DE10307540A1

DE10307540A1 - Solarbetriebener Luftkollektor

Info

Publication number: DE10307540A1
Application number: DE2003107540
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr. Stollwerck; Gerhard Opelka; Michael Dr. Löffler
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: LöFFLER, MICHAEL, DR., 76189 KARLSRUHE, DE; Covestro Deutschland AG
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen solarbetriebenen Luftkollektor, wenigstens bestehend aus einem Absorber (3) aus einer perforierten Kunststoff-Folie, welche ein Absorptionsvermögen von mindestens 80% im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist, einer auf einer Seite des Absorbers (3) angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Absorptionskammer (4), wobei die dem Absorber (3) gegenüberliegende Wand der Absorptionskammer (4) aus einer Folie (2) aus transparentem Kunststoff besteht und die Absorptionskammer (4) eine Gaseintrittsöffnung aufweist, die mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Gasstroms verbunden ist, und einer auf der anderen Seite des Absorbers (3) angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Sammelkammer (5), wobei die Rückwand (7) der Sammelkammer (5) aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht und die Sammelkammer (5) eine Gasaustrittsöffnung aufweist, und einer an der Rückwand (7) der Sammelkammer (5) angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Wärmeisolationskammer (14), wobei die der Rückwand (7) gegenüberliegende Wand (8) der Wärmeisolationskammer (14) aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht und die Wärmeisolationskammer (14) mindestens eine Öffnung für den Gaseinlass und Gasauslass aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen solarbetriebenen Luftkollektor, der leicht und transportabel ist.

Luftkollektoren, auch solare Lufterhitzer genannt, sind Strahlungswärmetauscher mit denen ungebündelte solare Strahlungsenergie absorbiert und zum Teil an das Wärmeträgermedium Luft oder einem anderen Gas übertragen wird. Diese An von Solarkollektoren läßt sich im Niedertemperaturbereich einsetzen. Die Vorteile von Luft als Wärmeträger gegenüber Wasser in solartechnischen Anlagen sind:

– Sicherheit gegenüber Phasenwechseln: Warmluftkollektoren können weder einfrieren noch einen Siedepunkt überschreiten
– geringe Korrosionsgefahr
– leichte, einfache und kostengünstige Konstruktionen
– geringe thermische Masse des Absorbers, woraus sich eine geringe thermische Trägheit des Systems und damit kurze Ansprechzeiten des Kollektors auch bei niedrigen Strahlungsintensitäten ergeben
– gut geeignet zur Kombination mit Wärmepumpen

Die Nachteile von Warmluftkollektoren sind bekannt:
Für viele Anwendungen fehlen effektive Speichertechniken.

– Die Leistung der Anlage hängt von der Dichtigkeit der Anlage ab.
– Bisher war häufig die elektrische Hilfsenergie bei Warmluftkollektoren größer als die gewonnene Wärmemenge.
– Die Wirkungsgrade von Warmluftkollektoren sind niedrig.
– Die geringe Dichte und Wärmekapazität von Luft macht vergleichsweise große Volumenströme erforderlich, die hohe Strömungsverluste verursachen.

Derzeit werden Warmluftkollektoren für Solarstrahlung überwiegend mit Absorber aus Aluminium oder anderen Metallen hergestellt. Der Grund dafür liegt in der guten Leitfähigkeit von Metallen, denn die solare Wärme muss bei Warmluftkollektoren auf eine große Oberfläche verteilt werden (z.B. auf Finnen auf der Rückseite des Absorbers), da der Wärmeübergang von Luft an eine ebene Fläche sehr gering ist. Die Leitung innerhalb des Absorbers spielte also bisher eine große Rolle.

Ein grundsätzlich anderes Konzept verfolgt man bei Warmluftkollektoren mit Grenzschichtabsaugung und perforierten Absorbern. Der Aufbau eines solchen Kollektors ist z.B. in DE 19 820 156 , DE 2 943 159 und EP 0 553 893 beschrieben.

Absorber mit Perforierung und Grenzschichtabsaugung haben zweierlei Vorteile gegenüber hinterströmten Absorbern: Erstens bewirkt die Lochung eine deutliche Verbesserung des Wärmeübergangs vom Absorber zur Luft; zweitens wird durch die Absaugung die Konvektion im Kollektor verhindert, wodurch die thermischen Verluste vom Absorber an die Verglasung drastisch sinken und ein gut gekühlter Absorber (also mit hohem Wärmeübergangskoeffizienten vom Absorber an die Luft) nicht mehr zwingend erforderlich ist, um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Bei Absorbern zur Grenzschichtabsaugung spielt also die Wärmeleitung im Absorber eine geringe Rolle in Bezug auf den Wirkungsgrad des Kollektors. Extrem dünne Absorber oder Absorber mit geringer Wärmeleitfähigkeit können daher verwendet werden.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Luftkollektoren ist das verhältnismäßig hohe Gewicht des Absorbers, des Rahmens und der Abdeckung, da sie aus Metall gefertigt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Luftkollektor bereitzustellen, der sich durch verhältnismäßig geringes Gewicht bei hoher Effizienz auszeichnet.

Das geringe Gewicht des Luftkollektors wird durch die Verwendung von Kunststoff-Folien für u.a. den Absorber und die transparente Abdeckung erreicht.

Gegenstand der Erfindung ist ein solarbetriebener Luftkollektor, wenigstens bestehend aus
einem Absorber aus einer perforierten Kunststoff-Folie, welche ein Absorptionsvermögen von mindestens 80 % im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist,
einer auf einer Seite des Absorbers angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Absorptionskammer, wobei die dem Absorber gegenüberliegende Wand der Absorptionskammer aus einer Folie aus transparentem Kunststoff besteht und die Absorptionskammer eine Gaseintrittsöffnung aufweist,
einer auf der anderen Seite des Absorbers angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Sammelkammer, wobei die Rückwand der Sammelkammer aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht und die Sammelkammer eine Gasaustrittsöffnung aufweist,
und einer an der Rückwand der Sammelkammer angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Wärmeisolationskammer, wobei die der Rückwand gegenüberliegende Wand der Wärmeisolationskammer aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht und die Wärmeisolationskammer mindestens eine Öffnung für den Gaseinlass und Gasauslass aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gaseintrittsöffnung der Absorptionskammer mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Gasstroms verbunden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Luftkollektors liegen darin, dass er sehr leicht (maximal 3 kg/m²) und aufrollbar ist, so dass er sehr gut transportabel ist. Der Kollektor zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad von ca. 70 % aus.

Anwendungen für den erfindungsgemäßen Luftkollektor sind z.B. die solare Trocknung (z.B. von Agrarprodukten), die solare Kühlung (z.B. in Festzelten) und die solare Erwärmung.

Der Absorber besteht aus einer perforierten Kunststoff-Folie. Die Perforationen können beispielsweise Löcher oder Schlitze sein. Bevorzugt beträgt der Anteil der Lochfläche an der Gesamtfläche des Absorbers maximal 3 %, bevorzugt maximal 1 %, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,4 %.

Die Absorber-Folie muss Temperaturen bis ca. 130°C standhalten. Der Absorber besteht vorzugsweise aus Polycarbonat, hochtemperaturfestem Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyimid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), einem Blend aus ABS und Polyamid oder Polycarbonat und ABS, Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid oder anderen Fluorpolymeren.

Beim bestimmungsgemäßen Betrieb des erfindungsgemäßen Luftkollektors wird der Absorber bzw. die Absorptionskammer in Richtung der Sonne ausgerichtet, d.h. der Absorber ist der Sonne zugewandt.

Die Absorber-Folie muss möglichst viel Sonnenlicht absorbieren können. Daher weist die Absorber-Folie ein Absorptionsvermögen im sichtbaren Wellenlängenbereich von mindestens 80 % auf. Dazu ist die Kunststoff-Folie des Absorbers beispielsweise mit einer schwarzen Verbindung gefärbt und/oder beschichtet. Eine schwarze Färbung der Absorber-Folie kann beispielsweise durch Bedrucken mit schwarzer Farbe, Beschichten mit Schwarzchrom oder Schwarzaluminium oder durch direkte Einfärbung der Kunststoffmasse mit geeigneten Farbmitteln, vorzugsweise Ruß, erreicht werden.

Die Teiltransparenz der Absorber-Folie von bis zu 20 % im sichtbaren Wellenlängenbereich kann durch eine Verbindung mit oder ohne hohem Reflexionsvermögen im infraroten Wellenlängenbereich erzielt werden oder in Kombination, beispielsweise in Form einer zusätzlichen Schicht, mit einer solchen Verbindung erreicht werden. Ist die Absorber-Folie mit einer absorbierenden Verbindung beschichtet ist, kann die Verbindung vollflächig oder teilflächig auf die Absorber-Folie aufgetragen sein. Bei einer nur teilweisen Beschichtung der Absorber-Folie bleiben Bereiche der Absorber-Folie unbeschichtet, die beispielsweise transparent sein können. Dadurch weist die Absorber-Folie eine Teiltransparenz auf und kann beispielsweise als teiltransparentes Verscheibungselement, z.B. in einer Gebäudehülle eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Absorber-Folie auf der der Sonne zuzuwendenden Seite eine selektive Absorberschicht. Dabei ist der Absorber mit einer oder mehreren Verbindungen beschichtet, welche im infraroten Wellenlängenbereich ein Reflexionsvermögen von mindestens 70 % aufweisen. Ist die Absorber-Folie schwarz gefärbt und/oder trägt zusätzlich eine Beschichtung aus einer schwarzen Verbindung, kann die Verbindung mit hohem Reflexionsvermögen im infraroten Wellenlängenbereich für sichtbares Licht weitgehend durchlässig sein. Beispiele für solche Verbindungen sind Indium-Zinnoxid (ITO), Zinkoxid (ZnO) und Zinnoxid (SnO). Unter dem infraroten Wellenlängenbereich wird der Wellenlängenbereich oberhalb von 800 nm verstanden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Absorber auf der der Sonne zuzuwendenden Seite mit einer oder mehreren Verbindungen beschichtet, welche gleichzeitig ein Absorptionsvermögen von mindestens 80 % im sichtbaren Wellenlängenbereich und ein Reflexionsvermögen von mindestens 70 % im infraroten Wellenlängenbereich aufweisen. Beispiele für solche Verbindungen sind Schwarzchrom und Schwarzaluminium. Unter dem sichtbaren Wellenlängenbereich wird der Wellenlängenbereich von 300 bis 800 nm verstanden.

Der Absorber besitzt vorzugsweise eine Dicke von 20 μm bis 2000 μm, besonders bevorzugt von 150 μm bis 500 μm.

Weiterhin besteht die Absorber-Folie vorzugsweise aus einem Photovoltaik-Laminat mit Dünnschicht-Solarzellen. Ein Laminat mit Dünnschicht-Solarzellen besteht aus einer hochtemperaturfesten Kunststoff- oder Metall-Trägerfolie, auf die die Solarzellen aufgedampft werden. Dieses Laminat kann perforiert werden, ohne dass die Solarzellen in ihrer Wirkungsweise beeinträchtigt werden.

Die der Sonne zuzuwendende Fläche des Absorbers wird bei dem erfindungsgemäßen Luftkollektor mit einer Absorptionskammer bedeckt, wobei die der Sonne zuzuwendende Wand, d.h. die dem Absorber gegenüberliegende Wand, der Absorptionskammer aus einer Folie aus transparentem Kunststoff besteht. Die Absorptionskammer ist gasgefüllt bzw. wird von Gas durchströmt. Die Absorptionskammer ist gegebenenfalls mehrfach unterteilt, so dass mehrere nebeneinander liegenden Absorptionskammern die Absorber-Folie bedecken. Die Absorptionskammer bedeckt die gesamte Oberfläche des Absorbers und wird im Betrieb des Luftkollektors der Sonne zugewendet.

Die Kunststoff-Folie muss hochtransparent sein; die Transmission liegt in der Größenordnung von mindestens 70%, bevorzugt mindestens 85%.

Die Dicke der transparenten Kunststoff-Folie beträgt vorzugsweise von 50 bis 1000 μm, besonders bevorzugt von 250 bis 500 μm.

Darüber hinaus muss die Kunststoff-Folie der Wand der Absorptionskammer LTVstabil und mechanisch robust sein. Sie kann beispielsweise aus Polycarbonat, hochtemperaturfestem Polycarbonat Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid oder anderen transparenten Fluorpolymeren bestehen, die z.B. unter den Handelsnamen Tefzel^®, Flourex^®, Tedlar^® oder THV^® bekannt sind.

Die der Sonne zuzuwendende Absorptionskammer weist eine Gaseintrittsöffnung auf, die vorzugsweise mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Gasstroms verbunden ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gas um Luft. Daneben können auch andere Gase oder Gemische verschiedener Gase eingesetzt werden, beispielsweise solche, die eine höhere Wärmekapazität als Luft besitzen wie z.B. Argon.

Das Gas, welches in die Absorptionskammer einströmt, bläst die aus Kunststoff-Folie bestehende Kammer auf. Vorzugsweise strömt das Gas mit einem Überdruck von 20 bis 100 mbar in die Absorptionskammer ein. Das Gebläse kann für eine stromnetzferne Versorgung von einem Photovoltaik-Modul versorgt werden.

Die Absorptionskammer kann allein dadurch ausgebildet sein, dass Gas mit einem Überdruck in den Raum zwischen Absorber und Kunststoff-Folie eingeblasen wird. Zusätzlich kann aber auch eine mechanische Spannvorrichtung vorgesehen sein, wie z.B. ein starrer Rahmen, mit dem die Kunststoff-Folien über den Absorber gespannt werden. Dieser Rahmen kann zerlegbar sein, so dass der Luftkollektor trotzdem transportabel ist.

Die gegenüberliegende Fläche des Absorbers wird von einer Sammelkammer bedeckt, wobei die Rückwand dieser Sammelkammer ebenfalls aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht. Die Sammelkammer ist ebenfalls gasgefüllt bzw. wird von Gas durchströmt. Das in die sonnenbeschienene Absorptionskammer einströmende kalte Gas tritt durch die Perforationen des Absorbers in die an der Rückseite des Absorbers anliegende Sammelkammer. Beim Durchtritt durch die Perforationen erwärmt sich das Gas. Die auf der Rückseite des Absorbers anliegende Sammelkammer weist eine Gasaustrittsöffnung auf, durch die das erwärmte Gas aus dem Luftkollektor ausströmt. Die Sammelkammer ist gegebenenfalls mehrfach unterteilt, so dass mehrere nebeneinander liegende Kammern die sonnenabgewandte Seite des Absorbers bedecken.

Die Kunststoff-Folie für die Rückwand der Sammelkammer muss mechanisch robust sein, was durch eine Mindestdicke von 300 μm gegeben ist. Die Folie muss darüber hinaus eine gewisse Temperaturstabilität zeigen, da das abströmende heiße Gas an der Folie entlangströmt. Als Kunststoffe können beispielsweise eingesetzt werden Polycarbonat, hochtemperaturfestes Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyimid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), einem Blend aus ABS und Polyamid oder Polycarbonat und ABS, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylflourid.

An die Rückwand der Sammelkammer, d.h. an die dem Absorber auf der sonnenabzuwendenden Seite gegenüberliegende Wand, befindet sich eine Wärmeisolationskammer, welche die Rückwand der Gassammelkammer bedeckt. Diese Isolationskammer wird dadurch gebildet, dass eine Kunststoff-Folie die Rückwand der Gassammelkammer bedeckt, beispielsweise indem sie über die Rückwand gespannt ist. Die Isolationskammer ist mit einem Gas mit konstantem Überdruck gefüllt. Dazu weist die Isolationskammer mindestens eine Öffnung für den Gaseinlass und Gasauslass auf. Zusätzlich kann wiederum eine mechanische Spannvorrichtung vorgesehen sein, um die Kunststoff-Folie über die Rückwand zu spannen.

Die Kunststoff-Folie der Wärmeisolationskammer besteht beispielsweise aus Polycarbonat, hochtemperaturfestes Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyimid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), einem Blend aus ABS und Polyamid oder Polycarbonat und ABS, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylflourid. Sie weist bevorzugt eine Dicke von 250 bis 2000 μm, besonders bevorzugt von 300 bis 1000 μm auf.

Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftkollektors, bei dem die Rückwand anstelle einer einzelnen Folie aus mehreren übereinander liegenden Kunststoff-Folien besteht, welche jeweils durch einen Gasspalt voneinander getrennt sind. Der Gasspalt zwischen den Folien trägt zu der Wärmeisolation bei. Er wird durch einen konstanten Überdruck aufrechterhalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Rückwand anstelle einer oder mehrerer Kunststoff-Folien aus einer Mehrfachstegplatte z.B. aus Polycarbonat. Die stehende Luft in der Mehrfachstegplatte dient als Isolierung.

In einer alternativen Ausführungsform die Isolationskammer des Luftkollektors mit einem festen Isoliermaterial anstelle eines Gases mit konstantem Überdruck gefüllt ist. Das Isoliermaterial besteht vorzugsweise aus einem Polyurethanschaum, geschäumtem Polystyrol oder aus Mineralwolle. Ist das Isoliermaterial kein Gas, sondern ein Feststoff, so weist die Isolationskammer keinen Einlass- bzw. Auslassöffnung für Gas auf.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Luftkollektors ähnelt dem einer Luftmatratze. Der Luftkollektor mit einem solchen Aufbau hat zwei wesentliche Vorteile. Erstens ist der Kollektor sehr leicht und kann, wenn er nicht in Betrieb ist, auf eine sehr geringe Größe zusammengefaltet bzw. aufgerollt werden. Zweitens wird der Absorber des Luftkollektors im Betrieb durch die strömende Luft gekühlt, so daß sehr hohe Temperaturen vermieden werden. Im Stillstand, d.h. ohne Gaszufuhr, fällt der Kollektor in sich zusammen. Dabei kann der Absorber Wärme durch Wärmeleitung an die transparente Kunststoff-Folie abgeben. Zu keinem Zeitpunkt im Betrieb oder im Stillstand erreicht der Kollektor die hohen Stillstandstemperaturen von über 220°C, wie sie bei Warmwasserkollektoren auftreten können und die den Einsatz von Kunststoffen nahezu ausschließen.

Nachfolgend wird der erfindungsgemäße Luftkollektor anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausschnitt aus einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftkollektors im Querschnitt
2 ein Ausschnitt aus einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftkollektors im Querschnitt
3 ein Ausschnitt aus einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftkollektors im Querschnitt
In der ersten Ausführungsform nach 1 besteht der erfindungsgemäße Luftkollektor aus einer perforierten schwarzen Absorber-Folie 3 aus Polycarbonat, welche mit einer selektiven Beschichtung beispielsweise aus Schwarzaluminium versehen ist. Auf der sonnenzugewandten Seite des Absorbers 3 befinden sich mehrere nebeneinander liegende Luftkammern 4, welche die Fläche des Absorbers 3 auf der sonnenzugewandten Seite bedecken. Die Luftkammern 4 werden durch transparente Kunststoff-Folien 2, z.B. aus Polycarbonat, gebildet. Alternativ könnte auch eine einzelne Luftkammer die gesamte sonnenzugewandte Oberfläche des Absorbers 3 bedecken. Die Folien 3 der einzelnen Luftkammern 4 sind an Verbindungsstellen 6 miteinander verbunden (beispielsweise verschweißt oder verklebt). Durch eine Eintrittsöffnung (nicht dargestellt) wird beispielsweise mittels eines Gebläses (nicht dargestellt) Luft in die Luftkammern 4 eingeblasen, wodurch sich die Luftkammern ähnlich einer Luftmatratze aufblasen.
Solarstrahlung tritt durch die transparenten Folien 2 und erwärmt die Absorber-Folie 3. Die in die Luftkammern 4 eingeblasene Luft strömt durch den perforierten Absorber 3 in die Luftkammer 5 auf der sonnenabgewandten Seite des Absorbers 3. Beim Durchströmen der Perforationen des Absorbers 3 erwärmt sich die Luft. Die Temperatur der Luft in der Luftkammer 4 beträgt vor dem Erwärmen z.B. 40°C. Nach dem Erwärmen beträgt die Temperatur in der Luftkammer 5 z.B. 60°C. Die erwärmte Luft tritt durch eine Gasaustrittsöffnung (nicht dargestellt) aus der Luftkammer 5 aus.
Zusätzlich sind in der Luftkammer 5 ggf. perforierte Folien 10 vorgesehen, welche die Luftkammer 5 unterteilen. Die Folien 10 können auch eine Stützfunktion übernehmen.
Die Rückwand 7 der Luftkammer 5 besteht ebenfalls aus einer Kunststoff-Folie, z.B. aus Polycarbonat. An die Luftkammer 5 schließen sich auf der sonnenabgewandten Seite weitere Luftkammern 14 an. Die Luftkammern 14 liegen nebeneinander und bedecken dabei die Fläche der Rückwand 7. Sie werden aus Kunststoff-Folien 8 gebildet. Die Luftkammern 14 werden ähnlich einer Luftmatratze durch Überdruck aufgeblasen. Dazu wird Luft durch eine Öffnung (nicht dargestellt) in die Luftkammern 14 eingeblasen. Die Luftkammern 14 zwischen den Kunststoff-Folien 7 und 8 dienen der Wärmeisolation, um den Wärmeverlust auf der sonnenabgewandten Seite zu verrringern.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform des Luftkollektors gezeigt. Darin sind wiederum gleiche bzw. ähnliche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Rückwand der Luftkammer 5 wird in dieser Ausführungsform durch mehrere, vorzugsweise 2 bis 5, übereinander liegende Kunststoff-Folien 27 gebildet, welche durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind. Auch diese Ausführungsform verringert den Wärmeverlust durch die rückwärtige Folie 8.
3 stellt eine dritte Ausführungsform dar, wobei wiederum gleiche bzw. ähnliche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Wärmeisolierung auf der sonnenabgewandten Seite wird durch eine Mehrfachstegplatte 37 erzielt, welche die Rückwand der Luftkammer 5 bildet. Gleichzeitig wird durch die Steifigkeit einer Mehrfachstegplatte 37 der Luftkollektor in Form gehalten.

Claims

Solarbetriebener Luftkollektor, wenigstens bestehend aus einem Absorber (3) aus einer perforierten Kunststoff-Folie, welche ein Absorptionsvermögen von mindestens 80 % im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist, einer auf einer Seite des Absorbers (3) angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Absorptionskammer (4), wobei die dem Absorber (3) gegenüberliegende Wand der Absorptionskammer (4) aus einer Folie (2) aus transparentem Kunststoff besteht und die Absorptionskammer (4) eine Gaseintrittsöffnung aufweist, einer auf der anderen Seite des Absorbers (3) angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Sammelkammer (5), wobei die Rückwand (7) der Sammelkammer (5) aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht und die Sammelkammer (5) eine Gasauntritsöffnung aufweist, und einer an der Rückwand (7) der Sammelkammer (5) angeordneten, mit Gas gefüllten und gegebenenfalls mehrfach unterteilten Wärmeisolationskammer (14), wobei die der Rückwand (7) gegenüberliegende Wand (8) der Wärmeisolationskammer (14) aus mindestens einer Kunststoff-Folie besteht und die Wärmeisolationskammer (14) mindestens eine Öffnung für den Gaseinlass und Gasauslass aufweist.
Solarbetriebener Luftkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseintrittsöffnung der Absorptionskammer (4) mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Gasstroms verbunden ist.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Lochfläche an der Gesamtfläche des Absorbers (3) maximal 3 %, bevorzugt maximal 1 %, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,4 %, beträgt.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (3) eine Dicke von 20 bis 2000 μm, bevorzugt von 150 bis 500 μm, aufweist.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (3) aus wenigstens einem der folgenden Kunststoffe besteht: Polycarbonat, hochtemperaturfestes Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyimid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), ABS-Polyamid-Blend, Polycarbonat-ABS-Blend, Polyvinylchlorid, Fluorpolymer.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (3) mit einer oder mehreren Verbindungen beschichtet ist, welche im infraroten Wellenlängenbereich ein Reflexionsvermögen von mindestens 70 % aufweisen.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Kunststoff-Folie (2) der Absorptionskammer (4) eine Dicke von 50 bis 1000 μm, bevorzugt von 250 bis 500 μm, aufweist.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Kunststoff-Folie (2) der Absorptionskammer (4) aus wenigstens einem der folgenden Kunststoffe besteht: Polycarbonat, hochtemperaturfestem Polycarbonat Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Fluorpolymer.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Folie (8) der Wärmeisolationskammer (14) eine Dicke von 250 bis 2000 μm, bevorzugt von 300 bis 1000 μm, aufweist.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (7) aus mehreren Folien (27) besteht, welche jeweils durch einen Gasspalt voneinander getrennt sind.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle einer oder mehrerer Kunststoff-Folien die Rückwand (7) aus einer Mehrfachstegplatte (37) besteht.
Solarbetriebener Luftkollektor nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationskammer (14) anstelle eines Gases mit einem festen Isoliermaterial gefüllt ist.