber bei denen U-Profile
unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, also sich die Schenkel
benachbarter U-Profile sich berühren,
sind ebenfalls handelsüblich.
Zwar ist hier die Wärmeübertragung
gleichförmig,
jedoch ist der Materialverbrauch sehr hoch und damit auch das Gewicht
eines Kollektors sehr hoch.
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Der
Vollständigkeit
halber ist darauf zu verweisen, dass aus der
DE 32 45 179 A1 ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von aus Trag- und
Querstreben bestehenden Gitterrosten bekannt ist, wobei die Trag-
und Querstreben in einer sogenannten Schweißstation fest miteinander verbunden
werden. Die bekannte Anlage erscheint nicht geeignet, um beispielsweise
Aluminiumleichtblech mit 0,6 mm Dicke mit Wärmeleitblechen von 0,4 mm Dicke
zu verbinden, zum Beispiel zu verschweißen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Absorber bereitzustellen, der bei geringem Materialverbrauch
und geringem Gewicht einen einen möglichst gleichförmigen Wärmeübergang
ermöglichenden Aufbau
besitzt.
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Ferner
sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, mittels
denen ein derartiger Absorber herstellbar ist.
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Die
Aufgabe bei einem Absorber durch die Merkmale des Anspruches 1 oder
des Anspruches 2 oder des Anspruches 3 gelöst. Verfahren zur Herstellung
solcher Absorber sind in den Ansprüchen 13 bzw. 14 bzw. 15 angegeben,
Vorrichtungen zur Durchführung
der Verfahren ist in den Ansprüchen
18 bzw. 19 dargestellt. Erfindungsgemäße Absorber sind insbesondere
bei Solarluftkollektoren anwendbar.
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Gemäß der Erfindung
sind die Wärmeleitelemente,
insbesondere -bleche, die zwischen sich Kanäle für das strömende Fluid definieren, Elemente
mit L-Querschnitt
oder mit I-Querschnitt. Diejenige Wand des Wärmeleitelementes, die dabei
der Wärmestrahlungsquelle
zuzuwenden ist, ist gemäß einer
Ausführungsform
mit einem Absorberelement, insbesondere einem Absorberblech verschweißt und kann
daher die für
den Verschweißvorgang
niedrigste Erstreckung besitzen bzw. nur durch die Stirnseite des
I-förmigen
Wärmeleitelementes
gebildet sein, wobei jeder Kanal abgesehen von Toleranzen, stets
den gleichen Aufbau besitzt, so dass die Wärmeübertragung von der Wärmestrahlungsquelle
zu dem Fluid stets in gleicher Weise erfolgt. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
sind die der Wärmestrahlungsquelle
zuzuwendenden Wände
des L-Profils bei benachbarten Wärmeleitelementen
jeweils miteinander verbunden, so dass alle diese Wände insgesamt
die absorbierende Fläche
definieren. Auch hier sind alle Kanäle in gleicher Weise aufgebaut.
Bei allen Ausführungsformen
ist der Materialaufwand sowohl unter statischen Gesichtspunkten
als auch unter Betrachtung der Wärmeübertragungsvorgänge auf
das Notwendige reduziert. Die der Wärmestrahlungsquelle zuzuwendende
Fläche,
die Absorberfläche,
die auch von außen
sichtbar ist, hat gleichförmiges
Aussehen und ändert
ihr Aussehen aufgrund Wärmespannungen nicht.
Bei allen Ausführungsformen
ist es zweckmäßig ein
Material hohen Wärmeleitvermögens, wie Kupfer
oder Aluminium, zu verwenden und die der Wärmestrahlungsquelle zuzuwendende
Fläche spektral
selektiv zu beschichten, was an sich bekannt ist. Bei den beiden
erstgenannten Ausführungsformen
kann sogar ein bereits beschichtetes Absorberblech als Absorberelement
verwendet werden, wenn das verwendete Verbindungsverfahren, zweckmäßig ein
Schweißverfahren,
wie das Ultraschallschweißverfahren
oder das Laserpunktschweißverfahren,
die Beschichtung des Absorberelementes nicht oder zumindest nicht
wesentlich beeinträchtigt.
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Bei
der Herstellung eines solchen Absorbers werden die genannten Wärmeleitelemente
mit L-Querschnitt nebeneinander so positioniert, dass die entsprechenden
L-Schenkeln zugeordneten Wände
einen den Kanälen
entsprechenden Abstand voneinander besitzen bzw. die Wärmeleitelemente mit
I-Querschnitt nebeneinander so positioniert, dass deren Wände einen
den Kanälen
entsprechenden Abstand voneinander besitzen. Gemäß den beiden ersten Ausführungsformen
wird dann das Absorberelement aufgelegt und erfolgt das Verschweißen. Bei der
dritten Ausführungsform
besitzen die äußeren Enden
der den anderen Schenkeln (des I-Querschnitts) entsprechenden Wände geringen
Abstand von dem Übergangsbereich
zwischen den den beiden Schenkeln entsprechenden Wänden des
benachbarten Wärmeleitelementes
und können
sie sogar berühren.
Es erfolgt dann die Verschweißung. Die
Positionierung kann dabei zweckmäßigerweise in
einer matrixartigen Positionieranordnung erfolgen, die gewährleistet,
dass die einzelnen Wärmeleitelemente
die richtige Lage zueinander und gegenüber einer Schweißvorrichtung
besitzen. Eine solche matrixartige Positionieranordnung erlaubt
ein sehr schnelles Einsetzen der Wärmeleitelemente in entsprechende
Schlitze der Matrix, was sowohl von Hand auch als maschinell erfolgen
kann. Die Positionieranordnung erlaubt ferner eine lagesichere Steuerung
der Bewegung der Schweißvorrichtung.
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Insgesamt
erlaubt dies zum einen eine sehr kostengünstige Fertigung wobei zum
anderen niedriger Materialverbrauch und damit niedriges Gewicht erreichbar
ist. Der hergestellte Absorber hat ferner das für die Vermarktung zweckmäßige gefällige Aussehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren
und die Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens erlauben eine schnelle Fertigung und erlaubt auch
hohe Flexibilität
nach Kundenwunsch im Hinblick auf die Abmessungen des Absorbers.
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Es
ist zu erwähnen,
dass es aus der
DE
198 39 779 A1 an sich bekannt ist Absorber aus Kupfermaterial
mittels eines Ultraschallschweißverfahrens herzustellen,
wobei allerdings Rohre mit Kreisquerschnitt auf ein Absorberblech
aufgeschweißt
werden.
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Die
Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
einer Positionieranordnung für
die Herstellung erfindungsgemäßer Absorber,
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2 den
Schnitt II-II in 1,
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3 das
Einsetzen von Wärmeleitelementen
mit L-Querschnitt in die Anordnung gemäß 1,
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4 das
Auflegen eines Absorberelementes auf die Wärmeleitelemente,
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5 eine
andere, rahmenartige Ausführungsform
einer Positionieranordnung,
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6 den
Schnitt VI-VI in 5,
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7 schematisch
das Ultraschallverschweißen
eines Absorberelementes mit Wärmeleitelementen,
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8 schematisch
die Entnahme des fertigen Absorbers aus der Positionieranordnung,
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9 schematisch
das Verschweißen
eines Absorberelementes mit Wärmeleitelementen
mittels eines Laserpunktschweißverfahrens,
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10 schematisch
und perspektivisch den Aufbau eines Absorbers, wie er gemäß 8 entnommen
werden ist,
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11 eine
Einzelheit aus 10,
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12 schematisch
und perspektivisch den Aufbau eines Absorbers gemäß einer
zweiten Ausführungsform
mit Wärmeleitelementen
mit I-Querschnitt,
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13 eine
Einzelheit aus 12,
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14 eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung, bei der benachbarte Wärmeleitelemente mit L-Querschnitt
unter Bildung einer Absorberfläche miteinander
verschweißt
sind
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Die
Erfindung wird zunächst
anhand eines Verfahrens zum Herstellen eines Absorbers sowie einer
Anordnung zur Durchführung
dieses Verfahrens erläutert.
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1 und 2 zeigen
eine als einheitlicher Körper
ausgebildete Positionieranordnung 1. Dieses Positionieranordnung 1 weist
eine Reihe von Schlitzen 2 auf, die im Ausführungsbeispiel
mit gleichen Abständen
und parallel zueinander vorgesehen sind. Ferner weist die Positionieranordnung
randseitige Längsstege 3 auf;
die einen Überstand über diejenige Fläche 4 der
Positionieranordnung 1 besitzen, von der aus die Schlitze 2 eingeschnitten
sind. Die Positionieranordnung 1 weist ferner in ihrer
Längsrichtung
Endstege 5 und 6 auf, die einstückig ausgebildet sein
können,
vorzugsweise jedoch an der übrigen Positionieranordnung 1 angebracht
sind und den gleichen Überstand
gegenüber
der Fläche 4 besitzen.
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Die
Schlitze 2 haben einen Abstand voneinander, der der Breite
von Kanälen
entspricht, durch die ein zu erwärmendes
Fluid geführt
werden soll, wie das weiter unten noch erläutert wird. Die Schlitze 2 haben
ferner eine Breite, die nur geringfügig größer ist als die Dicke von Wärmeleitelementen,
insbesondere Wärmeleitblechen
eines Absorbers, wie das weiter unten noch näher erläutert wird.
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Der
erwähnte Überstand
ist mindestens gleich oder größer als
die Dicke der genannten Wärmeleitelemente
zzgl. der Dicke eines Absorberelementes, das ebenfalls weiter unten
näher erläutert wird.
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Die
Abmessungen der Fläche 4 und
damit die Zuordnung der Längsstege 3 und
der Endstege 5 und 6 zueinander entsprechen im
wesentlichen den Abmessungen eines herzustellenden Absorbers. Sind
die Längsstege 3,
sowie mindestens einer der Endstege 5 und 6 an
der Positionieranordnung 1 lösbar angebracht, und in unterschiedlichen
Lagen fixierbar, so kann die Positionieranordnung 1 durch Verschieben
der Endstege 5, 6 für unterschiedliche Absorberlängen und/oder
durch Verschieben oder Austauschen der Längsstege 3 für unterschiedliche Absorberbreiten
verwendet werden.
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Wie
sich aus 3 ergibt, werden in die einzelnen
Schlitze 2 z. B. durch Kanten von einem flächigen Bandmaterial
hergestellte und auf Länge
geschnittene Wärmeleitelemente,
vorzugsweise Wärmeleitbleche 7 aus
Kupfer oder Aluminium, von Hand oder mittels eines Automaten eingesetzt.
Jedes Wärmeleitblech 7 ist
im Querschnitt L-förmig
und weist somit eine einem der L-Schenkel entsprechende erste Wand 8 und
eine dem anderen L-Schenkel entsprechende zweite Wand 9 auf,
wobei erste Wand 8 und zweite Wand 9 im wesentlichen
rechtwinklig zueinander stehen. Die Schlitze 2 der Positionieranordnung 1 weisen
dabei eine Tiefe auf, die zumindest der Länge der ersten Wand 8 entspricht,
so dass die zweite Wand 9 des Wärmeleitbleches 7 auf
der Fläche 4 der
Positionieranordnung 1 zur Auflage kommen kann. Die Wärmeleitbleche 7 werden
dabei so in die jeweiligen Schlitze 2 eingesetzt, dass
alle zweiten Wände 9 in
die gleiche Richtung zeigen, mit Ausnahme des den Absorber abschließenden letzten
Wärmeleitbleches 10,
das in umgekehrte Richtung weist. D. h. die Stirnseite 11 der
zweiten Wand 9 eines Wärmeleitbleches 7 weist
zum Übergangsbereich 12 zwischen
den beiden Wänden 8 und 9 des
benachbarten Wärmeleitbleches 7.
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Wenn
alle Wärmeleitbleche 7 in
die entsprechenden Schlitze 2 eingesetzt sind, und auch
das letzte Wärmeleitblech 10 eingesetzt
ist, wird gemäß 4 ein
Absorberelement, insbesondere ein Absorberblech 13 aus
einem hohes Wärmeabsorptionsvermögen aufweisenden
Material und/oder mit einer entsprechenden Beschichtung, die auch
spektral selektiv sein kann, gemäß dem Pfeil 14 aufgelegt.
Im Falle einer einseitigen wärmeabsorbierenden
Beschichtung des Absorberbleches 13 ist diese Beschichtung
auf der den Wärmeleitblechen 7 abgewandten
Seite des Absorberbleches 13 vorgesehen.
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Wärmeleitbleche 7, 10 und
Absorberblech 13 sind nun in ihrer Solllage und werden
nun miteinander fest verbunden, insbesondere verschweißt, wie
das weiter unten erläutert
wird.
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Bei
der Positionieranordnung, die anhand 1 und 2 erläutert worden
ist, kann eine weiter unten erläuterte
Schweißvorrichtung
nur von oben zugeführt
werden.
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5 und 6 zeigen
eine Alternative, bei der eine Schweißvorrichtung auch von unten
angenähert
werden kann.
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Die
Positionieranordnung 15 gemäß 5 und 6 ist
eine rahmenartige Matrix. Die Positionieranordnung 15 weist
Längsstege 16 und 17 sowie endseitige
Querstege 18 und 19 auf. Ferner sind zwischen
den Längsstegen 16, 17 voneinander
beabstandete weitere Querstege 20 vorgesehen, von denen
in 5 ein einziger dargestellt ist. Die Endstege 18, 19 und
die Querstege 20 weisen, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 Schlitze 21 auf,
wobei die Schlitze 21 der verschiedenen Stege 18, 19, 20 selbstverständlich miteinander fluchten.
Nicht dargestellt ist, dass die Endstege 18, 19 durch
solche Schlitze nicht aufweisende weitere Abschlussstege abgeschlossen
sein können.
Die Leitbleche 7 können
in diese Positionieranordnung 15 in gleicher Weise von
Hand oder automatisch eingesetzt werden, wie das anhand 3 erläutert worden
ist. Ebenso kann ein Absorberblech 13 wie anhand 4 erläutert aufgelegt
werden.
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Es
zeigt sich, dass die rahmenartige Matrix der Positionieranordnung 15 zusammenbaubar
ausgebildet sein kann, was höhere
Flexibilität
bzgl. der Abmessungen herzustellender Absorber erlaubt.
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Wie 6 zeigt
ist auch hier eine Auflagefläche 22 definiert.
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7 zeigt
eine in eine der Positionieranordnungen 1 oder 15 eingesetzte
Anordnung aus Wärmeleitblechen 7 und
Absorberblech 13. Ferner ist eine Ultraschallschweißvorrichtung 22 vorgesehen, die
im Ausführungsbeispiel
mehrere Schweißköpfe 23 aufweist,
und zwar beim Ausführungsbeispiel 6 Schweißköpfe 23.
Diese werden zum miteinander Verschweißen der Wärmeleitbleche 7 und
zwar deren zweiten Wände 9 und
des Absorberbleches 13 längs der Positionieranordnung 1, 15 bzw.
deren Schlitze 2, 21 relativ bewegt, z. B. verfahren,
und zwar mit einem durch die Breite der zweiten Wände 9 und
die Lage der Schlitze 2, 21 vorgegebene genaue
Lagebeziehung zu den Wärmeleitblechen 7,
so dass die zweiten Wände 9 der Wärmeleitbleche 7 vergleichsweise
schmal ausgebildet sein können
und trotzdem eine sichere Verschweißung erzielt werden kann.
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Nach
Verschweißen
des so gefertigten Absorbers 24 kann dieser gemäß 8 gemäß dem Pfeil 25 aus
der Positionieranordnung 1, 15 ausgehoben und
in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet werden.
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Wie 9 zeigt
kann alternativ die Anordnung aus Wärmeleitblechen 7 und
Absorberblech 13 in der Positionieranordnung 15 auch
mittels Laserpunktschweißköpfen 26,
von denen ein einziger dargestellt ist, verschweißt werden.
Da auch hier die gleiche bekannte Lagebeziehung vorliegt, wie oben erläutert, kann
auch hier die zweite Wand 9 der Wärmeleitbleche 7 vergleichsweise
schmal ausgebildet sein.
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Auch
bei Verwendung des Laserpunktschweißverfahrens können mehrere
Laserpunktschweißköpfe 26 in
einer gemeinsamen Vorrichtung beabstandet zueinander vorgesehen
sein, um bei einer Relativbewegung zwischen Positionieranordnung 15 und
den Laserpunkt-Schweißköpfen 26 mehrere
Wärmeleitbleche 7 mit
der Absorberplatte 13 verbinden zu können. Selbstverständlich muss
im Bereich eines Quersteges 20 eine der Breite des Quersteges
entsprechende Unterbrechung des Schweißvorganges stattfinden, sofern
die Breite dieses Quersteges 20 nicht dem Punktabstand
der mittels der Laserpunktschweißköpfe 26 erzielten Schweißpunkte
entspricht.
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Die 10 und 11 zeigen
einen auf diese Weise, und zwar mittels der Ultraschallschweißvorrichtung 22 gemäß 7 hergestellten
Absorber 24. Insbesondere aus 11 ist
deutlich erkennbar, dass die durch die jeweiligen Schweißköpfe 23 der Ultraschallschweißvorrichtung 22 erreichte
Schweißnaht 27 sehr
schmal mit endlicher Breite ist und die Breite der zweiten Wand 9 des
Wärmeleitbleches 7 nur
unwesentlich größer ist,
jedoch deutlich kleiner ist als die Breite des Kanals 28,
der auf diese Weise zwischen den ersten Wänden 8 benachbarten
Wärmeleitbleche 7 definiert
ist.
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Die 12 und 13 zeigen
eine zweite Ausführungsform
eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
und/oder der erfindungsgemäßen Positionieranordnung
herstellbaren Absorbers 39. Die Wärmeleitelemente haben hier
I-Querschnitte, d. h. es handelt sich um nicht gekantete Wärmeleitbleche 40.
Deren eine Stirnseiten 41 sind stumpf mit dem Absorberblech 13 fest
verbunden, insbesondere verschweißt – Schweißnähte 42 –, und die
Wände benachbarter Wärmeleitbleche 40 definieren
zwischen sich Kanäle 43.
Zum Unterschied bei der Herstellung des Absorbers 24 gemäß 10 und 11,
sind bei der Positionieranordnung 1, 15 die Schlitze 2 bzw. 21,
so tief auszubilden, dass die anderen Stirnseiten 44 der
Wärmeleitbleche 40 auf
deren Grund 45 (2 bis 5, 8, 9)
aufliegen können
und die erstgenannten Stirnseiten 41 dann eine Auflagefläche für das Absorberblech 13 bilden
können.
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14 zeigt
eine andere, dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Absorbers,
der mittels der erfindungsgemäßen Verfahren
und/oder der erfindungsgemäßen Positionieranordnung
herstellbar ist.
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Der
Absorber 29 gemäß 14 ist
ohne gesondertes Absorberelement ausgebildet und lediglich aus Wärmeleitelementen,
insbesondere Wärmeleitblechen 30 aufgebaut.
Die Wärmeleitbleche 30 weisen,
wie bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung, L-Querschnitt auf. Die den ersten Schenkeln entsprechenden
ersten Wände 31 definieren
zwischen sich die Kanäle 32 für das zu
erwärmende
Fluid, insbesondere Luft oder Wasser, während die den anderen Schenkeln
entsprechenden zweiten Wände 33 an
ihren den Kanälen 32 abgewandten
Seiten die Fläche 34 definieren,
die bei Verwendung der Wärmestrahlungsquelle
zuzuwenden ist. Die den ersten Wänden 31 abgewandten
Stirnseiten 35 der zweiten Wände 33 sind mit den Übergangsbereichen 36 der beiden
Wände 31, 33 des
benachbarten Wärmeleitbleches 30 fest
verbunden, insbesondere verschweißt. Zum Erreichen einer nur
schmalen Schweißnaht 37 ist
bei der Anordnung in der Positionieranordnung (1 oder 15)
der Abstand zwischen der Stirnseite 35 und dem Übergangsbereich 36 sehr
gering, Stirnseite 35 und Übergangsbereich 36 können einander
auch berühren.
Diese Ausführungsform
erreicht noch eine höhere
Materialeinsparung bei gleichzeitig hohem Wärmeleitvermögen. Die Fläche 34 des Absorbers 29 kann
zur Erhöhung
des thermischen Wirkungsgrades gegebenenfalls spektral selektiv
beschichtet sein.
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Ein
typischer Verwendungsfall eines solchen Absorbers 24 oder 39 oder 29 ist
bei einem Solarluftkollektor, bei dem Luft durch die Kanäle 28 bzw. 43 bzw. 32 strömt und von
der Sonne eingestrahlte Energie an der ihr zugewandten Fläche des
Absorberelementes 13 bzw. der Fläche 34 des Absorbers 29 absorbiert
wird. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
ist grundsätzlich
auch bei wassergeführten
Solarkollektoren anwendbar.
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Zur
Verwendung als Kollektor ist der erfindungsgemäße Absorber in üblicher
Weise in ein angepasstes flaches Gehäuse eingebaut, wobei die der Wärmestrahlungsquelle
zuzuwendende Seite des Gehäuses
durch eine wärmestrahlungsdurchlässige Platte, insbesondere
eine Glasscheibe, gebildet ist, während die andere Seite des
Gehäuses
die einzelnen Kanäle
abdeckt. An den in Strömungsrichtung
in den Kanälen
stirnseitigen Enden sind in dem Gehäuse in an sich bekannter Weise
Sammler- bzw. Verteilerkammern ausgebildet. Dabei können, wie
an sich bekannt, benachbarte Kanäle
zueinander versetzt sein (vgl. z. B.
DE 201 00 746 U1 ).
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Der
erfindungsgemäße Absorber
ist ferner nicht nur bei sogenannten hinterströmten Absorbern verwendbar,
bei denen das zu erwärmende
Fluid (insbesondere Luft) nur durch die der Wärmestrahlungsquelle abgewandten
Kanäle
strömt.
Wenn das zu erwärmende
Fluid auch auf der der Wärmestrahlungsquelle
zugewandten Seite zwischen der wärmestrahlungsdurchlässigen Platte
des Gehäuses
und dem Absorberblech 13 des Absorbers 24 oder 39 bzw.
der Fläche 34 des
Absorbers 29 strömen
kann, sind Öffnungen 38 (11)
in dem Absorberblech 13 zu den Kanälen 28 (bzw. 43)
bzw. den Wänden 33 zu den
Kanälen 32 vorgesehen.
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Die
Erfindung wurde anhand eines Absorbers erläutert, bei dem die Kanäle 28, 32, 43 im
wesentlichen parallel zueinander sind und im wesentlichen gleiche
Abmessungen besitzen. Bei Bedarf können jedoch auch davon abweichende
Kanalformen vorgesehen sein. In gleicher Weise können auch die die Kanäle zwischen
sich definierenden finnenartigen Wände in ihrer Längserstreckung
unterbrochen sein, zueinander unterschiedliche Höhen aufweisen und oder nicht
parallel verlaufen.
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Üblicherweise
definiert das Absorberblech 13 bzw. die Fläche 34 eine
Ebene. Auch dies ist nicht zwingend. Bei Bedarf kann eine andere
kontinuierliche Fläche
wie eine Wölbung
vorgesehen sein. Im gegebenen Fall ist lediglich die Positionieranordnung 1 bzw. 15 in
geeigneter Weise zu formen und sind die Schweißköpfe 23 bzw. 26 entsprechend
zu positionieren und zu steuern.
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Mittels
der Erfindung sind somit Absorber erreichbar, die bei minimalem
Materialaufwand und reduziertem Kostenaufwand bei der Herstellung
eine weitgehend optimale Energiebilanz erreichen können, nämlich einen
ausreichend schnellen und gleichmäßigen Wärmeübergang auf das strömende Fluid
und dessen gleichförmige
Strömung.
Darüber hinaus
ist hohe Anpassungsfähigkeit
an den Kundenbedarf möglich,
wobei darüber
hinaus das optische Aussehen des Endproduktes durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
nicht beeinträchtigt ist.
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Darüber hinaus
ist bemerkenswert, dass bei den erstgenannten Ausführungsformen
für das
beschichtete Absorberblech 13 und für die die Finnen bildenden
Wärmeleitbleche 7 bzw. 40 jeweils
optimale sich unterscheidende Materialien verwendet werden können.